齒輪軸是機械傳動中常用的零件，其加工工藝一般包括以下步驟：
材料準備：根據齒輪軸的使用要求和性能特點，選擇合適的材料，如中碳鋼（45鋼）、中碳合金鋼（40Cr等）。材料的質量直接影響齒輪軸的性能和壽命，需檢驗材料的硬度、組織結構等是否符合要求，然后根據零件尺寸進行下料，得到所需的坯料。
鍛造：對坯料進行鍛造，通過鍛造可以材料的內部組織，使其更加致密均勻，提高材料的強度和韌性。同時，鍛造還能使零件的纖維組織沿輪廓分布，增強零件的綜合性能，并且初步成型，接近零件的終形狀，減少后續加工余量。
熱處理：鍛造后的齒輪軸坯料需進行熱處理，如正火或退火處理。正火可細化晶粒，提高材料的硬度和強度，切削性能；退火則可鍛造應力，降低材料硬度，便于后續加工。
機械加工
粗加工：包括車削外圓、端面，鉆中心孔等。先將坯料裝夾在車床卡盤上，車削兩端面，保證軸的長度尺寸，然后鉆中心孔，為后續的加工提供定位基準。接著，粗車各外圓表面，留出的加工余量，一般單邊余量在1-2mm左右。
精加工：以中心孔為定位基準，進行半精車和精車外圓、端面等，達到設計要求的尺寸精度和表面粗糙度。對于有鍵槽的齒輪軸，在車削完成后，需在銑床上采用鍵槽銑刀加工鍵槽，保證鍵槽的尺寸精度和位置精度。
齒形加工：根據齒輪的精度要求和生產批量，選擇合適的齒形加工方法。常見的有滾齒、插齒等。滾齒加工效率高，適用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪；插齒則適用于加工內齒輪和多聯齒輪等。加工過程中，要嚴格控制齒形誤差、齒向誤差等精度指標，以保證齒輪的傳動精度。
熱處理：齒形加工后，通常要對齒輪軸進行淬火等熱處理，以提高齒面硬度和性，同時保證心部具有足夠的強度和韌性。例如，對于40Cr材料的齒輪軸，可采用中頻淬火或滲碳淬火工藝，淬火后齒面硬度可達HRC58-62。淬火后需進行回火處理，淬火應力，穩定組織和尺寸，防止零件在使用過程中出現變形和開裂。
磨削加工：為了進一步提高齒輪軸的尺寸精度和表面質量，對淬火后的齒輪軸進行磨削加工。包括外圓磨削和齒面磨削。外圓磨削可保證軸頸的尺寸精度和圓柱度，表面粗糙度可達Ra0.4-0.8μm；齒面磨削能提高齒形精度和齒面光潔度，降低齒輪傳動的噪聲，提高傳動效率。
表面處理：根據齒輪軸的使用環境和性能要求，可進行一些表面處理工藝，如鍍硬鉻、發黑等。鍍硬鉻可以提高零件表面的硬度和性，同時具有良好的耐腐蝕性；發黑處理可使零件表面形成一層黑色的氧化膜，起到防銹和美觀的作用。
檢驗：對加工完成的齒輪軸進行全面的檢驗，包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、齒形精度、表面硬度、表面粗糙度等指標的檢測。采用量具如卡尺、千分尺、三坐標測量儀、齒輪測量中心等進行測量，確保零件符合設計圖紙的要求。對于不合格品，分析原因并采取相應的措施進行改進，如重新加工、調整工藝等。
裝配：將檢驗合格的齒輪軸與其他零件如齒輪、軸承、鍵等進行裝配，形成完整的傳動部件。裝配過程中，要注意零件的安裝順序、配合精度和裝配間隙等，確保裝配質量。例如，齒輪與軸的裝配要保證齒輪的軸向位置和徑向跳動符合要求，軸承的安裝要注意潤滑和密封，防止出現漏油和軸承損壞等問題。
