齿轮是机械传动中常用的核心零件，其加工质量直接影响整机的运行效率和寿命。在齿轮加工过程中，变形问题时有发生，不仅增加返工成本，还可能影响齿轮的啮合精度与传动稳定性。本文结合齿轮加工工艺，分析导致齿轮变形的几大常见原因。
- 材料与热处理因素
- 材料内应力：齿轮毛坯在锻造或铸造过程中，若冷却不均或热处理工艺不当，易在材料内部产生残余应力。加工时，随着材料被去除，内应力重新分布，可能导致齿轮翘曲或尺寸变化。
- 热处理变形：齿轮在淬火、渗碳等热处理工序中，由于温度变化剧烈，材料组织发生相变，若冷却速度控制不当，齿轮容易产生热应力和组织应力，进而导致整体或局部变形。
- 加工工艺参数不当
- 切削力过大：在滚齿、插齿或磨齿过程中，若进给量过大、切削速度过高或刀具钝化，会产生过大的切削力与热量，使齿轮局部受热膨胀，冷却后形成变形。
- 装夹方式不合理：齿轮在机床上若夹紧力不均或定位不准确，易造成加工时受力不平衡，尤其在薄壁齿轮或大型齿轮加工中，过度夹紧可能导致弹性变形，松开后无法恢复原状。
- 机床与刀具因素
- 机床精度不足：若机床主轴跳动大、导轨磨损或刚性不足，加工时会产生振动，导致齿轮齿形误差或周期性变形。
- 刀具磨损与几何参数：刀具刃口磨损后切削性能下降，易产生积屑瘤和高温，加剧齿轮表面应力；同时，若刀具前角、后角等参数不合理，也会增加切削阻力，诱发变形。
- 冷却与润滑不良
- 在高速切削过程中，若冷却液供应不足或分布不均，齿轮局部温度升高，热膨胀不一致会导致变形；润滑不足还会增加摩擦力，进一步影响加工稳定性。
- 结构设计缺陷
- 齿轮结构不对称或壁厚差异大时，在加工和热处理中容易因应力集中而产生扭曲变形；设计时未考虑加工工艺性，如槽孔位置不合理，也会增加变形风险。
齿轮加工变形是材料、工艺、设备与管理等多因素综合作用的结果。为减少变形，需从优化材料热处理工艺、合理选择切削参数、提高机床与刀具精度、加强冷却润滑以及改进齿轮结构设计等方面系统控制，确保齿轮加工质量与精度满足使用要求。
