齿轮轴断裂原因及预防措施

祁帅

（中煤平朔工业集团有限责任公司，山西 朔州 036006）

齿轮轴实质上是指能够推动相关零件进行转动和相对运输变动的机械零件。其一般状态为圆形齿轮状，各段之间的直径有多种规格。作为运转机器零件和相关设备传动支撑的基础零件，其运用在当代机械中极为普遍。齿轮轴的种类很多，而其具体使用状态和模式也有着相对应的特点，因此在齿轮轴材料选择和加工方面都有着相当严格的要求，以确保齿轮轴能够更加有效使用。

1 目前齿轮轴加工使用中的问题

根据相关研究报道，国内许多加工使用过程中的的齿轮轴在实际使用中会有很大的噪声污染，而且实际使用过程中齿轮轴容易发生断裂情况，这样的噪声污染会对相关工作人员产生一定的危害，而且齿轮轴的实际使用寿命从整体来看并不是都非常高，一些齿轮轴还容易发生断裂的情况，齿轮轴的断裂从相关程度上来说也是对资源的一种浪费。通过对齿轮轴加工使用过程中全面的检查和分析，我们能发现其存在着许多问题，比如在观察之后发现齿轮轴有振纹现象；齿轮轴面相对来说较为粗糙，产品加工不够精细；材料选择不够合理等问题。这些问题不仅会让齿轮轴在使用过程中产生一定程度上的危害，还会使得齿轮轴使用效率和性价比低下，影响机械工业的发展。

2 齿轮轴断裂原因及预防措施

齿轮轴断裂的主要原因是热点矫直遗留的淬火斑点未进行充分回火，以及齿轮轴心部出现淬火欠热组织造成。我们在改进齿轮轴加工上需要根据实际情况进行一定的改良，通过对齿轮轴材料选取，以及在相关制作材料选择和相关技术上进行不同方向的改良。比如选择合适的夹具、滚齿、合理的切削液等方面来使得齿轮轴加工更为良好。利用这样的方法进行良好的齿轮轴生产加工，这样能够有效预防齿轮轴断裂。

2.1 齿轮轴材料选择

在普通传统机械加工中，一旦材质选择不符合使用规格，则会出现后续的很多问题，比如齿轮轴使用寿命短，出现齿轮轴断裂情况。通常我们选取的齿轮轴材料应当是满足优质碳素结构钢中的45钢，合金钢中一般选择采用40Cr、20Cr、20CrMnTi等材料，利用这样的材料来进行加工会使得齿轮轴的使用效率变得更高一些，使用时限也相对较长。

2.2 毛坯下料选取

齿轮轴的机械强度相对来说比较高，每个阶段的长度值和具体数值差距也较大，为了能够使得资源消耗和工作消耗相对降低，通常状况下应当选择锻造毛坯。有些小齿轮的制作，可以进行整体毛坯制作；选择合适大小的模锻件进行中等形态的齿轮轴制作；而在大型程度上的齿轮轴制作上可以使用自由型锻造。锻造的毛坯应当尽量减少和避免出现缺陷问题。

2.3 精车

精车一般是根据齿轮轴双向尖孔来进行标准选择。精车外圆。大量生产精车的时候我们为了使得操作效率和品质有所提升，往往采用数控车削这一手段。利用这样的手段可以很好的进行效率和品质提升。齿轮轴精车后的零件需要进行实际考察和分析，根据情况进行针对性处理，从而更好的为下一步做准备，当然，如果没有发现需要重新调质的必要，则可以直接进行下一步滚齿的步骤。

2.4 滚齿

（1）进给量的选择。精加工时会发现齿轮轴有各种情况的轴面粗糙状态，根据实际粗糙状态进行一定的进给量选择。通常情况下采用最高的进给量，这样一般可以使得生产效率变得更为高效。在进行粗加工的时候，由于机床、滚刀等系统的稳定性和相关特性不足，会使得刀架发生震动，这样会使得进给量提高被阻碍，所以需要时刻保持齿轮轴表面足够光滑。

（2）切削量与切削速度的使用。通过夹具等各种材料能够控制合适的切削量以及切削速度，根据实际情况进行有效切削。相对来说，精度和模数呈反向比模式的时候，同时也是采用硬度相对较高的齿轮时，应当运用快速切削速度以及小进给量；在粗加工的时候应当使用慢速切削以及程度较高的进给量；根据实际情况给与相对切削量与切削速度能够很好的提高工作效率和品质。

（3）合适的走刀频次。齿轮中齿形加工表面一般也会产生不同程度的数值不等，即粗糙比值不等，根据其比值和实际粗糙分布进行一定频次的走刀，控制好次数是十分重要的。一般来说，齿轮的所有加工次数小于等于三。一旦出现机床刚性不足等情况，则需要进行粗走刀两次，这两次相对来说会有很大程度的走刀量不均衡，需要通过第三次精细加工来使得整个加工效率提高，提升齿轮轴的质量。

2.5 切削液的选择

每一种齿轮轴材料均有不同，切削液的选择也就不同。一旦在切削液上没有进行正确选择，则在齿轮轴后期使用中会由于前期没有处理好产生断裂情况。切削液一般都有着各自的特色，相对来说，选取40铬的齿轮轴进行加工时，应当选择复合型切削液。

2.6 工艺改进

为了有效预防齿轮轴断裂，相关研究者提出，利用一定的工艺技术改进可以使得齿轮轴断裂情况有效减少，其中具体方法有淬火工艺、矫直及机加工工序，利用这样的方法可以很好的预防齿轮轴断裂。根据实际情况对不同粗糙程度以及不同直径切口面的齿轮轴进行研究分析，通过其具体使用方向和需要经受的程度上对其进行一定的淬火工艺，使得其能够完全满足使用规格和使用标准，从而有效预防齿轮轴断裂。另外对一些齿轮轴进行严格检查以及仔细观察，根据其使用要求和相关规格的检验，对其粗糙程度面和相关材质、大小程度进行一定的矫直，防止出现齿轮轴断裂情况。最后，利用上述加工工艺对齿轮轴整体进行良好的改造，无论是从齿轮轴材料选择还是精车、滚刀等等相关加工工艺上的需求程度，都应当根据实际情况进行良好的选择和使用，这样才能有效预防齿轮轴断裂，使得齿轮轴的使用寿命提高，增强机械的使用效率。

3 结语

齿轮轴断裂的原因实质上与很多因素有关，一些小失误或者是没有进行认真的检查和检测，都可能会使得后期齿轮轴断裂。而为了能够使得齿轮轴不再断裂，应当对齿轮轴进行各种加工工艺和科学的处理手段，对齿轮轴断裂进行良好的预防，明确每一项加工技术和每一项生产过程，通过对这些生产过程和加工技术掌控，获得相关技术的使用技能和知识，从而有效促进齿轮轴的使用效率和提高齿轮轴的使用寿命。通过了解各项技术以及结合实际情况，利用效率最高的方法来对待齿轮轴，通过最佳加工方法和优秀的工艺技术使得齿轮轴能够达到最优效果，从而确保齿轮轴质量和品质，增强齿轮轴使用寿命，有效防止齿轮轴断裂情况，节省资源。