浅谈工程机械齿轮轴加工工艺与优化范文

摘要：齿轮轴在机械设备中发挥着非常重要的作用。从多个方面讲述齿轮轴的加工工艺分析和优化，以此给相关人士一些参考意见。

关键词：齿轮轴；加工工艺；优化

1齿轮轴加工工艺的分析及优化

1.1零件结构的分析

齿轮轴由齿轮、环槽、花键、轴肩、凹槽等几何体组成，在齿轮轴的加工过程中精度要求很高，加工难度很大，需要跟其他的零部件紧密配合。因此，需要对相关问题进行全面地分析，选择最合适的材料才能保证完成齿轮轴加工。

1.2选择适当的材料

选择合适的材料是完成齿轮轴加工的基础，常用齿轮轴通常可以选择优质碳素结构中的45钢以及一些优质的合金钢。比如，可以选择低碳合金钢来加工装载机的输入齿轮轴。

1.3毛坯的选择

由于机械设备对齿轮轴的强度要求较高，齿轮轴大小不同，直径差异较大，选择锻件毛坯可以减少材料的消耗。不同的尺寸可以做不同的选择。

1.4预热处理及粗车

含碳量较低的优质碳素结构和合金钢是齿轮轴选用较多的材料，可以采用正火方式的热处理来避免硬度过低而出现的粘刀情况。正火处理还能解决锻造应力、保证组织均匀、细化晶粒等情况。选择不同的基准定位，可以影响齿轮轴的加工顺序。理想统一的基准定位可以增加齿轮轴零件与齿轮轴表面位置的精准度，基准的公差值应该控制在1/5～1/3。

1.5精车

齿轮轴精车可以批量生产，为保证质量和效率，可以选用数控车削的办法，在提高加工效率的同时确保加工质量。精车后的零件为减少在表面淬火等环节出现的变形情况，可以进行调质操作。调质操作可以根据实际情况进行选择，若不需要此操作可以直接进入到后面的工序。

1.6齿部及花键加工

一般机械设备中的齿轮根据精度不同，有7～9级的精度划分。插齿和滚齿可以有效保证齿形的精度，而插齿和滚齿两者相比，滚齿的精度更高，效率更高，可以在9级精度的齿轮中选用。对于精度要求较低的齿轮，可以根据实际情况选择小批量生产和大批量生产，不同的生产方式有着不同的加工程序，比如大批量生产可以按照先滚齿、再剃齿、然后加热淬火、最后进行衍磨的工序加工。对于需要淬火处理的齿轮，需要在淬火前提高精度。花键根据形状不同可以分为矩形花键和渐开线花键，渐开线花键在机械设备中使用的比较普遍。花键可以进行大批量加工，可以选择使用专用铣床进行加工。

1.7表面渗碳和淬火处理

为了保证齿轮轴表面的轻度和韧性，一般需要对齿轮轴进行渗碳和淬火操作。渗碳处理一般的深度是1.1～1.7mm。有一些部位不需要进行表面渗碳和淬火处理，比如花键齿部、凹槽等，但需要对表面涂抹防渗透料等，进而进一步加工。是否需要进行表面渗碳和淬火处理，可根据实际情况进行选择。1.8中心孔研磨及重要表面精加工经过前期一系列的处理，齿轮轴两端的顶尖孔进一步做精处理，打磨外圆表面，做精基准，最终以满足图纸要求为标准。

1.9齿面精加工

与中心孔一样，齿面也需要做精加工处理，可以以两端顶尖孔作为基准，最终以满足图纸要求为标准。

1.10工艺路线

常用的生产工艺是，先下料，再锻造，然后正火，再进行粗车处理，之后进行精车处理，后进行粗、精滚轮处理，再铣花键、去毛刺，然后进行渗碳和淬火，再较直，后进行研磨中心孔，然后在磨表面及端面，之后磨齿，最后全面检查入库。整个工艺工序较多、繁杂，需要进行精细化的处理。但是可以随着新技术的不断发明出现，对以上的工艺进行不断的优化和改进，可以在生产实践中不断摸索，不断改善，最后以提高齿轮轴的加工质量和加工效率，生成出优质的齿轮轴，以提高机械设备的使用寿命和生成量。

2结束语

对于齿轮轴加工工艺的分析，要结合产品装配图，要了解齿轮轴的具体用途、工作条件、零件性能等。而齿轮轴在机械设备中有着不可替代的作用，是不可或缺的部分。因此，对齿轮轴加工工艺进行深入研究和实践探索是非常有必要的，希望未来我国机械设备中的齿轮轴质量和齿轮轴的加工工艺能够不断的优化和改善。

参考文献：

[1]王彩,谢立湘,文贵华,等.空心齿轮轴中心孔加工工艺的优化[J].机械工程师,2018(2):07-08.

[2]刘晓晨,汪永超,李磊.面向绿色制造的机械加工工艺的优化选择[J].组合机床与自动化加工技术,2016(12):04-05.

作者：龙超 单位：西华大学机械工程学院