当前汽车齿轮制造中的问题和解决途径.doc

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1、当前汽车齿轮制造中的问题和解决途径一、前言：当前国家齿轮行业协会提出“中国要从齿轮生产大国到齿轮制造强国”的发展奋斗目标。我国的齿轮行业，从二十世纪末期到二十一世纪的初期发展的速度非常快，行业的信化管理，数控化技术装备的采用，制造技术水平的提高，齿轮制造标准国际化，齿轮制造材料标准的提高等等都充分证明了这一点，甚至美国贸易委员会都惊呼！“中国将成为美国齿轮制造业潜在的竞争对手！”近年来尤其是我国的汽车齿轮制造行业发展更为突出，主要大型国家合资企业和少数私营合资企业的齿轮制造技术水平和现代化管理水平通过技术引进已接近西方发达国家水平。但是总观我国汽车齿轮制造业的绝大多数

2、企业，要达到“从齿轮制造大国到齿轮制造强国”的目标，不论是在企业的现代化管理的实际水平上还是在齿轮的制造水平上还有相当的差距。从2002年到2004年期间，我们和了解我国汽车齿轮制造的西方发达国家的齿轮专家对汽车齿轮制造方面的技术问题进行多次交流和探讨。现将情况详述如下供大家参考。二、西方发达国家汽车齿轮制造水平西方发达国家汽车工业界广泛采用滚齿/插齿/剃齿/热处理工艺以便降低制造成本。同时采用齿轮齿面修形技术提高齿轮承载能力和降低噪音。珩齿的目的不是改变齿轮齿面形状或几何形状，而是改善齿轮表面粗糙度，为了降低成本在热处理后极少再采用珩齿工艺。对于要求特别高的齿轮有时

3、采用不破坏齿面修形的珩齿工艺或磨齿工艺。现今，西方发达国家的汽车齿轮制造，剃后的齿轮热处理变形量能够控制在一定范围内，不需要进一步的精加工就可以满足轿车或卡车齿轮承载能力和噪音性能的要求，并且，通常所有齿轮都能进行较精确的二维（2D）甚至三维（3D）齿面修形。三、汽车齿轮制造与西方发达国家汽车齿轮制造的普遍差距。改革开放以来，我国少数大型国有合资企业和私营合资企业由于引进了原设计产品和先进的制造技术和管理，汽车齿轮制造水平已接近或达到西方发达国家汽车齿轮制造水平，基本上实现了采用滚齿/插齿/剃齿/热处理工艺将齿轮的变形量控制在满足轿车或卡车齿轮承载能力和噪音性能要求的

4、范围内，热后不需要进一步的精加工，且产品稳定达到设计标准要求，如上海大众，一汽大众等企业。但是，我们的汽车齿轮制造业大多数仍然尚达不到这一水平，齿面修形技术开发应用也有相当的差距，主要体现在齿轮制造质量水平，与国际要求尚有较大落差，要想走向国际市场难度较大。四、根本原因目前，影响齿轮制造质量水平关键问题是热处理变形不稳定，难以控制，齿面修形技术的应用缺乏依据，修形设计与实际应用不能合理匹配，难以满足汽车高水平使用要求。1、齿轮制造材料少数齿轮制造材料的强度级别选择过高，增加了稳定热处理变形的难度，比如我们自己开发或仿制开发的汽车变速器齿轮，不论承载负荷的大小，结构复杂

5、的不同，多数一律采用20CrMnTi或20CrMnMo等等，显然齿轮材料强度选用与实际应用载荷不挂钩。比较引进的变速器，箱内齿轮选用的材料强度是根据齿轮实际工作载荷的需要有所不同，材料强度与应用载荷挂钩，这就为齿轮制造能够减少热处理变形做了应有的合理化。从制造角度看，选择材料的化学成份，杂质、淬透性、有严格的标准要求和控制，我们大多数厂，对来厂原材料的批次，炉号，淬透性，投产前的确认控制的相当不规范，使热处理变形难以控制。2、锻造/正火/去应力/热处理/冷却油锻造/正火/退火/去应力/热处理/冷却油，这些与金相有关的工序控制不好，如锻造齿坯金相流线和齿坯材料加热温度的

6、精确要求，严格的检验和控制。齿坯正火/退火后的金相及硬度均匀性的精确要求严格的检验和控制。齿坯粗车加工过程中产生很大的残余应力，应力检验和消除。热处理工艺及零件的装夹摆放和冷却油的温度、流动性、质量、选择控制等。如果整个上述工艺流程任何一部分未得到很好的控制就会在齿坯中留下高的残余应力，从而热处理时，会产生很大的不规则变形。外国专家们调查指出，我国大多汽车齿轮制造企业在上述各方面就实际情况看在精确严细要求和严格检验方面做的还有相当的距离。3、切齿工艺。切齿工艺控制不合理将进一步导致热处理变形的不稳定性。从齿轮滚齿/插齿到剃齿各工序间控制不严格，不合理，最终导致齿面上形

7、成分布不均的过量残余应力，同样，齿面上残留的残余应力将使齿轮在热处理过程中产生变形。齿轮切削加工中齿面残余应力产生主要有以下原因：（1）缺乏机床规范的校准，没有科学便利的校准方法，当加工件不合格时，操作人员无法精确判断是否是机床所致，为了满足生产增加工序留量，给后序增加削切负荷。（2）缺乏切削模拟手段，对齿轮与刀具设计间的匹配性以及齿轮/刀具/机床调整等的匹配性等没有精确的计算方法和模拟切削。难以准确地检验齿轮切削过程中精度不达标的问题。切削刀具进厂质量和重磨刀具质量缺少严格控制，如在实际生产中，经常有滚/插序因设备、工装、刀具等问题无法排除用增加后