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做家：郝丰林，宋东野
单元：江苏双环齿轮有限公司
起源：《金属加工（热加工）》杂志
齿轮劳动前提繁杂，在不同劳动前提下利用，齿轮构成做废的特点是不同的。齿轮在运行进程中，在齿根构成曲折应力；在齿面构成来往应力；齿面间的相对滑动争持而构成磨损。偶尔齿轮由于安设或计划的题目，齿侧空隙过大，在啮合进程中构成打击。齿轮由于曲折力矩而构成齿的变形和折断；由于来往应力构成表面疲乏剥落和由于争持影响构成磨损，进而构成齿轮做废。不同的材料、加工工艺、利用形势，有不同的做废模样。关于齿轮做废主如果表面来往疲乏做废，分为：麻点疲乏剥落、浅层疲乏剥落、强硬层剥落三种模样；齿轮曲折断齿分为：疲乏断齿、过载断齿。齿轮磨损做废分为：磨粒磨损、侵蚀磨损、胶合磨损、齿端打击磨损；齿面塑性变形做废分为：塑性变形、压痕、塑变折皱。据关联文件材料统计，35年中的个齿轮毁坏实例，做废比例以下：疲乏断齿占32.8%；过载断齿占19.5%；轮齿破碎占4.3%；轮毂扯破占4.6%；表面疲乏占20.3%；表面磨损占13.2%；齿面塑性变形占5.3%。在利用进程中由于选材、加工工艺、热解决题目或安设题目构成做废，本文针对这方面的模样停止逐个剖析。热解决后心部硬度或高或低探求由于变形请求严厉，为了低沉心部硬度，削减花键、齿轮变形而低沉冷却成就，变形到达请求但齿根部位非马氏体连片，齿轮在利用进程中构成从齿根断裂。或由于选材失当构成齿轮热解决后心部硬渡太高，构成打击韧度低沉，从节圆处断裂。革新想法：1）关于花键请求严厉，也许采纳热解决后硬拉，到达尺寸及格请求。2）关于心部硬渡太高，也许筛选适合的材料或替换冷速和缓的淬石油。3）关于非马氏体超方位齿轮停止强力喷丸。表面机关不良探求主如果指齿根涌现晶间氧化及非马氏体、碳化物不良、残留奥氏体超差等。关于齿根涌现晶间氧化及非马氏体重要道理是筛选的材料淬透性太差、采用的淬石油不适合、装夹失当、热解决前冲洗不良、利用的淬火冷却介质杂质太多等。对碳化物及残留奥氏体超差主如果热解决工艺失当。革新想法：1）筛选适合淬透性的材料。2）采用冷速适合的淬石油。3）利用专用热解决工装。4）利用有机冲洗剂。5）利用及格的淬火冷却介质。6）优化热解决工艺。7）关于非马氏体超方位齿轮停止强力喷丸。齿轮热解决后磨齿探求由于热解决不良，含有过量的残留奥氏体、碳化物；采用的砂轮型号不适合，冷却不充足，磨削参数不正当，使齿轮在磨削进程中构成磨削烧伤以至磨削淬火；或齿轮由于变形构成磨削量不平匀、齿部强硬层不均，或磨齿的进程中磨削齿根。由于以上道理构成齿轮在利用进程中做废，如图1所示。革新想法：1）优化热解决工艺。2）优化机关。3）削减变形。4）依照装备厂家的倡导筛选适合的砂轮、适合的加工参数，磨削进程关于齿轮停止烧伤探测。关于齿根涌现磨削的增添强力喷丸。图1磨齿的做废
渗碳淬火后心部机关强悍探求关于冷锻齿轮、温锻齿轮、冷拉料等，正火后没有发觉机关弊端，渗碳淬火后机关特别是心部机关强悍（见图2），在利用进程中构成做废。图2心部机关强悍
革新想法：1）关于有加工余量的也许采纳~℃高温正火。2）关于一次正火不及格的材料停止二次正火。3）关于表面不许氧化脱碳的工件也许采纳两头抽真空的棍棒式等温正火炉。4）关于利用渗碳淬火炉的工序增添中冷工艺，如此也许对一次正火不及格但没有被发觉的工件，采纳中冷淬火工艺来保证机关及格。齿轮轴类件卡簧槽加工弊端探求齿轮轴类零件计划有卡簧槽，由于利用的刀具不是成形刀，构成卡簧槽加工弊端；或轴类零件渗碳淬火后变形太大，在渗碳淬火后校直压伤，利用进程中构成断裂，如图3、图4所示。图3轴类件
