機械加工與熱處理之間有著相互影響、密切相聯的關系，它們之間要正確配合，其中的一些配合有：
1）合理安排各道工序的加工余量。鍛造后正火或退火的加工余量，應保證在其后加工過程中能將表面缺陷、脫碳層、貧碳層去除干凈。調質件處理前應粗加工成形，沿最后工件的輪廓均勻地留出加工余量，以保證必要的淬硬深度（遇臺階或截面突變處仍應圓角過渡）。各道熱處理工序之前的加工余量應大于熱處理可能產生的畸變量。合理安排各道次去應力處理前后的加工量。在最后一次去應力時，加工余量盡可能小些，如去就歷程后的加工量過大，會重新在零件內部形成較大的內應力。尤其對于滲氮和氮碳共滲零件，最終熱處理前的內應力大小，常常是影響最終熱處理畸變量的決定性因素。
2）某些形狀比較復雜、在表面淬火時易引起畸變的零件，有些加工環節可放在表面淬火后進行，例如帶內花鍵孔的齒輪可在齒面高頻淬火后進行拉削內花鍵。
3）對于圓周上有開口的零件，如彈簧夾頭，應在淬火后再切開。
4）對于熱處理后畸變有規律、而熱處理后又不便修正的零件，可采用在加工時預留變形量的方法，使熱處理后工件尺寸落在公差范圍之內。如機床導軌表面淬火后變形規律總是下凹，則在淬火前加工成上凸；滲氮零件也常考慮尺寸脹大量來解決變形問題。
（1）關于齒輪變形問題的討論
齒輪熱處理畸變的情況很復雜，是全部冷、熱加工工序影響因素的綜合反映。機械加工產生的殘留應力，熱處理過程的熱應力、組織應力均會對變形產生一定的影響。而它們的影響因素較多，涉及原材料、工件結構形狀設計、整個工藝過程、技術要求、機加工方法、加工條件、熱處理工藝（加熱、冷卻）、工裝等。有時單從熱處理方面采取措施來解決齒輪的變形有一定的困難，故要從冷、熱加工全過程的各種因素來考慮，具體情況具體分析，采取相應措施，排除或減弱不利因素的影響程度，這是減少齒輪熱處理畸變的有效方法。下面列出了低合金鋼滲碳淬火的變形因素。
1）原材料。在齒輪選材正確的前提下，原材料的純潔性、均勻性、淬透性（簡稱“三性”）是影響滲碳淬火齒輪變形的主要因素。①純潔性指材料的純凈度，鋼中存在雜質會使鋼的基體分割成許多成分、性能、狀態各異的小區域，嚴重時不僅使工件滲碳淬火后的畸變大，而且可能引發裂紋，并降低材料的力學性能。因此希望雜質盡可能少，通常非金屬夾雜物控制在≤2級。②均勻性包括成分、組織及缺陷分布的均勻性。成分不均的偏析導致滲碳淬火后工件各部位的組織、力學性能、應力分布不同，難免出現畸變。出現的帶狀組織、混晶、魏氏組織等不良組織對變形影響也很大。一般要求原材料的帶狀組織≤2級。③淬透性包括淬透性值的高低及淬透性帶的寬窄。通常淬透性值太高，冷卻時馬氏體轉變更為劇烈，工件畸變更大，甚至出現裂紋。普遍認為J9的大小最為關鍵，J9=28～42HRC對于汽車齒輪比較合適；J9＞42HRC時，材料在滲碳淬火后不僅畸變更大，而且在使用過程中易產生脆斷。至于淬透性帶，通常認為較窄的好，帶寬太大說明成分的均勻性差，淬火后變形無規律，一般要求≤6～7HRC（國外有的要求為3HRC）。控制材料“三性”主要有精選爐料、嚴格控制鋼液成分，必要時采用爐外精煉，鋼液冷卻時適當增大結晶速度，減少枝晶的形成。注意鍛軋時溫度（包括加熱溫度、始鍛軋溫度及終鍛軋溫度）及鍛軋比，有條件的增加高溫均勻化退火處理。
2）工件結構形狀設計。為了減小變形，工件設計時應盡量避免尖角、薄壁、臺階等結構，對那些不可或缺的孔、槽、筋等，應力求分布均勻、對稱，截面急變的區域應設計有均勻過渡區，如設置圓角、斜角等結構，以及減小應力集中。
3）鍛造。鍛造不僅成形，而且改善材料的內在缺陷，壓合空洞，減少疏松等，可提高材料的均勻性、致密性，并形成合理的流線結構，提高強度。如鍛造中形成過程組織、折疊、裂紋、不合理的流線分布、嚴重的帶狀組織、殘留應力等，均會嚴重影響滲碳淬火畸變，甚至造成開裂。
4）正火。正火是滲碳前的一種常用的預備熱處理工藝，良好的正火處理能達到減小及防止工件熱處理畸變的目的。普通正火由于工件的加熱、冷卻不均勻，使其硬度和組織不均勻，還易形成粒狀貝氏體組織，增大齒輪滲碳淬火的畸變。近年來國內外廣泛采用的等溫正火工藝（有人稱等溫退火），由于采用連續式爐，加熱、冷卻可控，獲得均勻的組織和硬度，使滲碳淬火的畸變更小。從正火溫度冷至等溫溫度的降溫速率以多大為佳，目前尚無定論。有人認為應快些（10℃/s），以求得到更多、更細的珠光體。國內大多為3℃/s，正火組織中鐵素體量高達50%。
