1.避免熱處理后齒根硬度的降低，保持滲碳淬火及噴丸強(qiáng)化后在齒面、齒根形成負(fù)的壓應(yīng)力層，顯著有效的提高了齒輪的抗彎疲勞強(qiáng)度和承載能力。
4.從抗斷齒能力來看，齒根處要有一定量的根切，齒根沒有一定的根切量，磨齒時不可避免的在齒根產(chǎn)生凸臺，這將造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，對抗斷齒能力影響很大，發(fā)生凸臺是絕對不允許的。
用普通的齒輪滾刀已無法滿足上述工藝的要求。因此在滾齒中，必須使用有觸角的磨前滾刀。磨前滾刀與普通滾刀的不同之處在于磨前滾刀的刀齒的頂部采用帶觸角的刀頭，見下圖所示。
以上要求和國內(nèi)有技術(shù)實(shí)力的刀具廠家達(dá)成了共識，共同開發(fā)并研制了適合重載齒輪加工的新型磨前滾刀。新型磨前滾刀不但徹底解決了以前存在的問題，而且加工的齒輪根部位非常圓滑，效果很好。
關(guān)于磨削裂紋的形成原因，國內(nèi)外一致認(rèn)為：磨削裂紋是磨削拉應(yīng)力超過材料斷裂強(qiáng)度所致。直接影響磨削拉應(yīng)力的因素有以下二個方面：
對
磨削裂紋越敏感的材料，在磨削中越容易形成裂紋，降低材料對
磨削裂紋敏感的程度，就降低了
磨削裂紋的發(fā)生機(jī)率。20CrMnTi和20Cr2Ni4A這二種材料對
磨削裂紋是比較敏感的材料，而這種敏感性又因滲碳熱處理工藝規(guī)范的不同而不同，因此可通過改變滲碳、淬火、回火工藝而加以適當(dāng)?shù)恼{(diào)控和降低。正因?yàn)槿绱瞬扇∫韵麓胧?/div>
1．降低滲碳件的淬火溫度：用20CrMnTi加工的齒輪，在930℃中滲碳，滲碳后直接淬火，由淬火溫度860℃降至830℃時，在不改變
磨削條件的情況下，也可以消除較為嚴(yán)重的
磨削裂紋。
2．表面碳濃度要適當(dāng)，碳濃度應(yīng)控制在0.7%～0.9%范圍之內(nèi)。碳濃度分布梯度要平緩，以保障良好的表面強(qiáng)度和應(yīng)力分布。
重載齒輪的碳含量應(yīng)控制在下限，這樣就有利于控制碳化物的大小和形狀。碳含量控制在上限時，會增強(qiáng)形成殘余奧氏體的趨向，并有增加碳化物，表層氧化與降低齒根強(qiáng)度的趨向。據(jù)有關(guān)資料表明，美國對重載齒輪表面碳濃度已控制在0.65%左右。
3．回火越不充分，
磨削裂紋敏感性就越高。因此， 必須進(jìn)行充分回火，以提高滲碳淬硬表面的塑性,使
殘余應(yīng)力得以平衡或降低,改善表面應(yīng)力的分布狀況。從而降低出現(xiàn)磨削裂紋的機(jī)率。
4．控制殘余奧氏的數(shù)量，防止齒輪在磨削時產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變，而產(chǎn)生較大的組織應(yīng)力，嚴(yán)格控制殘余奧氏體在25%之內(nèi)，對重要的齒輪應(yīng)控制在20%以內(nèi)。
5．主要控制碳化物的大小、數(shù)量、形態(tài)和分布，以獲得彌散分布細(xì)顆粒碳化物，從而提高材料的斷裂強(qiáng)度，減少脆性。
6．控制馬氏體的級別，要獲得隱晶狀、細(xì)針狀的馬氏體，避免產(chǎn)生粗大針狀馬氏體，從而減少裂紋源，以提高材料的斷裂強(qiáng)度。馬氏體的級別3級Z佳。
7．采取必要的工藝措施控制熱處理的變形，以減小磨齒余量。
（二）機(jī)加工方面的工藝措施：
根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)表明，砂輪與齒面接觸區(qū)的平均溫度一般為：500-800℃，磨粒
磨削點(diǎn)的溫度可達(dá)1000℃，且80%以上的熱將傳入齒輪。由于磨齒時產(chǎn)生的大量磨削熱，使齒面磨削區(qū)域局部受到很大的熱應(yīng)力和熱脹冷縮變形，
磨削熱得不到有效控制時，齒面就容易產(chǎn)生磨削裂紋和
磨削燒傷，因此，機(jī)加工方面工藝措施的重點(diǎn)將放在如何減小和控制
磨削熱的方面。
1．降低粗滾齒時的齒面粗糙度，應(yīng)控制在Ra3.2～Ra6.3。
