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需求背景

齿轴零件在工作过程中需承受交变冲击载荷，其花键齿将受到巨大的交变应力作用，为提高齿轴零件的抗冲击、抗疲劳等性能，需对齿轴零件进行调质与齿面强化处理工艺。为此，拟采用稳健设计方法与正交试验方法，研究齿轴零件在不同热处理工艺参数条件下的形变机理，提出零件变形后的矫正控制措施，保证零件力学性能与直线度要求，为零件的精密加工奠定基础。

需解决的主要技术难题

通过本项目的研究，拟解决如下技术难题：

1）齿轴零件精密加工关键工序的优化技术

    根据齿轴零件的结构特点、尺寸精度与技术要求，拟通过建立精确的三维几何模型，模拟零件的加工过程，对关键工序的装夹定位方法、刀具参数、刀具轨迹控制及切削用量等关键技术进行优化，解决精密加工关键工序中存在的技术难点，实现齿轴零件精密加工关键工序的优化。

2）齿轴零件多质量特性一体化控制技术

根据齿轴零件的尺寸精度要求，结合制定的工艺路线，建立关键工序质量控制点，对影响工序质量的加工设备、工装夹具、刀具切削参数、测量工具和方法等关键因素进行分析，研究关键工序质量特性的传递机理，实现零件多质量特性一体化协同控制。

3）齿轴零件热处理变形控制与矫正控制技术

为保证齿轴零件的力学性能及花键齿的耐磨性能，拟采用调质与齿面硬化处理措施达到零件的设计要求。但由于齿轴零件是细长轴，热处理后会产生较大的变形，为此，拟利用正交试验法，探明齿轴零件热处理后的形变机理，采用适当的矫正控制技术，对变形后的齿轴零件进行校直处理，为齿轴零件的精密加工奠定基础。

期望实现的主要技术目标

1）建立了精确的三维几何模型，利用虚拟加工技术开展齿轴零件精密制造工艺过程的分析与优化，缩短了产品的研发周期，保证了产品的加工精度。

2）建立了齿轴零件多质量特性协同一体化控制模型，通过对关键工序质量特性的分析，研究关键工序质量特性的传递机理，掌握零件精密制造过程中的工艺参数（刀具切削参数、机床运行参数等）、产品工序尺寸等关键数据，确保了产品质量的精密控制。

3）在进行热处理工艺试验时，利用稳健设计及正交试验方法，减少齿轴零件的热处理试验次数，探明齿轴零件的形变机理与矫正方法，以快速确定与优化零件热处理工艺参数，提高生产效率。

1）建成一条用于新能源汽车变速箱齿轴零件精密制造的生产线，满足5种以上产品型号的精密加工，形成一套针对齿轴零件大批量精密制造的加工工艺技术；

2）形成一套针对齿轴零件热处理工艺及矫正控制的关键工艺技术；

3）申报相关专利2-3项；

4）起草企业技术标准1项；

5）发表论文2篇。

通过项目研究，建成一条针对新能源汽车变速箱齿轴零件大批量、精密制造的生产线，能够极大地提高公司齿轴零件精密加工的技术水平和工艺装备水平，完善公司配套条件，有效地提高产品制造能力与质量一体化协同控制能力，保证产品质量，提高产品市场竞争力，获取更大的配套市场，必将为企业带来极大的经济效益。项目实施后，预期形成新能源汽车变速箱齿轴零件精密高效的制造工艺。届时，将实现年产10万件，产值500余万元，利润50万元，预计缴纳税金20万元；解决当地新增就业10人。同时，通过项目研究，可为新能源汽车变速箱提供精密的高质量齿轴零件，促进新能源汽车的快速发展，增加新能源汽车的市场占有率，减少汽车尾气排放，间接地为保护环境做出了应有的贡献，必将产生极大地社会效益。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-30

雷媛媛

重庆电子工程职业学院

教授

综合评价

该技术需求清晰

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