从动轮校正

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关于螺旋伞齿轮平面翘曲的种种校正法

青岛德盛机械制造有限公司      郝丰林
对于螺旋伞齿轮（圆锥从动锥齿轮）生产方式一般采用两种方式：1.采用淬火压床压淬。工件渗碳后缓冷，然后再加热采用压床淬火：采用连续炉（井式炉）渗碳，降到淬火温度，直接采用压床淬火.2.工件渗碳后降温淬火（自由淬）。实际生产中螺旋伞齿轮（圆锥从动锥齿轮）无论是渗碳后直接淬火，还是采用压床淬火，由于种种原因（材料、渗碳时装夹方式、淬火、压模设计精度其他原因），都会有不合格的产品。齿轮在淬火时受到组织应力与热应力的双重作用，齿轮端面翘曲变形是不可避免的。因此在大批量生产中，不合格品量也很大，为了挽救这种齿轮通常采用校正的办法使其合格。校正方法一般有压淬校正法和火焰校正法。
  一、 压淬校正法。把不合格件放入通有甲醇保护的电炉中进行加热保温透烧后，用压床一一进行压淬，因而炉门得频繁开启，脱碳是必然的，淬火时出现非马氏体组织，齿面硬度不够，这种齿轮在装车使用后可能造成早期磨损等缺陷，降低了齿轮使用寿命。并且压淬整形占用压床和电炉，影响其它产品生产。
二、火焰校正法。火焰校正采用氧?—乙炔火焰（因为氧—乙炔火焰的温度高，加热速度快，所需加热的时间短，热由端面向内部传播的深度较浅，不致于影响齿轮有效工作区的淬火组织）。火焰校正变形是利用局部加热而形成的局部变形，产生一个与淬火变形应力反向的应力来矫正工件的变形，对于不同类型的变形选择不同的加热区域和加热温度。
经过研究决定采用火焰校正法。
火焰校正使用的工具一般是气焊工具。焊炬可使用喷射式2-4号喷嘴，乙炔火焰一般可以分为三种情形：还原焰（绿色火焰），中性焰（紫色火焰），氧化焰（深紫色），尽量采用中性火焰，但是也可采用氧化火焰加热，使加热均匀校正效果较好。校正时利用温度最高的内焰进行加热，距离工件约5—6mm，喷嘴在要求的区域内移动，加热温度以700—800℃（木红色）为宜，温度越高校正效果越好，加热宽度以4—10mm左右为宜，移动速度使工件达到校正温度后匀速移动，使之迅速空冷。对于变形较大或刚度较大之处校正温度要高并且边加热边用湿棉冷却，也可加热完毕后一次冷却。边加热边用湿棉冷却，校正效果较好。

大轮端面较正的区域为端面与平台接触的地方也就是塞尺塞不进去的区域，校正时，先把齿轮在平台上多研磨几下，然后根据接触印痕校正。校正时应向印痕两边各延伸20—80mm（研磨印痕短，向两边延伸长；研磨印痕长，向两边延伸短）。对于变形较小的齿轮，校正与接触印痕平行的弧线；对于变形较大的齿轮，在接触印痕的地方校曲线。齿轮校正时齿部应浸入水中。齿轮加热完后，放在清水中冷却一下，然后再在平台上进行检验，若塞尺塞不过去，该件校正合格；若不合格，再在平台上多研几下，再看印痕情况，若位置变化了A—B，可以再在B区域进行整形；若变形到了C点，用火焰轻微一校就可以了。若还在原区域，说明此件已不可校正了（因为再次整形效果也不大，在加热的地方重新加热冷却有可能造成缺陷，例如裂纹等）。对于前面两种是都可以再整过来的，因此最好采用较高的温度整形。在整形过程中应注意两点，1、整形时见孔一定要绕开，离孔远一点加热，最好不使离孔边1~2mm环形区域因加热产生
颜色变化，因而加热到孔周围时，移动速度要快（若影响到孔时，在随后的用水冷却过程中，孔周围可能出现裂纹）。2、工件在整形后，最好在1小时之内进行低温回火（≤回火温度）150分钟，消除内应力，提高校正质量。校正也可在淬火后进行，这样进行一次回火即可。利用此方法校正变形，整形后合格率在90%左右，最高可达95%。经过整形的齿轮，在进行齿轮配对时，印痕良好。
对于极少数在端面进行火焰校正不过来的齿轮，也可反向校齿根。可是极易影响齿轮有效工作区的淬火组织，因而不易采用，于是采用压床校正。这种齿轮应先在560℃左右炉中回火1小时，然后放入可控气氛的井式炉中进行补碳（补碳层以回火脱碳层为准）。补碳温度在880℃左右，达到渗层后用压床一一进行压淬。若不进行560℃回火，由于火焰校正后，齿轮端面不可避免要脱碳。若加热后用压床校正，在端面脱碳较多区域易出现不规则的深约1-2.5mm的裂纹（脱碳后淬火组织比容不同）。
图1为我公司生产的五十铃螺旋伞齿轮，采用20CrMnTi，渗碳后直接淬火，要求齿部硬度58-64HRC。热处理后的平面度要求，外圈不大于0.10mm，内内圈不大于0.15mm。经过对平面翘曲的齿轮进行检查分类，主要分为三类：一是凸心变形（外圆超差，内圆合格如图2）；二是桥形变形（部分区域外圆超差如图3）；三是凸心与桥形合在一起（如图4）。针对上述三种变形类型，用火焰加热齿轮端面，不同的类型选择不同的加热区域和加热温度。采用此种方法针对几万件这几种类型的产品进行校正，经过将近十年，用户没有反映问题
火焰加热校正操作方便，生产效率高，解决了大批螺旋伞齿轮渗碳后直接淬火所引起的变形情况，为企业创造了良好的经济效益。对于变形的别的产品同样适用火焰加热校正法。

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里面的几副图发不出来,在金属热加工上有(机械工人热)