2．嚴(yán)格控制粗滾齒時的公法線余量，不允許隨意加大磨齒余量。
3．熱處理后嚴(yán)格按照工藝要求的位置和允許的范圍找正，以便盡可能減小熱變形的誤差。
4．在磨齒前必須采取硬齒面的滾切技術(shù)對齒面進(jìn)行刮齒加工，使磨齒余量均勻，Z大限度減小磨齒余量，也就是Z大限度的減小磨削熱。
5．合理選擇、搭配切削用量，選擇的原則為較高的砂輪轉(zhuǎn)速，較快的沖程，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給。
德國推薦NILES-ZSTZ630C3（相當(dāng)于國產(chǎn)Y7163A），當(dāng)齒面的硬度在HRC58～62時：粗磨0.03～0.06；精磨0～0.01。
據(jù)國外資料表明以及我公司的體會：對齒面粗磨階段，是
磨削裂紋形成的關(guān)鍵時刻，絕大部分
磨削裂紋產(chǎn)生于這個階段。在這一階段，要特別加以注意。
6．選擇砂輪是磨齒加工中一個重要的環(huán)節(jié)：砂輪選用是否恰當(dāng)，對磨齒精度和效率有很大影響。對砂輪的硬度、粒度、組織選擇的不當(dāng)，就非常容易出現(xiàn)齒面燒傷和
磨削裂紋。因此，應(yīng)從以下幾個方面加以選擇：
（1）磨料：（代號PA）紅色鉻剛玉，鉻剛玉的硬度與白剛玉（代號WA）接近，而韌性比白剛玉好，用鉻剛玉磨削韌性大的鋼材時。效率比白剛玉高，砂輪的耐用度以及磨削表面粗糙度也要好，因此優(yōu)選（代號PA）。
（2）結(jié)合劑 ：把砂粒粘結(jié)在一起，形成砂輪的材料。目前，磨齒機(jī)上用的砂輪結(jié)合劑，基本上都是陶瓷粘合劑（代號V）；陶瓷粘合劑性能穩(wěn)定，耐水耐熱不變質(zhì)，能適應(yīng)各種冷卻液磨削，而價(jià)格又低。
（3）硬度 ：砂輪越硬，其多孔性越差，在磨削過程中，砂輪粒間的孔隙很快被磨粒堵塞，加上硬度高的砂輪自銳性差，磨鈍的砂粒又不易脫落，造成砂輪與工件表面間的擠光現(xiàn)象，影響熱量散發(fā)，使磨削熱增加，很容易產(chǎn)生燒傷和裂紋。
較軟的砂輪磨損很快，不禁用，將直接影響磨齒精度。
因此，選擇砂輪硬度的原則：加工軟材料時，要選較硬的砂輪；加工硬材料時，要選較軟的砂輪。磨削硬的低碳合金鋼時，應(yīng)該選用（K～J）的砂輪。（新-老型號對照：K-中軟1、J-軟3）
（4）組織 ：優(yōu)先選用具有一般多孔結(jié)構(gòu)的砂輪，砂輪組織分區(qū)5級用的Z多。
（5）粒度：粒度越小在單位面積內(nèi)同時參加
磨削的磨粒就越多，相應(yīng)的切削力和磨削熱就越大，容易磨裂，在保證齒面磨削精度的情況下，常用的粒度號為：46#～60# ，對于齒輪模數(shù)較小時，就應(yīng)該選粒度號大一些的砂輪，當(dāng)齒輪模數(shù)較大時，就應(yīng)選用粒度號小一些的砂輪。（用號數(shù)表示的磨粒，數(shù)目越大，顆粒尺寸越?。?/div>
（6）形狀和尺寸 我單位磨齒機(jī)的型號為Y7163A，用的是雙錐面砂輪（代號PSX1）。尺寸為Ф350×Ф127×32。
7． 砂輪修整器金剛石的鋒利狀況不容忽視：在這方面，我公司的教訓(xùn)非常深刻。由于金剛石尖部鈍化，造成砂輪修整后不鋒利，在
磨削中導(dǎo)致
磨削熱大量增加，曾經(jīng)一度是我公司在磨齒中產(chǎn)生
磨削裂紋的主要原因。因此，一旦金剛石磨鈍后，應(yīng)即時修尖，恢復(fù)其鋒利的工作狀態(tài)，是修好砂輪的前提和保證。
8．冷卻液是磨削中一個極為重要的環(huán)節(jié)，要引起足夠的重視。磨齒機(jī)采用展成工作原理，所以砂輪和齒面在磨削過程是點(diǎn)接觸，由此產(chǎn)生的
磨削熱由流過砂輪和齒面的強(qiáng)力冷卻液帶走，這種
磨削方式能防止產(chǎn)生
磨削裂紋，同時砂輪始終不被堵塞，
磨削粉塵也不四處飛散，環(huán)保效果好。因此，冷卻液必須充分，并直接噴在磨削區(qū)，流量選取40～45L/min，壓力為0.8～1.2Mpa。要經(jīng)常保持冷卻液的純凈，循環(huán)中要經(jīng)過過濾網(wǎng)，控制冷卻液的溫度，必要時應(yīng)當(dāng)使用散熱器。使用中應(yīng)特別注意，冷卻液的流量及噴射沖刷的力度是否足夠，一旦發(fā)生變化，檢查冷卻泵濾網(wǎng)是否被堵塞，對濾網(wǎng)要定期清洗和檢查。