图4断裂宏观描述
革新想法：1）利用成形刀具加工，或关于卡簧槽涂防渗剂。2）利用带有裂纹探测仪的校直装备。罗纹齿轴类脆性断裂探求齿轴类产物端部或中央有罗纹，渗碳进程中没有防渗，或防渗达不到客户图样请求，需求增添感到退火或盐浴退火。由于退火工艺失当构成罗纹二次强硬，在利用进程中构成脆性断裂（见图5）。图5罗纹齿轴类脆性断裂
革新办法：罗纹采纳感到退火，罗纹退火后放到耐火石棉中缓冷。推迟裂纹和焊接裂纹探求有些齿轮与齿轴，热解决后经过花键联结在一同，或采纳肯定的过盈量，或焊接在一同通报扭矩。由于齿轮壁薄或过盈量太大构成推迟裂纹，焊接时由于焊接工艺失当或焊接部位碳层没有齐备去除，构成焊接裂纹，在利用进程中构成初期做废。革新办法：1）对内花键或内孔采纳爱护办法，内孔涂防渗剂，加阻塞低沉内孔和内花键的碳层或表面硬度，来升高内孔或内花键的韧性，防备推迟裂纹。2）焊接件需在焊接部位涂防渗剂或加大余量防备焊接部位渗碳，采纳焊前预热、焊后缓冷的工艺。变形太大以致部分来往探求齿轮热解决后由于变形太大，精度下落太多，使齿轮在运行进程中齿部部分来往，构成做废。革新办法：1）关于大的盘类零件采纳压淬的办法，保证齿轮精度。2）关于轴类件中一些齿对照宽的工件采纳热解决后磨齿，升高齿轮来往精度。弧齿锥齿轮做废探求弧齿锥齿轮热解决后由于变形太大，齿轮精度等第低沉，在利用进程中部分应力太高构成断齿。或在配对研磨进程中由于采用的研磨砂、研磨工艺不适合，构成工件研磨烧伤，齿轮表面硬度、耐磨性低沉，齿轮在利用进程中构成初期磨损做废。9.1弧齿锥齿轮磨损（1）弧齿锥齿轮轻度磨损如图6所示，特点为啮合齿面刀纹磨平，轮齿表面特别滑腻，有磨损涟漪。齿根处不构成台阶，齿厚没有显然变动。图6轻度磨损
构成道理：由于利用失当而构成的毁坏。1）光滑油黏度差，进而构成光滑油膜厚度不敷。2）使历时严峻超载。3）安设失当，如自动齿轮轴颈预紧力不敷、轴承空隙大等，构成齿轮运行时轴向窜动，使啮合齿面逐步磨损进而以致齿轮做废。（2）弧齿锥齿轮严峻磨损如图7所示，特点为劳动齿面材料大批磨掉，轮齿齿廓形态毁坏，如齿顶磨尖、齿根变瘦、轮齿根部磨成台阶、运行时噪声加重以及齿轮初期做废。构成道理：系统严峻震荡，光滑油系统和密封安设不良，齿轮常在界限光滑或挨近界限光滑形态下劳动，油膜创建不起来或油膜厚度不敷，以致啮合齿面大批磨损。图7严峻磨损
（3）齿面磨损条纹如图8所示，特点为由于争持，啮合齿面沿滑动的方位构成较平匀条状争持脚印，齿轮不能稳定运行。构成道理：由于角齿预紧力不敷，轴向空隙过大，齿轮运行不均衡；或光滑油被玷污，外来的硬质颗粒在光滑进程中侵略到相啮合的齿面之间，由于磨粒的切削影响，将轮齿表面材料刮掉，构成两来往齿面的擦伤条纹。图8齿面磨损条纹
（4）齿面胶合如图9所示，特点为轮齿啮合面由于严峻争持而磨损，齿面部分金属过热，沿疏通方位涌现显然的扯破沟槽。构成道理：光滑系统严峻缺油，光滑不充足以致齿面温度赶紧回升，金属凝结，彼此粘合，在随后的滑动中又被扯开，在齿面构成扯破沟槽，构成齿轮做废。这也是由于利用题目所构成的。图9齿面胶合
9.2齿面疲乏（1）初期点蚀如图10所示，特点为齿面磨光，齿面呈麻点状疲乏剥落凹坑。剥落坑对照浅小，呈针眼状或芝麻状，深度0.1~0.2mm，截面呈错误称的“V”字形，此类疲乏裂纹首先从齿表面构成，而后向里层伸展，末了剥落构成麻点。构成道理：初期点蚀是由于产物加工原料弊端构成，切削加工时齿形差错大、齿面表面毛糙度差、轮齿节圆与内孔不同轴而使轮齿啮合形态差，构成运行时齿面部分地区初期疲乏毁坏；或由于齿面硬度、来往疲乏强度低，进而引发的做废景象。图10麻点剥落
