齒輪廠切削應(yīng)力導(dǎo)致畸變案例分析：
為了觀察切削應(yīng)力在加熱過程中釋放而導(dǎo)致的畸變，有人采用了一種倒檔滑動齒輪(圖6-23) 進(jìn)行試驗，測量花鍵孔壁厚較薄的A端畸變。經(jīng)切削加工的齒輪采用650C x2h再結(jié)晶退火，用退火前后齒輪花鍵孔大徑尺寸的變化增量來觀察機(jī)械加工殘余應(yīng)力對畸變的影響。從30個再結(jié)晶退火齒輪薄壁A端的花鍵孔大徑測量出90個數(shù)據(jù)，并將尺寸變化數(shù)據(jù)整理以頻數(shù)直方圖形式表達(dá)(圖6-24)。從圖6-24中可以看出，經(jīng)再結(jié)晶退火，伴隨加工應(yīng)力的消除其花鍵孔大徑尺寸星脹大趨勢，其中增量在0. 005 ~0.020mm范圍的相對頻數(shù)超過70。試驗表明，在去應(yīng)力退火過程中，伴隨扭曲晶格的恢復(fù)和應(yīng)力的釋放，結(jié)果是消除了應(yīng)力，留下了畸變。
齒輪銑削加工形成的殘余應(yīng)力對其熱處理畸變影響很大。例如，齒輪經(jīng)過復(fù)雜的重負(fù)荷機(jī)械切削加工以后，加上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其應(yīng)力狀態(tài)對齒輪熱處理畸變的影響很大。銑削加工所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和硬度分布如圖6-25所示。
機(jī)械加工和冷成形對熱處理畸變影響很大。有資料介紹，車削深度在0.05一0.1mm時，此時的平均應(yīng)力達(dá)到300~600MPa，同時應(yīng)力分布不均勻。
20Cr和18CrNiMo鋼在低速切削或采用切削液高速切削的條件下，切削后的殘余應(yīng)力分布如圖6-26所示。切削應(yīng)力的大小、特性分布除了受鋼材的力學(xué)性能影響之外，由于齒輪加工的切削量不均勻，各處的殘余應(yīng)力大小與分布也不同，在隨后的熱處理加熱時應(yīng)力松弛引起的畸變也不均勻。如果同一齒輪各處的顯微組織不同，硬度不同，切削殘余應(yīng)力會不同，熱處理后的畸變更大。
消除殘余應(yīng)力對防止齒輪熱處理畸變有利，例如對于離子滲氮齒輪，制坯前，先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，為滲氮作好組織準(zhǔn)備，以減小機(jī)械加工應(yīng)力，獲得索氏體組織。精加工前或滲氮前，進(jìn)行一一次去應(yīng)力退火處理(550 ~650)9Cx (3 ~5) h,消除加工應(yīng)力，可以進(jìn)一步減小滲氮畸變量。