對于硬齒面齒輪在
磨削過程出現(xiàn)
磨削裂紋時，應(yīng)首先分析產(chǎn)生
磨削裂紋的原因，再根據(jù)工況進(jìn)行以下處理：
（一）二次回火法及其作用
1. 二次回火法
通過適當(dāng)延長滲碳淬火件的回火時間、提高回火溫度、增加回火次數(shù)使之充分回火，以達(dá)到消除和減少磨削裂紋的目的，具體作法如下：
（1）對齒輪進(jìn)行180℃不小于16小時的回火處理后，再進(jìn)行磨齒或先刮齒再磨齒；
磨削裂紋嚴(yán)重時，可進(jìn)行兩次低溫回火。
（2）在160℃～180℃的熱油中，進(jìn)行時效12小時，效果更佳。
由于以上方法簡單易行，效果好，常用于預(yù)防和消除
磨削裂紋上。
2. 根據(jù)我廠的體會，充分回火的作用如下：
（1）充分回火會顯著降低各種鋼的磨裂敏感性。
（2）充分回火減小了微觀應(yīng)力。
（3）充分回火會使顯微裂紋自動焊合。
3. 回火充分與否的鑒別方法
（1）對滲碳淬火后，已加工的零件，以回火后零件加工部位的表面呈現(xiàn)出的顏色加以判斷。當(dāng)呈現(xiàn)出金黃色的顏色時，表明已充分回火；出現(xiàn)草黃色時，仍需再次回火。
（2）對滲碳淬火后，未加工的零件，可用砂紙打光、打亮滲碳淬火零件的局部某一部位的表面，直至該表面呈現(xiàn)出金屬光澤為止，然后通過回火后該表面呈現(xiàn)出的顏色加以判斷。
4. 二次回火中的注意事項(xiàng)
（1）為了盡可能的減小零件變形，回火中可將零件在100℃的爐溫中保溫1～2小時后，然后升溫至180℃，按14～15小時進(jìn)行回火。
（2）對于滲碳淬火后已加工的零件，在回火中應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)。
（二）刮齒去除法
將出現(xiàn)裂紋的齒面，采用硬質(zhì)合金滾刀將裂紋齒面刮干凈后，再進(jìn)行磨齒。這一方法主要用于：
（1）齒厚有足夠的余量。
（2）裂紋深度較淺時， 應(yīng)用比較多見。
（三）磨齒去除法：
我公司在
磨削大行星輪時，發(fā)生了嚴(yán)重的磨削裂紋，以此作為典型的磨齒去除法實(shí)例，分述于下：
1．對有嚴(yán)重
磨削裂紋的大行星輪有關(guān)情況簡介:
（1）大行星輪技術(shù)參數(shù)：
m=9 z=66 α=20° f=1 齒寬=60
（2）材料及熱處理狀況：
20CrMnTi 滲碳深度 1.8～2.3 表面硬度HRC58～62
（3）變形情況及磨齒余量：
滲碳淬火后,由于變形所致，公法線脹大后的實(shí)際尺寸為:1.25（㎜）。
磨齒余量:0.65（㎜）；出現(xiàn)嚴(yán)重
磨削裂紋時,
磨削余量尚有：0.7（㎜）。
磨削裂紋Z嚴(yán)重的一個齒的右側(cè)齒面有14根平行裂紋，沿齒寬與磨削方向成垂直分布；裂紋的長度接近齒高長度，幾乎每個齒的左、右齒面都有磨削裂紋，裂紋的根數(shù)多少不等，呈不連續(xù)和無規(guī)則分布，裂紋的情況十分嚴(yán)重。
2. 我公司采取以下措施:
（1）將有嚴(yán)重
磨削裂紋的齒輪放入180℃熱油中，進(jìn)行保溫12個小時的時效處理。
（2）更換砂輪:原用砂輪硬度為K級更換為J級。
（3）由于冷卻泵在沒有安裝濾網(wǎng)的情況下長期使用，造成冷卻油箱嚴(yán)重污染，箱內(nèi)
磨削沉淀物沿整個箱底有6公分厚一層。因此，徹底清洗冷卻油箱，更換新油，確保冷卻質(zhì)量和效果。
（4）在去除
磨削裂紋的磨削中，進(jìn)刀量控制為0.025（㎜）。
（5）在去除
磨削裂紋的磨削中，每磨完2圈，就必需對砂輪進(jìn)行修整一次，以便砂輪在工作中，保持鋒利的工作狀態(tài)。
（6）對砂輪修整器已磨鈍的金剛石進(jìn)行修尖，恢復(fù)其鋒利特性。
（7）交流變頻器由原設(shè)定的33HZ增至45HZ增加了滑座沖程次數(shù)。
經(jīng)采取以上措施，嚴(yán)重的
磨削裂紋全部予以消除。
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