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20Cr2Ni4 钢渗碳淬火磨削后开裂的弧齿锥齿轮外形如图 1(a) 所示，液压涨芯制造厂家，模数 m = 14，图纸要求有效渗碳层深为 2.2 ～ 2.6 mm，加公法线磨量后工艺渗碳层深为 2.5 ～ 2.9 mm，镇江液压涨芯，表面硬度 58 ～ 62 HRC，热处理工艺曲线如图 2 所示。弧齿锥齿轮磨削后数个齿面有裂纹，裂纹大多靠近锥齿轮大端，在齿的凹面和凸面均有分布;遂在弧齿锥齿轮靠近大端一开裂齿部取样分析，取样位置如图 1(b) 所示，分别测试了齿块心部未渗碳部分的化学成分以及齿面节圆和齿根不同部位的有效硬化层深度，用 LEICA DMI 3000M 光学显微镜观察显微***，液压涨芯生产厂家，用 HXD-1000TMC/LCD 显微硬度计测试有效硬化层深度，用 TIME5310 里氏硬度计检测齿轮齿顶硬度。
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有效硬化层深度测定
按 GB/T 9450—2005《钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》，分别测定了齿形试样未开裂齿面(凹面) 及开裂齿面(凸面) 节圆和齿根部分的有效硬化层深度。
图4 为齿形试样未开裂齿面(凹面) 节圆处和靠近齿根处的硬度分布曲线。从图 4(a) 可以看出，未开裂齿面节圆处磨齿后有效硬化层深度为 2.386 mm，距离表面 0.1 mm 处的硬度为 668.6 HV( 58.1 HRC) ，节圆处磨齿后表面硬度和有效硬化层深度符合图纸技术要求。
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由于车齿工艺运动关系和刀具几何关系复杂，车齿刀具切削深度在切削过程中不断变化，且在切削刃不同点上的切削深度不均，导致被切材料几何呈现出非规则的特点，对切削力、切削热具有重要影响。首先基于车齿工艺原理和坐标变换方法建立其运动学模型，根据其运动学原理对车齿工艺切削过程进行，运用数值计算方法计算切削过程中产生的切屑的法向厚度，后分析切削参数进给量以及刀具设计前角和螺旋角对切屑厚度的影响。结果表明：较小的进给量以及较大的刀具螺旋角使切屑厚度更均匀，更有利于刀具参与切削，并且该分析结果可以为切削参数选择以及刀具结构优化提供理论支撑。
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