在齒輪加工過程中，如果齒輪磨削過程中出現(xiàn)一批齒面磨削裂紋，將降低產(chǎn)品合格率，影響生產(chǎn)效率和企業(yè)利潤。如何從齒輪熱處理工藝、磨齒參數(shù)、磨齒冷卻液和部分磨齒等方面研究制定改進(jìn)措施，防止質(zhì)量事故的發(fā)生，對(duì)齒輪加工企業(yè)具有重要意義。

案例情況：

磨齒過程中出現(xiàn)大量的齒面磨削裂紋。磨削裂紋分布在不同模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪上。

分析：

（1）從裂紋形狀分析

齒面裂紋為網(wǎng)狀裂紋，裂紋齒面燒傷嚴(yán)重，證明齒面裂紋是磨削后產(chǎn)生的，是磨削裂紋。燒傷表明磨削時(shí)冷卻能力差。改進(jìn)了齒形參數(shù)后，效果越來越好。最后改進(jìn)冷卻油后，磨削裂紋完全消失。

（2）從裂紋位置分析

裂紋總是集中在幾個(gè)連續(xù)齒的右齒面上，說明熱處理導(dǎo)致齒輪局部齒變形較大。磨削這些齒時(shí)，磨削量大，在正常冷卻條件下無法滿足冷卻能力。導(dǎo)致齒面燒傷和磨削裂紋。

原因排查：磨削裂紋原因分析

1.熱處理

有三種不同的方法來確認(rèn)它是否是熱處理問題：

（1）滲碳、緩冷、二次加熱、坑爐調(diào)質(zhì)；

（2）箱式多用爐一次滲碳、調(diào)質(zhì)；

（3）熱處理由一次回火改為二次回火；

熱處理結(jié)果：

坑爐加工的齒輪有2個(gè)齒輪，相鄰4、5齒的右齒面有嚙合裂紋，齒輪其它部位無裂紋；

磨齒多在爐內(nèi)加工，發(fā)現(xiàn)相鄰齒輪右齒面有大量的嚙合磨削裂紋；

兩次回火的齒輪也有磨削裂紋。這種改進(jìn)對(duì)控制磨削裂紋的發(fā)生沒有起到顯著作用。

對(duì)齒面有裂紋的齒輪，熱處理組織的顯微檢驗(yàn)表明，齒輪齒左右齒面的熔深基本相同，但由于右齒面燒傷嚴(yán)重，燒傷后也出現(xiàn)了金相組織。使維氏硬度從表面到0.4毫米處的硬度低于相應(yīng)位置的左齒表面。

2.磨齒因素

R800 HOFLER磨齒機(jī):

通過調(diào)整研磨工藝參數(shù)和研磨條件：

（1） 改變油嘴位置，使油嘴靠近工件，使油嘴與砂輪的距離更均勻。

（2） 調(diào)整重疊率，使砂輪表面稍粗糙，在磨削過程中帶走一些熱量。

（3） 增加砂輪修整次數(shù)（粗磨7次，細(xì)磨10次），使砂輪表面更鋒利。

（4） 增加行程數(shù)（同一模數(shù)齒輪的行程數(shù)從10增加到12，增加到14，增加到16），以減少磨削過程中的磨削熱。

結(jié)果：

通過以上4點(diǎn)的變化，沒有效果，磨兩片一片。根據(jù)上述情況，再次調(diào)整，換成H700 HOFLER磨齒機(jī)上磨齒。

R700 HOFLER磨齒機(jī):

研磨參數(shù)基本上是

與R800 HOFLER研磨機(jī)相同。用稍有不同的冷卻方法磨削5個(gè)齒輪，經(jīng)檢查無裂紋，說明R800 HOFLER磨齒機(jī)的磨削工藝和磨削條件存在問題。

重新調(diào)整R800 HOFLER磨齒機(jī)：

由于沒有新的鼓可用，把R800 HOFLER金剛鼓輪左右調(diào)換。為了完全過濾切削油中的雜質(zhì)，更換濾網(wǎng)。增加噴嘴的長度，使噴嘴更靠近砂輪與齒輪磨片的結(jié)合部，使冷卻更充分。

上述調(diào)整已取得一定效果：磨削6片，僅1片已檢測出磨削裂紋，其余裂紋均未出現(xiàn)。磨削參數(shù)的變化對(duì)防止磨削裂紋有明顯的作用。

更換磨齒機(jī)滾筒。新的滾筒要求所有的研磨參數(shù)恢復(fù)到原來的規(guī)格。改進(jìn)磨削參數(shù)后，對(duì)12塊工件進(jìn)行了磨削加工。經(jīng)檢查，僅1件發(fā)現(xiàn)磨削裂紋，其余裂紋均未出現(xiàn)。磨齒參數(shù)的變化對(duì)控制磨削裂紋的產(chǎn)生越來越有效。

繼續(xù)改善研磨條件：

徹底清潔并更換R800 HOFLER研磨油，更換原油嘴并加長。改變R800 HOFLER磨齒機(jī)行程，提高磨齒速度。打磨前要注意校正，防止打磨不均勻。

更換冷卻油，消除齒輪局部磨齒后，磨齒22個(gè)，磨齒正常。未發(fā)現(xiàn)磨削裂紋，達(dá)到了改進(jìn)的目的。

試驗(yàn)結(jié)論：

（1）齒面磨削裂紋是由于磨削時(shí)冷卻能力不足和磨削量不均（熱處理變形過大）引起的。因此，在齒輪熱處理過程中要注意工件的放置，以盡量減小齒輪熱處理變形。

（2）磨齒前的對(duì)刀要非常仔細(xì)，磨齒兩齒面的量要盡可能均勻。

（3）如果冷卻油長期使用，其油性和清潔度會(huì)發(fā)生變化，因此應(yīng)定期更換冷卻油。

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