5）機加工。機加工殘留應力和表面粗糙度等淬火畸變影響也很大。曾有人發現，滲碳淬火前在工件上打上一小小鋼印，其殘留應力就使畸變增大0.01～0.08mm。表面粗糙度Ra為3.2μm時，公法線長度一般脹大0.03～0.05mm，表面粗糙度優于Ra為0.8μm時，公法線長度變化明顯減小。
6）滲碳淬火。①設備。具有良好的爐溫均勻性、密封性和氣氛均勻性的設備，使滲碳件的質量穩定，其淬后的畸變小。②工件裝夾。應使工件得到合理的支撐，避免因自重引起高溫下的形變，并應力求使工件加熱、冷卻均勻，達到可減小畸變和確保變形的規律性。具體的工裝夾具應按工件的形狀尺寸、處理設備，通過經驗摸索或計算機模擬得出。③工藝。一般認為降低滲碳溫度和淬火加熱溫度對減小畸變效果顯著。合理調整強滲期與擴散期的比例，控制滲層的碳質量分數和碳量分布，不僅能優化滲層組織，而且可減小畸變。相對而言，淬火過程對畸變的影響更為顯著。選擇合適的淬火介質、介質的使用溫度、冷卻液的合理攪拌及流向，做到工件均勻冷卻，對于減少工件的畸變起著至關重要的作用。
7）關于齒形齒向的變形。齒形齒向一般不再加工，其變形會降低齒輪精度，從而降低運動的平穩性，增大機械噪聲。低碳合金鋼齒輪滲碳淬火后一般齒形和壓力角增大，齒頂處變負，其齒向和斜齒輪螺旋角減小（齒拉直），但有時不完全遵循此規律。
總之，滲碳淬火工件的畸變是很復雜的，解決畸變的辦法，一方面是學習別人的經驗，另一方面是按實際情況運用統計試驗方法（如優選洗、正交法、回歸法和模擬法等）不斷進行試驗總結。即要認識問題的普遍性，又要注意問題的特殊性，要認真處理好與變形相關的每一個環節，把工作做得更細、更實。合格的材質、良好的鍛造、規范化的預備熱處理、有效的冷熱加工配合是減小和穩定熱處理畸變不可忽視的環節。
（2）關于齒輪表面噴丸強化的討論
噴丸強化是將鋼質（或玻璃質）的彈丸加速到一定速度（通常為50～90m/s）后投射（撞擊）到金屬零件表面進行冷加工的方法。它使金屬表面產生塑性變形，細化表面組織，并使表面造成殘留壓應力狀態。汽車齒輪滲碳淬火后表面進行噴丸強化處理不僅可消除機械加工過程中（磨削、刮削、校形等）所產生的拉應力，而且能使齒輪表面在熱處理過程中形成的不良組織（如黑色組織、微氧化層、銹蝕、脫碳層及過多殘留奧氏體組織）的影響降低到最小程度，同時改善齒輪因連續刀痕或凹槽、孔和過渡圓角等結構因素所造成的應力集中現象，從而提高齒輪的疲勞壽命。一般來說，滲碳淬火齒輪經噴丸后，彎曲疲勞極限可提高20%～30%，接觸疲勞極限提高5%～7%，另外還提高了表面硬度（表層0.15～0.35mm發生加工硬化和殘留奧氏體轉變所致）、細化微觀亞結構、增加位錯密度、亞晶細化等。
噴丸強化常用噴丸強度指標衡量，即通常的阿爾門（Almen）試片的彎曲孤高度。噴丸強度的選定主要取決于齒輪模數或齒根硬化層厚度。值得注意的是噴丸強度并非越高越好，過高的噴丸強度反而會降低齒輪的接觸疲勞壽命（俗稱過度噴丸）。噴丸強化的覆蓋率、殘留壓應力大小及彈丸質量、彈丸速度等均影響噴丸強化的效果。
有關噴丸強化工序的安排：
1）噴丸強化效果主要體現在齒面下0.15mm深的范圍內，故對齒面需進行磨削或對硬齒面進行刮削時，噴丸強化應安排在這些工序后。而衍齒、研齒、或拋光工序因對齒面切削效應小，可安置在噴丸強化之后。
2）關于需再加熱（去應力等）的工序。因溫度大于190℃后，殘留應力會迅速降低，故齒輪噴丸后不允許再用190℃以上的溫度加熱。
3）關于工件校直工序。工件經校直后才允許實現噴丸強化處理，否則會喪失噴丸強化效果，甚至出現開裂現象。
4）關于影響表面粗糙度的問題。一般噴丸強化后會適當降低齒輪的精度和增加粗糙度。對于不允許增加粗糙的面（如拋光面等），在實施噴丸工序前須對這些面進行屏蔽保護。
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