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高速齒軸加工的整個工藝過程中，應該安排足夠的熱處理工序，以保證齒輪軸力學性能以及加工精度的要求，并工件的加工性能。一般在軸毛坯鍛造以后安排的應該是正火處理，以鍛造內應力，細化晶粒，在機加工時的切削性能。在粗加工以后安排調質處理。在粗加工的階段，經過粗車、鉆孔等的工序，高速齒軸的大部分加工余量都被切除了。粗加工過程中切削力和發熱都很大，在力和熱的作用之下，高速齒軸就會產生很大的內應力，通過調質處理可以內應力，替代時效處理，同時也可以獲得所要求的韌性。在半加工以后，除了重要的表面以外，其它的表面全都已經達到了設計的尺寸。重要表面精加工的余量，這個時候在齒部等安排局部的淬火處理，使其能夠達到設計的硬度要求，保證這些表面的性。而后續的精加工工序也可以淬火變形。
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