齒輪製造工藝新技術
工業技術
作者：季斌
[摘 要]隨著社會生產的發展， 作為機械傳動主要零件之一的齒輪、越來越多的采用硬齒麵、高精度、修形齒形、特形齒形等。這就給齒輪工藝提出了新的課題。近年來，國內外齒輪製造新技術的研發取得了很大進展。本文根據現代齒輪技術發展動態，分析了我國齒輪製造現狀，並論述了我國齒輪技術的發展趨勢及麵臨的主要問題。
[關鍵詞]齒輪製造；工藝技術；新工藝；發展趨勢
我們發現目前齒輪製造工藝技術無論從毛坯到生產製造過程、還是從工藝方法到產品精度的整個製造過程的製造理念都發生了深刻變化。了解這種發展、變化，對掌握我們國內的齒輪加工發展方向，促進本企業技術進步有著非常重要的現實意義。
中圖分類號：TG61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0070-01
一、 我國齒輪製造技術現狀
工藝製造技術是當代國際間科技競爭的熱點，是高質量、高水平產品重要的技術保證。我國汽車齒輪及其零部件工業在工藝技術的應用和開發方麵，同國際先進工藝技術之間有明顯差距。表現在以下幾方麵。
1、齒坯及其加工精度
精鍛、冷精鍛、楔橫軋、擺碾等先進鍛造技術，在國外己廣泛應用於汽車齒輪等金屬零件，其單邊餘量均可控製在1mm以內，鍛件幾何尺寸精度高，內在質量好。國內汽車齒輪毛坯大部分為熱模鍛，單邊餘量隻能控製在2～4mm 之間。在精密數控車床上加工的齒坯，國外定位基準麵的端跳、徑跳均能控製在0.02mm以內，我國隻有少數汽車齒輪專業廠能達到此精度要求。
2、製齒設備與製齒工藝差距
齒輪專業廠製齒設備的組成比例大致為：滾齒機45%、插齒機25%、剃齒機20%、磨齒機10%。高速切削和精密切削是當今齒輪切削製造技術的發展趨勢。
3、熱處理工藝技術差距
從國內近幾年行業的發展看出，齒輪內在質量有顯著提高，齒麵硬度達到技術要求（HRC58～HRC64）；有效硬化層或滲碳層深度穩定；金相組織良好。
二、我國齒輪製造新技術的發展趨勢
1、毛坯原材化
毛坯是生產的基礎，也是整個工藝設計的出發點。為了獲得高性能的產品、減小熱處理變形，我們要控製毛坯的金相組織等各項指標。目前普遍采用鍛造毛坯，鍛造後進行正火或等溫正火等預熱處理方法。在歐洲考察期間，我們注意到歐洲的齒輪生產廠家，包括知名廠家，很少用鍛件毛坯，從齒輪軸、花鍵軸到盤形齒輪，甚至300mm以上直徑的弧齒錐齒輪大多都采用圓鋼下料。有的甚至不經下料，直接用幾米長的圓鋼在車床上完成齒坯加工後再截斷。毛坯原材化可以降低成本和縮短生產周期。毛坯不經鍛造，可以節約的成本包括鍛打費、預熱處理費、材料加熱氧化損耗費、運輸費等。直接采用原材料代替鍛造毛坯，一般可節約毛坯費用20% 以上，生產周期可以縮短10 天左右。對於高精度的齒輪，毛坯原材化的前提是高品質的原材料和完備的熱後加工手段。
2、再製造技術
齒輪加工機床設計開發過程中，應從全生命周期角度出發，充分考慮機床資源的循環重用，采用可拆卸回收性設計以及模塊化設計等方法，便於機床報廢後進行再製造及技術提升。齒輪加工機床具有較高的回收利用價值，可重用部件資源回收利用率較高，而且再製造成本較低，如再製造滾齒機成本僅為同種技術水平的新滾齒機的50～60%。通過再製造，機床大量零部件得以重用，避免製造這些零部件的過程（鑄造、焊接、切削加工和熱處理等）中的環境汙染及資源、能源消耗，也避免了對這些零部件進行回收處理過程的資源消耗與環境汙染。對齒輪加工機床進行綜合性能提升後，實現了高質量、高精度、自動化加工，減少調整、加工和檢驗時間，加工精度穩定，廢品率降低，生產成本減少，並實現加工過程的節能、降噪。