（2）毁坏性点蚀如图11所示，特点为毁坏性点蚀的剥落坑比初期点蚀的相对大而深，首先涌目前凑近节圆的齿面上，而后陆续伸展，末了以致轮齿做废。构成道理：由于材料或加工及热解决原料题目构成疲乏强度显著低沉，齿面继承的应力大于材料强度。跟着应力轮回次数的增添，点蚀陆续伸展构成点蚀坑。图11毁坏性点蚀
（3）齿面剥落如图12所示，特点为齿面上的材料成片剥离。剥落的金属比点蚀大，齿面剥落的厚度约即是产物渗碳淬火灵验层厚度，构成的剥落坑底部与齿面根底坚持平行，侧面笔直于表面。构成道理：经表面强硬的轮齿，由于材料弊端、热解决后金相机关超等、灵验强硬层浅、硬度梯渡过陡等道理，使轮齿表面层和次表面层材料的来往疲乏强度显著低沉。由于运行时齿面的次表层所继承的外应力较高，裂纹首先在次表层内构成，再向表面延长和伸展，末了构成剥落坑。图12齿面剥落
（4）利用性疲乏如图13所示，特点为齿面有显然的涟漪脚印，齿面上的材料成片零落，构成点蚀坑或剥落坑，齿根有磨损台阶，部份齿轮尚有塑性变形景象。构成道理：齿轮在交变应力的影响下，齿面先涌现磨损，使得齿面硬度下落，而后金属构成剥落而做废。图13利用性疲乏
9.3塑性变形如图14所示，特点为齿面涌现鳞状皱纹或塑性变形，鳞纹笔直于轮齿滑动方位而沿齿形散布。构成道理：齿轮运行进程中，光滑不良，油膜厚度不够，齿轮系统震荡面在劳动齿面间构成“匍匐”（黏附滑动景象）的终于。图14鳞状皱纹
9.4轮齿折断（1）异物打碎如图15所示，呈现为由于其余零部件毁坏，构成轮齿初期做废。图15异物打碎
（2）过载折断如图16所示，特点为呈半齿断裂，断口呈斜面，毛糙不平。断口没有疲乏断口的特点，没有疲乏伸展区，断口呈刹时折断的描述。构成道理：由于职掌失当而构成庞大的霎时打击载荷构成毁坏。轴承毁坏，较大的硬质异物投入啮合处都邑构成过载折断。图16过载折断
革新办法：优化材料，优化热解决工艺，削减变形，关于变形大的产物对研磨后的齿轮停止烧伤及表面毛糙度探测。关于变形较大的盘齿停止压淬解决，升高齿轮精度。轴心裂纹探求关于一些齿轴类锻件产物由于齿部与轴部尺寸出入太大，部分地位铸造比太大，构成裂纹。在精加工时发觉裂纹（见图17），一些楔横札类轴类也简单在轴心涌现裂纹（见图18）。革新办法：关于此类齿轮在粗车后%停止超声波探测。图17精加工裂纹图18轴心裂纹
强硬层不均以致裂纹探求关于一些盘类齿轮停止感到淬火，由于频次筛选不适合，感到器计划精度低，机床精度不敷，构成齿轮强硬层不均，齿轮淬火后涌现裂纹，台架实验失利。革新办法：1）筛选适合的频次，采纳机加工感到器，保证机床精度。2）齿轮感到淬火后先对齿轮停止纵剖（见图19a），探测强硬层形态，依照形态对高低地位停止调度；在齿轮圆周方位遵循90°方位切割4块，探测强硬层平匀性（见图19b）。关于齿轮上中下3个地位探测强硬层及硬度的平匀性。3）当频次高时只管强化探测齿根，当频次低时只管探测齿顶。4）关于感到淬火工件要集体停止磁粉探测，防备裂纹件流到下一工序。图19强硬层探测
R角、孔口和凸台处裂纹探求关于一些轴类零件采纳扫描感到淬火，由于感到器计划题目，工艺失当构成一些R角地位强硬层不敷，以至断开。关于轴类采纳齐备感到淬火，关于一些孔口地位、凸台等由于尖角效应淬火简单涌现裂纹，偶尔也由于回火不准时构成推迟裂纹。革新办法：1）关于轴类齿轮感到淬火后停止纵剖，探测强硬层形态及强硬层平匀性。2）关于感到淬火后的工件停止准时回火。3）关于总共齿轮停止磁粉探测。以上是笔者在劳动期直来往到对照罕见的齿轮的几种做废处境，渴望对从事齿轮临盆计划的偕行有自创影响。置备热解决装备、送达广告请孙超
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