1、精選優質文檔-傾情為你奉上當前汽車齒輪制造中的問題和解決途徑一、前言：當前國家齒輪行業協會提出“中國要從齒輪生產大國到齒輪制造強國”的發展奮斗目標。我國的齒輪行業，從二十世紀末期到二十一世紀的初期發展的速度非常快，行業的信化管理，數控化技術裝備的采用，制造技術水平的提高，齒輪制造標準國際化，齒輪制造材料標準的提高等等都充分證明了這一點，甚至美國貿易委員會都驚呼！“中國將成為美國齒輪制造業潛在的競爭對手！”近年來尤其是我國的汽車齒輪制造行業發展更為突出，主要大型國家合資企業和少數私營合資企業的齒輪制造技術水平和現代化管理水平通過技術引進已接近西方發達國家水平。但是總觀我國汽車齒輪制造業的絕大多數

2、企業，要達到“從齒輪制造大國到齒輪制造強國”的目標，不論是在企業的現代化管理的實際水平上還是在齒輪的制造水平上還有相當的差距。從2002年到2004年期間，我們和了解我國汽車齒輪制造的西方發達國家的齒輪專家對汽車齒輪制造方面的技術問題進行多次交流和探討。現將情況詳述如下供大家參考。二、西方發達國家汽車齒輪制造水平西方發達國家汽車工業界廣泛采用滾齒/插齒/剃齒/熱處理工藝以便降低制造成本。同時采用齒輪齒面修形技術提高齒輪承載能力和降低噪音。珩齒的目的不是改變齒輪齒面形狀或幾何形狀，而是改善齒輪表面粗糙度，為了降低成本在熱處理后極少再采用珩齒工藝。對于要求特別高的齒輪有時采用不破壞齒面修形的珩齒工

3、藝或磨齒工藝。現今，西方發達國家的汽車齒輪制造，剃后的齒輪熱處理變形量能夠控制在一定范圍內，不需要進一步的精加工就可以滿足轎車或卡車齒輪承載能力和噪音性能的要求，并且，通常所有齒輪都能進行較精確的二維（2D）甚至三維（3D）齒面修形。三、汽車齒輪制造與西方發達國家汽車齒輪制造的普遍差距。改革開放以來，我國少數大型國有合資企業和私營合資企業由于引進了原設計產品和先進的制造技術和管理，汽車齒輪制造水平已接近或達到西方發達國家汽車齒輪制造水平，基本上實現了采用滾齒/插齒/剃齒/熱處理工藝將齒輪的變形量控制在滿足轎車或卡車齒輪承載能力和噪音性能要求的范圍內，熱后不需要進一步的精加工，且產品穩定達到設計

4、標準要求，如上海大眾，一汽大眾等企業。但是，我們的汽車齒輪制造業大多數仍然尚達不到這一水平，齒面修形技術開發應用也有相當的差距，主要體現在齒輪制造質量水平，與國際要求尚有較大落差，要想走向國際市場難度較大。四、根本原因目前，影響齒輪制造質量水平關鍵問題是熱處理變形不穩定，難以控制，齒面修形技術的應用缺乏依據，修形設計與實際應用不能合理匹配，難以滿足汽車高水平使用要求。1、齒輪制造材料少數齒輪制造材料的強度級別選擇過高，增加了穩定熱處理變形的難度，比如我們自己開發或仿制開發的汽車變速器齒輪，不論承載負荷的大小，結構復雜的不同，多數一律采用20CrMnTi或20CrMnMo等等，顯然齒輪材料強度選

5、用與實際應用載荷不掛鉤。比較引進的變速器，箱內齒輪選用的材料強度是根據齒輪實際工作載荷的需要有所不同，材料強度與應用載荷掛鉤，這就為齒輪制造能夠減少熱處理變形做了應有的合理化。從制造角度看，選擇材料的化學成份，雜質、淬透性、有嚴格的標準要求和控制，我們大多數廠，對來廠原材料的批次，爐號，淬透性，投產前的確認控制的相當不規范，使熱處理變形難以控制。2、鍛造/正火/去應力/熱處理/冷卻油鍛造/正火/退火/去應力/熱處理/冷卻油，這些與金相有關的工序控制不好，如鍛造齒坯金相流線和齒坯材料加熱溫度的精確要求，嚴格的檢驗和控制。齒坯正火/退火后的金相及硬度均勻性的精確要求嚴格的檢驗和控制。齒坯粗車加工過

6、程中產生很大的殘余應力，應力檢驗和消除。熱處理工藝及零件的裝夾擺放和冷卻油的溫度、流動性、質量、選擇控制等。如果整個上述工藝流程任何一部分未得到很好的控制就會在齒坯中留下高的殘余應力，從而熱處理時，會產生很大的不規則變形。外國專家們調查指出，我國大多汽車齒輪制造企業在上述各方面就實際情況看在精確嚴細要求和嚴格檢驗方面做的還有相當的距離。3、切齒工藝。切齒工藝控制不合理將進一步導致熱處理變形的不穩定性。從齒輪滾齒/插齒到剃齒各工序間控制不嚴格，不合理，最終導致齒面上形成分布不均的過量殘余應力，同樣，齒面上殘留的殘余應力將使齒輪在熱處理過程中產生變形。齒輪切削加工中齒面殘余應力產生主要有以下原因：

