针对大模数粉末冶金齿轮的磨齿过程进行工艺研究，通过线切割齿形局部偏置的方法，在成形砂轮磨削时避开齿根转接处的内凹敏感部位，解决了齿面表面粗糙度要求高和齿根烧伤等问题。

1、序言

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金材料是用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。随着对新材料应用的不断探究，航空发动机齿轮类零件越来越多地采用粉末冶金材料。但是，由于粉末冶金材料特殊的成形方法及材料本身所具有的特殊性能，因此使得在磨齿时会出现尺寸不稳定、烧伤等现象。高精度齿轮精度要求在国标4～5级时，只能用磨齿、珩齿的方法来保证其加工精度。大模数齿轮（模数m≥5）磨齿时，齿根转接处和根径烧伤十分严重。

图1所示齿轮零件加工要求：模数＝6、齿数＝11、压力角＝28°、齿圈径向圆跳动公差＝0.028mm、公法线长度变动量公差＝0.02mm、齿距极限偏差＝±0.011mm、齿形总偏差＝0.01mm、齿向偏差＝0.01mm以及单个齿距偏差＝0.008mm，达到了5级精度，属于高精度大模数齿轮，在加工中必须依靠磨齿来保证最终精度。

图1　齿轮零件示意

该零件模数虽较大，但只有11个齿，属于根切齿轮。零件的变位系数为0，没有变位，这就意味着在零件的齿根转接处会形成很大的转接半径R及内凹，在成形磨齿加工中，齿根转接处的散热性较差，容易产生烧伤。另外，在磨齿过程中由于模数较大，因而砂轮与齿面的接触面积也较大，散热受阻，严重影响了齿轮加工精度。

零件材料为AHP10V粉末冶金高钒工具钢，材料中碳化物多，在渗氮处理后，其硬度高达65～70HRC，材料耐磨性高，其多孔性及高硬度直接影响了磨齿精度。

经多次实际加工发现，此种大模数少齿数粉末冶金齿轮磨齿时，烧伤大多发生在齿根转接处，分析其原因，主要有以下几个方面。

1）粉末冶金材料本身具有难磨削性，渗氮处理后，其硬度高达65～70HRC，高硬度使得材料磨削困难。

2）由于模数大、齿数少以及没有变位，因而齿轮本身就会有严重的根切，在齿根转接处会产生内凹，这样一来，磨齿时就会在转接处积累大量的磨削热，导致散热性不好。

3）由于在转接处切削液很难进入磨削区域，所以齿根转接处冷却不充分。

4）零件经过渗氮处理后，齿根转接处容易应力集中，导致此类齿轮在磨齿时，齿根转接处烧伤以致产生烧伤裂纹。