伴隨（suí）著（zhe）水泥裝備技術的進步和（hé）發展，水泥裝備的大型化是發展趨勢，大型回轉窯其（qí）筒體直徑（jìng）已超過（guò）Φ6 000mm，大型磨（mó）機的規格已（yǐ）突破Φ10 000mm，其配套的傳動大齒輪最（zuì）大已（yǐ）達到Φ13 000mm。直徑（jìng）大於Φ8 000mm 以（yǐ）上的（de）齒輪，一般稱特（tè）大型齒輪（lún）。由於齒輪毛坯結構尺寸大，重量重，鑄造成型困（kùn）難，一般均設計（jì）成剖分式，由兩個半圓齒輪組合而成，螺栓連接緊固。

      特大型齒輪（lún）特點是尺寸大，重量大（dà），輪齒模數大，齒（chǐ）數多。加工中存在（zài）諸多困難，導（dǎo）致很多企業望而生畏，不敢涉足。加工特大型齒輪要解決的三個主要問題。

      （1） 輪（lún）齒的尺寸（cùn）精（jīng）度和表麵質量的保證；

      （2） 齒輪變形的預防和控製；

      （3） 提高加工效率，減少加工時間。

      超大（dà）型齒輪是鑄造毛坯（pī），尺寸大，熱處理不方（fāng）便或熱處理效果不好，其內部存在的鑄造應力消除困難，應力不斷變化，將導（dǎo）致齒輪變形。在機加工中，由於（yú）切削力（lì）的作用，使齒輪毛坯內部產生新的應力，原殘餘應力不斷釋（shì）放，新的應力不斷產生和變化，使（shǐ）齒輪毛坯內部存在十分複雜的應力分（fèn）布（bù）。這些應力導致齒輪變形。變形特征是半齒輪對（duì）口處向外擴張，組（zǔ）成整個齒輪後，形成橢圓，剖分麵對口處出現較大開口。該處齒（chǐ）槽寬尺寸變大（dà），節距變大。齒輪工作時出現周期性震動。

      特大型齒輪由於尺（chǐ）寸（cùn）大（dà），重量重，加工難度很大，加工中齒輪的變形影響加工質量，機床的震動影響加工質量，刀具的選擇影響加工質（zhì）量，工藝方案的（de）確（què）定影響加工質量。大齒輪的主要質量精（jīng）度指標包括齒厚誤差（chà），齒形誤差，周節誤差，齒麵粗糙度，齒頂圓和齒端麵（miàn）跳動誤（wù）差等。要保證齒輪的加工質量，需要確定科學合理的加工工藝方案，采用高精（jīng）度的加工機床，選用（yòng）合（hé）適的加工刀具。

      某（mǒu）礦山機械生（shēng）產企（qǐ）業，多（duō）年生產重型（xíng）機械設（shè）備。2008 年加工（gōng）一件特大型齒輪，齒輪直徑Φ9 039mm，獲得（dé）成功，並取得很好（hǎo）的加工（gōng）經驗。本文以該齒輪加（jiā）工為例，談其加工工藝方案。大齒輪材質為ZG35CrMo，模數M=40mm，齒數（shù）Z=224，齒頂圓直徑Φ9 039mm，分度圓直徑Φ8 960mm，齒寬b=680mm，整體重量52t。熱（rè）處理硬度（dù）HBS225~260。加工精度9 級（GB10095—2001）。

1 劃線與加工找正

      齒輪毛坯上機床之前的第一道工序是劃線，劃線包（bāo）括毛坯（pī）中心十字線，對口結合麵線，輪緣線，齒寬中分麵線，齒寬端麵線，齒輪外圓線等。通（tōng）過劃線可以檢查齒輪毛坯各部的加工餘量是否（fǒu）合格（gé），檢查齒輪各部尺寸的大（dà）小，通過劃線（xiàn）可以保（bǎo）證齒輪（lún）輪緣的厚度和對（duì）口結合麵法蘭的厚度均勻，通過劃線確定中分麵線，從而劃（huá）出（chū）兩端麵線，保證兩端麵（miàn）與輻板對稱（chēng）。

      機（jī）加（jiā）工第一道工序是加（jiā）工對口結合麵，可以在刨床上加工（gōng），也可以在鏜床上加工（gōng），可以單（dān）半齒輪（lún）加工，也可以兩個半齒輪毛坯疊放在一起加工，加工中按已劃出的外圓（yuán）線和結合麵線對齊，按兩半齒輪毛坯中分（fèn）麵線找平，按（àn）結（jié）合麵（miàn）線找正（zhèng）。第二道工序是上立車整圓加工外圓和端麵，要（yào）以毛（máo）坯中心十字線為基準，毛坯中心十字線應（yīng）與機（jī）床工作台中心重（chóng）合，以外圓線找正。齒輪加工以外圓為基準找正。

2 加工工（gōng）藝合理安排及特點

2.1 加工中的“三個階（jiē）段”

