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齿轮中间轴热处理变形异常零件校直策
各分析
摘要：本文针对变速箱齿轮中间轴部分零件热处理后变形较、硬度较高，校
直异常困难的情况，通过拉伸试验确定了抗拉强度极限，结合有限元分析软件
计算出了最校直行程；通过理论分析，给出了一种针对变形异常件的校直策
略；最后，通过现场试验，验证了校直策略的正确性，能有效的指导变速箱齿
轮中间轴校直工艺的生产现场，对变速箱的轴类零件校直质量提升具有重要的
指导意义。
关键词：齿轮中间轴，校直，热处理变形，硬度，裂纹，断裂
齿轮中间轴作为变速箱的重要组成部分，其质量优劣关系到整车的传动效
率、换挡平顺性以及寿命。目前国内重卡变速箱中间轴校直工艺均停留在经验
试错的方法上，缺乏指导性，且由于钢材材料元素、热处理指标、机加工等影
响因素，零件到达校直工序时变形往往范围较，且规律无章可循，导致校直
机参数无法适用所有零件，增最修正量后校直断裂的情况时常发生，现场
操作人员苦不堪言。针对此种情况，通过拉伸试脸、校直策略分析、现场试验
验证等方法得出了校直参数推荐值，为操作人员提供了参考。
1、拉伸试验及软件结果分析
校直工序是一种通过外力使热处理变形零件发生塑性变形的加工过程，校
直行程小关系到加工效率的高低，同样，行程不合适会导致断裂、出现裂纹
的情况发生，不同材料的抗拉强度、屈服强度、弹性模量不同，通过投制试
棒，进行拉力试验，得到变速箱齿轮中间轴材料的相应参数，在有限元软件中
通过材料属性的定制设置，来得到所需要的应力-应变云图。
针对拉伸试验，对投制的试棒进行和变速箱齿轮中间轴相同条件下的热处
理，将试棒进行编号，并涂色做标记，以测量断面收缩率，完成以上工作后进
行拉伸，获得相应的指标数据及拉伸曲线。拉力武验机给试棒加载直至试棒断
裂为止，计算机记录应力-应变曲线如图1所示，得到抗拉强度、弹性模量等数
据如表1所示。需要说明的是，拉伸试验一般需要多根试棒进行重复验证，条
件允许的情况下，试棒数量越多，拉伸试验得到的数据则更为准确，但会带来
试验成本的上升，在材批次、种类、供货厂家相对稳定的情况下，3-5根试
棒可以满足要求。
图1试棒应力-应变曲线
表1拉伸试验数据统计表
试样标抗拉强度规定塑断后伸长断面收缩弹性模量
类别
识Rm/MPa性延伸率A/%率Z/%E/MPa
强度
Rp/MPa
第1根1797-111741134-100.0100198989
第2根1805-21130-100.0100219730
第3根1833-111491110-100.0100201022
通过3根试棒的拉伸试验，抗拉强度及弹性模量取三者平均，即抗拉强度
为MPa,弹性模量为MPa,根据以上数据对模型材进行
定义，之后采用有限元软件进行分析。
图2有限元分析云图
以上述零件为例，通过仿真得到齿轮中间轴最大校直行程约为2.9mm时，
校直机最大修正量设定值建议不超过此数值，否则可能会出现断裂及产生裂纹
的情况。为了产品质
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