7、（1）缺乏機床規范的校準，沒有科學便利的校準方法，當加工件不合格時，操作人員無法精確判斷是否是機床所致，為了滿足生產增加工序留量，給后序增加削切負荷。（2）缺乏切削模擬手段，對齒輪與刀具設計間的匹配性以及齒輪/刀具/機床調整等的匹配性等沒有精確的計算方法和模擬切削。難以準確地檢驗齒輪切削過程中精度不達標的問題。切削刀具進廠質量和重磨刀具質量缺少嚴格控制，如在實際生產中，經常有滾/插序因設備、工裝、刀具等問題無法排除用增加后序留量靠剃齒工序切削達到工序要求的現象，結果齒面雖然達到要求，實際上是強剃形成的齒面，在齒面上已產生較大的殘余應力。另外目前為了提高效率多采用高速強力削切滾齒/插齒，由于削切

8、參數不合理缺乏優化也給齒面造成殘余應力。（3）缺乏找出降低制造質量根本原因的有經驗的工程技術人才和操作者，以及排除影響因素的科學方法。上述問題在西方發達國家的汽車齒輪制造中都得到了很好的解決和控制，專家們說，現代汽車齒輪制造中，如果上述三大方面的問題得到合理的利用就很容易控制齒輪的質量，即可提高當前我們的齒輪制造質量水平。4、關于珩齒國內許多企業，當前，由于無法控制齒輪切削工序及金相有關工序產生過大的熱處理變形，由于產品需要好的噪音品質性能的壓力有些時候應用了熱后珩齒工藝，結果破壞了熱前的修形，造成了不合理的珩齒，提高了成本，但是由于修正了齒面粗糙度和齒面磕點等，雖然重新微量改變齒面原始修形，

9、對降噪音還可能有一定效果，但不盡合理。5、關于齒面修形齒面修形關鍵在于提高齒輪承載能力和降低齒輪嚙合傳動噪音，齒面修形是在產品開發階段確定的，它應有精確可靠的依據，齒面開發過程可以精確地定義目標/理想齒面形狀，將齒面修形與實際整車各種載荷條件下的變速箱使用條件相匹配。目前我們自己開發設計的變速箱齒輪也開始采用齒面修形技術，往往是參考的，沒有精確的開發過程，難以與實際使用載荷掛鉤，致使生產后期檢驗合格的齒輪產品，裝箱使用仍然產生偏載，造成滿足不了使用要求的傳動噪音，在加工中有時修形技術掌握不好，也適得其反。6、齒輪的檢驗生產線終端缺乏科學完善的齒輪傳動誤差檢驗設備，目前，多數企業現有齒輪成品檢查

10、設備精度低、落后、效率低。而且大多數傳動誤差檢驗設備都不能布置在生產終端全數檢驗。五、解決途徑1、齒輪材料規范合理化。齒輪材料選擇應該用科學的方法獲得汽車變速箱內各檔齒輪滿足整車使用要求的使用載荷和沖擊載荷的載荷譜，同時選 用齒輪材料的強度性能，使齒輪材料強度性能與各檔齒輪使用載荷譜相匹配，然后采用與實際生產相同的方法制造齒輪，采用與實際使用相同的潤滑油進行試驗，驗證其合理性、以防止齒輪材料選擇強度過高，對熱處理穩定性不利。對于材料的質量，淬透性等問題除嚴格執行齒輪鋼市場準入條件外，生產企業必須完善投產前材料批次、爐號、成份和淬透性的嚴格檢驗和控制，精確做到跟生產同步，用檢驗結果指導生產，使齒

11、輪材料規范合理化。2、金相有關的工序合理化。鍛造方式和流程合理、保證齒坯金相流線，夾雜級別，材料的組織結構、缺陷、裂紋、孔隙等建立精確要求，嚴格檢查控制在允許范圍內。正火/退火工藝合理，特別是溫度和在各個溫度下的保溫時間、正火/退火后的硬度均勻性和組織規范要嚴格控制達到要求。3、去應力。齒輪切削工序中齒坯在粗車和滾齒/插齒/剃齒中由于大留量強力加工、加工后會留下殘余應力，要設法檢查現有齒輪齒坯齒面殘余應力，決定是否采取手段做去除應力處理，外國專家們提出在汽車齒輪應用中，大約10%的齒輪在冷加工后產生較大的殘余應力將導致熱處理變形不可控制，需做去應力處理。4、切齒工序合理化齒輪設計，滾齒/插齒/剃齒刀具設計參數要合理匹配。齒輪精度和刀具精度的合理選用，齒輪精度等級對機床精度和剛性的要求合理化。齒輪的齒坯質量規范，滾/插/剃齒的質量規范對各種機床的精度/剛性使用的合理化，以上各因素使用合理將使切齒工序內形成的殘余應力最小。5、熱處理工藝熱處理加熱溫度，時間，爐中氣體介質以及固定或夾持零件方法合理優化。冷卻油品質，油的流動性和油溫的精確控制都必須有精確要求認真做到嚴格控制，以便保證熱處理變形最小。6、建立科學嚴緊的齒面修形開發流程，學習齒面修形開發技