      齒輪在加工中分三個階段，粗加工（gōng），半精加工（gōng）和精加工。

      粗加工包括粗加工對口結合（hé）平麵，粗加工對口螺（luó）孔，粗加工外圓及端麵，粗加工齒形，采用銑齒加工方法（fǎ）。

半精加工包括半（bàn）精加工對口結合平麵，半精加工對口螺孔，半精加工外圓及兩端麵，半精銑齒形。

      精加工包括精加工對口結合平麵，精加工對（duì）口螺孔，精加工外圓及兩端麵，精滾加（jiā）工（gōng）齒形，完成。

      三個階段加工各（gè）部位預留餘量（liàng）及加工尺（chǐ）寸見表1。

2.2 加工中的“三次組合”和“三次拆卸（xiè）”

      為充分（fèn）釋放（fàng）齒輪毛坯內存在的（de）應力，控製變（biàn）形（xíng），加工中實行（háng）“三次組合”和“三次拆卸”的步驟（zhòu）。

      對口粗加工後，將兩半齒輪毛坯組成（chéng）整圓（第一次組合），粗加工外圓及兩端麵（miàn），上滾齒機粗加工齒（chǐ）形，然後拆（chāi）開（第一次拆開），釋放（fàng）應力。

      對（duì）口半精加（jiā）工後，將兩半齒輪毛坯二次（cì）組圓，（第二次組合），進行其他部位半精加工，然後拆開釋（shì）放（fàng）應力（二次拆（chāi）開）。

      對（duì）口精加工後，將兩半齒輪毛坯第三次組圓，（第三次組合），進行其他部位精加工，然後拆開釋放應力（第三次拆（chāi）開（kāi））。

2.3 加工中的“三個結合”

2.3.1 熱處理和時效處理與機加工相結合（hé）

      齒輪毛坯為鑄（zhù）造（zào）毛坯。其內部存（cún）在鑄造應力，在機加工過程中，由於（yú）切削力作用，也會在毛坯內部產生應力，這些應力的存在會導致齒輪（lún）產生變（biàn）形，所以必須進行釋放應力的處理。

      毛坯鑄造後，進行正（zhèng）火處理，消除（chú）其內部殘餘應力，正火溫度850℃，保溫，取出空（kōng）冷。粗加工後進行二次正火處理（lǐ），消除加工應力。

      齒輪在（zài）半精加工後，拆開進行自然時效處理，時效時間2 周。齒輪精加工完成後，拆開進（jìn）行二次（cì）自然時效處理，時效時間1~2 周。時效處理後，再（zài）次組圓，進（jìn）行整體檢查，包括徑向跳動，端麵跳動（dòng）等，對稱檢查8 個點，檢查直徑方向變形量，最大變形小於（yú）2mm 為合格。

2.3.2 車加工和銑齒加工相結合（hé）

      三個階段加工，每次都包括車外圓（yuán）和（hé）銑齒，車（chē）加工和銑齒加（jiā）工相（xiàng）結（jié）合，通（tōng）過多次車加工和齒形加工，不斷釋放應力，有利（lì）於控製變形。

2.3.3 銑（xǐ）齒加工和滾齒加（jiā）工相結合

      齒形加工分粗銑齒，半精（jīng）銑齒和精（jīng）滾（gǔn）齒加工。齒（chǐ）形粗加工采用銑齒，可以提高加工效率，減小滾刀的（de）磨損和消耗。

      粗銑齒采用模數M=28 的指（zhǐ）形銑刀，銑刀為四刃刀，該種銑（xǐ）刀強度高，抗衝擊，耐磨損，適於粗加（jiā）工。銑齒從對口縫開始，對口縫在齒穀中間，按“米”字形對稱跳躍式加工。銑刀降刀量為0.07~0.08mm/r，刀具轉速80~85r/min。

      半精銑齒（chǐ）采用模數M=36 指形銑刀，銑刀為六刃刀，該種銑刀可以（yǐ）提高加工精度。加工方式與粗銑齒一樣（yàng）。銑（xǐ）刀降刀（dāo）量為0.07~0.08mm/r，刀具轉速80~85r/min。

      精加工齒形采用模數M=40 的滾刀，滾刀（dāo）為機夾硬質合金滾刀，分兩（liǎng）刀加工，第一刀吃刀深度3mm，進給量0.7mm/r，第（dì）二刀吃刀深（shēn）度2mm,進（jìn）給量（liàng）0.9mm/r。

3 結語

      該（gāi）企業（yè）在加工特（tè）大（dà）型齒輪過程中，不斷總結經驗，製定科學（xué）可行的工藝方案，保證了特大型齒輪的尺寸精度和表麵粗糙度（dù），控製了齒輪的變形，取得較（jiào）好的（de）效果。設備的大型化發展，要求製造企（qǐ）業的加工（gōng）手段和加工工藝方案適應這種（zhǒng）變化，本文所述加工方案已證明是可行的（de），可（kě）供同仁參考。