淬火锥齿轮齿顶硬度的检测方法

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摘自：《机械工人（热加工）》 作者：石家庄

链轮总厂技术部 林韶华淬火锥齿轮的齿部硬度现场检验方法一直是困扰热处理检验工的一个难题。其难点在于齿面是倾斜的(如图1所示)，很难直接用洛氏硬度汁检验。传统的检验法是用锉刀锉检，要求检验人员既要有很丰富的现场经验，同时还要结合淬火温度淬火工艺，这样锉检的结果才比较可靠。需要指出的是，即使这样的检验结果也只是一个估计值。

本厂生产的锥齿轮80％都是替国外公司生产，对淬火硬度要求较为严格，显然这种锉检的方法难以满足外商的要求。为此我们决定在不增加检验设备的情况下，利用生产现场的洛氏硬度计，通过没计合理工装来实现对淬火锥齿轮的齿顶面硬度的检验。
1.工装设计
首先，将洛氏硬度计上的圆盘形工作台更换成长条形的工作台，并制备不同重量的配重块，以备检验硬度时对长条形的工作台进行配平。
其次，经过试验，并结合现场生产实际，没计制做了如下工装(见图2)，以实现对锥齿轮齿面角度的旋转，达到让洛氏硬度计的压头直接压人淬火锥齿轮的齿顶面的目的。

该套工装在制备时要注意以下几个问题：
第一，要使用足够厚度的板料制备，最好用铸件，以保证足够的强度，在洛氏硬度试验的总试验力的作用下，工装不会变形。
第二，销孔与销轴的光洁度要足够高，并且销轴与销孔紧配合，最理想的是过渡配合，间隙最小，只要“调整板”与“固定板”之间小范围转动即可，目的是为了减少检验误差。
第三，依据所生产的锥齿轮的结构特点，计算并制备多个不同高度与宽度的调整块，来调整“调整板”的倾斜角度。
2.检验方法
(1)将淬火锥齿轮的齿面用油石打磨光滑，装在工装上用螺母拧紧。
(2)选用合适的调整块调整好“调整板”的倾斜角度，使锥齿轮的齿面水平。
(3)将工装连同固定其上的锥齿轮一同放在长条形的工作台上，使用合适数量的配重块配平工作台，即可开始检测齿顶面的硬度值(如图3所示)。

检验结果验证：此方法的检验结果与破坏检验的结果对比如下表所示(被检锥齿轮在淬火加回火处理后做对比检验)。
经过现场对多种规格和硬度要求的淬火锥齿轮的分组对比试验，总结出这种方法对淬火锥齿轮的齿顶硬度的检验数值，与通过对同一锥齿轮进行破坏检验所得的硬度值较为接近，误差值很小，基本能满足本厂生产的淬火锥齿轮现场硬度检验的要求，且对锥齿轮的破坏程度很小(不影响使用和交货)。

3.结语
(1)通过对工装的合理设计，在没有增加现场检验设备的情况下，解决了淬火锥齿轮的现场硬度检验问题。此方法已在我厂的热处理现场应用一年多，实践证明该方法是可行的。这利，方法充分利用了洛氏硬度计的操作简单迅速，能直接从刻度盘上读出硬度值的优点，弥补了锉检方法的不足。
(2)如果在检测模数较小的淬火锥齿轮的齿顶硬度时，考虑到齿顶较窄，建议选用洛氏硬度的HRA标尺，总试验力为588.4N更为合理实用。