齿条是齿轮传动部件的一种，是齿轮外径趋于∞的一种特殊形式。通常情况下，扇形齿条在铣齿加工前将毛坯锻成整个圆环，整体进行热处理，热处理消除应力后将锻件圆环毛坯，按齿圈各道工序预留出加工流量，在立车上将扇形外形车成，为防止变形，车削完成后还需要进行消除应力的自然时效处理，之后再按图样实际尺寸切开，成为单个齿条，然后在进行铣齿加工。
1．技术分析
过去我们公司生产的齿条多为结构件或铸钢件，齿条形状多数为直线型，齿面硬度要求为240～280HBW。本次生产的齿条是船舶起重机浮吊上使用的传动部件，齿条选用材质为锻件42CrMo，齿面硬度为290～320HBW，齿条外形为110°扇形齿面，订货数量为4件。
这种新结构、硬齿面齿条加工在我公司属首次生产，如果采用常规的锻整圈毛坯的加工方法，三个齿条锻成一个圆圈毛坯，3个齿条外形为330°，而整个锻圈为360°，当逐个切割完毕后，有一个齿条会缩尺。如果采用两个齿条锻成一个圆圈毛坯，2个齿条外形为220°，4件齿条锻成2个整圈毛坯，会造成50％的材料及加工浪费。同时由于整个扇形齿条外径达5343mm（m=26，z=207，齿条外径D= mz+2m），调质时，需要有大型的热处理设备（6.0m×5.5m）。
而目前公司设备无法满足整个齿圈的整体毛坯调质需要，为了降低材料及加工成本，提高公司现有设备使用率，如何在齿条的热处理过程中，在保证齿条硬度的前提下，选择合适形式的热处理防变形，使齿条在热处理时及之后应力释放均匀，齿条变形量小，是该齿条加工的难点之一。为此，我们决定采用对单件齿条进行锻造及加工和热处理的工艺方法，确保齿条加工的质量。
2.调质前确定加工余量
为了防止齿条在热处理过程中产生无法校正的变形，通过对齿条加工工艺方法的探讨，结合热处理工艺方法，保证单个齿条在调质后具有足够高的强度、硬度，良好的塑性和韧性及高的加工精度。
首先对齿条粗开齿后、热处理前应力释放后导致的变形进行检测，根据变形情况选择合适的加工余量。余量的选择为：齿条采用粗开齿后进行调质，齿侧每面留8mm余量，齿底留有25mm余量，外圆每面留16mm，幅板上下端面分别留40mm、15mm余量，确保一旦发生变形后有足够加工余量将变形量拟补，为后续加工提供了保障，图1为齿条加工余量示意。
图 13.工艺方法
（1）平台与挡板
齿条摆放的平台采用铸铁件，铸铁平台的特点是在加热后进行油冷时，平台热变形小，这样不会因平台的变形造成齿条的变形，同时能确保齿条在淬火过程中产生的变形量最小。
平台上焊有6块挡板，挡板采用Q235普通钢板，规格为300mm×150mm×50mm，位置分布在沿齿条圆弧对称焊接在平台的横梁上，齿条的弧顶两侧，齿条弧长的1/3处，以及齿条两端，限制了齿条外延及弓度的变形，有效的防止了齿条在淬火时出现窜动。
图2为齿条摆放平台及挡板示意。
图 2（2）拉筋
拉筋采用与齿条同材质的铸钢件，因为铸钢件具有耐高温、热变形小的特点，在淬火过程中可以减小齿条产生变形。规格尺寸为：3700mm×200mm×150mm。拉筋与齿条的腹板组焊，保证齿条在整个热处理过程中的平稳及变形最小。
（3）装炉方式
将焊好拉筋的齿条摆放在平台上，在平台的横梁上，沿齿条形状焊上挡板，用硬质耐火砖将拉筋踮起，并将齿条与平台接触位置垫实、垫平，然后将放有齿条的平台，装入到炉膛内的均温处，进行热处理的加热保温。在淬火时，吊起平台，与齿条同时淬入油中。
4.结语
该齿条加工防变形工艺方法在投入实用后，经测量检验，齿条在整个调质前后的各部分尺寸，均完全满足后续精加工的需要，力学性能检测，满足图样技术要求。采用该方法加工齿条，有效的防止了齿条在热处理过程中出现的严重扭曲变形；该工艺方法操作简单，成本低、可重复利用在同类产品的热处理过程中，利用率高，具有广泛的推广价值。
此文来源：北京华欧世纪
