鄧守信

（一重集團(tuán)公司重核電加工分廠助理工程師，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 齒輪軸的結(jié)構(gòu)分析

齒輪軸為復(fù)合主減速機(jī)的高速軸，每臺(tái)減速機(jī)上總計(jì)有兩根。齒輪軸為斜齒輪傳動(dòng)，速度高，承載能力強(qiáng)，齒面硬度要求高，而且硬度必須均勻。這在埋油淬火機(jī)床拆除后，用傳統(tǒng)的手工火焰淬火將無(wú)法滿足對(duì)齒面的高質(zhì)量要求。在尋找對(duì)外廠家后，不但成本昂貴，每根至少10萬(wàn)元以上，而且淬火周期也滿足不了生產(chǎn)要求。在此情況下，考慮能否利用現(xiàn)有的淬火機(jī)床，通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，把只能進(jìn)行外圓淬火機(jī)床實(shí)現(xiàn)對(duì)斜齒齒面的淬火。

2 工藝性分析

因?yàn)辇X輪軸為斜齒輪軸，進(jìn)行淬火時(shí)需要同時(shí)具備兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，一是感應(yīng)器沿齒溝的直線運(yùn)動(dòng)；二是感應(yīng)器在沿齒溝直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，因?yàn)楦袘?yīng)器的高度保持不變，齒輪軸為斜齒，因此齒輪軸必須按螺旋角的大小進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？紤]到在感應(yīng)器的一百八十度對(duì)面加一套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，利用溜板箱帶動(dòng)感應(yīng)器運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)帶動(dòng)齒輪軸同步旋轉(zhuǎn)，這樣兩個(gè)運(yùn)動(dòng)同步進(jìn)行，就可以達(dá)到淬火要求。導(dǎo)向原理如圖1所示。

圖1

3 淬火要領(lǐng)

淬火時(shí)有幾點(diǎn)需要注意。導(dǎo)向棒的長(zhǎng)度一定要足夠長(zhǎng)，保證在感應(yīng)器進(jìn)入齒溝之前導(dǎo)向棒已經(jīng)開始導(dǎo)向，而且在感應(yīng)器離開工件之前導(dǎo)向棒還要繼續(xù)導(dǎo)向一定距離；導(dǎo)向棒在高度上、前后、左右在一定范圍內(nèi)能夠進(jìn)行調(diào)整，使之導(dǎo)向順暢；導(dǎo)向棒材料選用尼龍棒，這樣既不會(huì)研傷齒輪軸齒面，又能夠確保導(dǎo)向安全可靠；在導(dǎo)向棒的兩端加工出錐度，便于導(dǎo)向棒順利進(jìn)入齒溝進(jìn)行導(dǎo)向。

4 感應(yīng)器

感應(yīng)器是將中頻電流轉(zhuǎn)化成中頻磁場(chǎng)對(duì)工件實(shí)行加熱的能量轉(zhuǎn)換器。它直接影響工件加熱的質(zhì)量及設(shè)備效率。感應(yīng)器在設(shè)計(jì)制造適應(yīng)保證使工件表面有符合要求的均勻化層分布，高的電效率，足夠的機(jī)械強(qiáng)度，便于安裝調(diào)整，操作方便等條件。沿齒溝中頻淬火感應(yīng)器是齒輪表面淬火的重要工具，其質(zhì)量與精度的好壞將直接影響齒面淬火的質(zhì)量與效率。在設(shè)計(jì)制作感應(yīng)器時(shí)要嚴(yán)格控制各部位的尺寸及精度，才能滿足淬火要求，提高淬火質(zhì)量。

沿齒溝中頻淬火感應(yīng)器主要由接緣板、連接板、齒形部分和導(dǎo)磁體組成。接緣板用150mm×50mm×10mm的紫銅板制作。鉆3個(gè)Φ12mm的孔與淬火變壓器接緣板用銅螺栓把合連接。齒形部分用方形紫銅管制作。根據(jù)齒形用方形紫銅管制作兩匝感應(yīng)器頭部，使感應(yīng)器頭部外表面與齒面的間隙為2mm。將兩匝感應(yīng)器頭部焊接在一起，將其中一匝在齒形部鉆一排Φ1.2mm的孔作為齒面冷卻的噴水孔。用5mm厚的紫銅板作連接板將感應(yīng)器頭部與接緣板焊接在一起。導(dǎo)磁體用0.3mm的硅鋼片制作。把硅鋼片剪切成型后經(jīng)磷化處理后就可使用。普通感應(yīng)器長(zhǎng)度一般為300mm。齒輪軸在C650淬火機(jī)床上裝卡后，變壓器接緣板離齒面的距離只有150mm，因此，感應(yīng)器長(zhǎng)度必須小于150mm。這就給感應(yīng)器制作增加了難度。只有把連接板與感應(yīng)器頭部縮短，還要保證齒形部分和裝卡導(dǎo)磁體方便。經(jīng)多方努力從新制作了一個(gè)合適的感應(yīng)器。

5 淬火參數(shù)選擇

齒輪軸的材質(zhì)為42CrMo、模數(shù)28、螺旋角11°，要求齒面硬度 HRC45～52.根據(jù)技術(shù)要求，采用沿齒溝中頻淬火，調(diào)試后確定淬火參數(shù)如表1.表淬后實(shí)測(cè)齒面硬度為HRC47～52完全符合圖紙要求。

表1

6 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明淬火后的齒輪軸硬度均勻完全符合圖紙各項(xiàng)要求，而且變形量小，給后序磨齒加工節(jié)約了時(shí)間。復(fù)合主減速機(jī)齒輪軸在C650淬火機(jī)床上替代埋油淬火對(duì)齒面進(jìn)行表面淬火的順利進(jìn)行，彌補(bǔ)了埋油淬火機(jī)床拆除后對(duì)大模數(shù)齒輪軸淬火的不足，不但保證了齒輪軸的淬火質(zhì)量要求，保證了生產(chǎn)進(jìn)度，而且還為公司節(jié)約了成本，為大模數(shù)齒輪軸的表面淬火開辟了一條新的途徑。