本申请公开了齿轮渗碳防变形热处理加工装置，涉及齿轮热处理加工技术领域，包括渗碳炉壳体，渗碳炉壳体的内壁设置有炉衬，炉衬的内壁设置有加热元件，加热元件的一侧安装有罐体，渗碳炉壳体的顶部设置有炉盖，炉盖的顶部设置有通风机构，罐体的内腔安装有装料框，装料框的内底壁安装有支撑柱，支撑柱的一端设置有下底板，下底板的另一侧设置有安装头，安装头的内壁安装有支撑杆。本申请通过下底板、支撑杆、隔板、上顶板和分层板的相互配合使用，达到了便于使用者根据不同规格带下的齿轮进行不同的装夹方式，利于对齿轮工件进行均匀加热冷却，便于工件各部分渗碳层均匀，从而减少加工件形变的可能，达到了防变形的作用。