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在工程機械中，齒輪軸的主要作用是支撐旋轉(zhuǎn)部件，從而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，并傳遞相應的扭矩和功率。主要傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，使用壽命長。相關(guān)優(yōu)點，在一般機械，尤其是工程機械傳動中，是非常重要的組成部分。如今，隨著我國刺激內(nèi)需的開始，基礎(chǔ)設施建設也將得到很好的發(fā)展，對工程機械和產(chǎn)量的需求也將繼續(xù)增加。因此，應有效優(yōu)化齒輪軸材料、熱處理方法和機械加工的選擇，以提高齒輪軸的加工質(zhì)量和加工效率，延長齒輪軸的使用壽命。

零件結(jié)構(gòu)分析:齒輪軸對精度要求較高，加工時需要注意相關(guān)問題。具體來說，必須正確選擇和分析齒輪軸的材料基準熱處理以及齒廓加工，才能保證齒輪軸的加工質(zhì)量得到提高。以輸入齒輪軸為例，其外表面尺寸公差大部分可控制在±0.01mm范圍內(nèi)，而表面粗糙度主要為Ra3.2~0.8°m，位置精度一般為尺寸精度值的三分之二、一到五分之一，齒輪精度等級是7-5。加工前要了解齒輪軸的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)可制造性，根據(jù)圖紙要求的定位參考合理安排加工順序。

材料選擇:以減速機為例。常用的齒輪軸主要采用合金鋼材料42CrMo、20CrMnMo、20Cr2Ni4、17CrNiMo6等。根據(jù)齒輪軸的用途和設計強度的不同，在材料的選擇和熱處理的工藝要求上也會有一定的差異。20CrMnMo、20Cr2Ni4、17CrNiMo6等材料一般先淬火回火，再用前滾刀進行滾削，然后滲碳淬火，再研磨成成品。最終牙硬度可達50-62HRC。

毛坯的選擇:在加工過程中，由于齒輪軸的機械強度要求較高，而且每一步的直徑相差較大，為了有效降低材料消耗和加工勞動，我們通常會選擇鍛造毛坯。以圖1中的產(chǎn)品為例(M=9, Z=17)。本產(chǎn)品要求使用17CrNiMo6電渣重熔材料。坯料的原料應為精鋼。鋼在轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔煉，在爐內(nèi)進行鎮(zhèn)靜、真空脫氣處理，再加二次電渣重熔，嚴格控制H、O、N等氣體的增加。使用電渣重熔鋼錠可以提高鋼的純度，顯著提高鋼的塑性和韌性，減少枝晶偏析，防止氣孔和收縮的出現(xiàn)，并能顯著提高鋼的各向同性。

軸的鍛造工藝為:原料下料→下料鋸切→加熱→鍛造→鍛造后熱處理→機加工→探傷尺。鍛件采用先鑄后壓的方法，過程中采用小十字變形的方法。對原料進行伸長和鐓鍛，使鍛件比大于6，大大改善了原原料成分和枝晶。如偏析等缺陷;成形和鍛造使用小的擺動來鍛造小直徑和圓。使鍛件達到結(jié)構(gòu)均勻、流線合理、變形比均勻的目標，提高產(chǎn)品的各向同性性能。鍛造后迅速冷卻至300-400℃左右，安裝在電爐中進行正火+高溫回火，改善結(jié)構(gòu)和加工性能。

預熱處理和半精加工車削:鍛件、粗車削、黑色皮清理后，鍛件毛坯需調(diào)質(zhì)回火。淬火回火處理是指淬火和高溫回火的雙重熱處理方法。其目的是使工件具有良好的綜合機械性能。高溫回火是指在500-650℃之間回火。淬火回火可以使鋼的性能和材料有較大的調(diào)整，強度、塑性和韌性好，具有良好的綜合力學性能。淬火回火采用正火和淬火預處理工藝。它被加熱到溫度880攝氏度，然后保持2.5小時，然后通過油冷卻到室溫。然后在650℃的溫度下回火，保存5小時，在空氣中冷卻到室溫。

預處理后硬度控制在160~200HBS，下一道工序為半精加工車削。對于半精加工車削，盡量選擇較小的切削深度和進給速度，切削速度可以更高。精細車削要求切削深度小，切削量小。半精加工車削后，不僅要對工件的直徑和幾何尺寸要求合格，而且對表面粗糙度要求較高，也要合格。精車削加工精度可達IT8~IT6，表面粗糙度Ra可達1.6~0.8°m。

齒輪加工和精車削:通常在機械設備中，由于齒輪軸的精度不同，齒輪軸被分為不同的級別。插齒和滾齒可以有效地保證齒廓的精度，但它們比滾齒具有更高的精度和效率。因此，對于外齒齒輪軸，可采用滾齒機進行小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)。根據(jù)不同的生產(chǎn)方法，加工過程也會有所不同。產(chǎn)品可以用預磨滾刀進行滾削，然后進行滲碳、淬火、精細磨削、磨齒等加工工序。對于需要淬火的齒輪，需要在特殊淬火前提高精度。

花鍵按形狀不同可分為矩形花鍵和漸開線花鍵，后者一般用于機械設備中。精車時，以齒輪軸兩端的上孔為基準，完成外圓的精車。如果要有效提高加工效率和質(zhì)量，可以在精車削加工過程中使用數(shù)控車削方法，有效提高加工效率，保證齒輪軸圓弧面等特性的加工質(zhì)量。