在滚丝机上冷轧加工小模数花键轴

小模数渐开线花键冷滚压工艺以其效率高、低成本、精度稳定、质量可靠的特点，正逐步取代传统的滚齿和插齿工艺。小模数渐开线花键的冷轧是在专用轧机上进行的，但这种机床在我国的生产才刚刚起步。因此，我们尝试在z28-80线材轧机上冷轧小模数渐开线花键轴，并取得了良好的效果。

1.冷轧原理

在滚丝机上冷轧小模数渐开线花键的原理如图1所示。50R是一对参数相同的渐开线滚轮，分别安装在线材轧机的两个主轴上，由传动机构驱动，可在同一方向同步旋转。R轮可由油缸驱动进行径向进给运动，L轮可通过调整机构与R轮在工件P表面的压痕重合。工件P定位并用两个孔夹紧。调整夹具可以使工件轴向移动。受力时，可通过夹具Φ角上的o点摆动一条平行于机床主轴的轴，以保证工件在冷轧过程中始终与两个滚轮反向滚动，以便于将工件夹紧在一起。

2.滚轮设计实例

工件参数：模数M=0.75mm，齿数z=40，压力角αD=30°，分度圆直径D=30mm，基本弧齿厚度s=1.178mm，大直径Dee=30.75mm，小径模具=28.88mm（平根），基圆直径DB=25.9808mm。工件数据为20Cr，硬度为156~186hb。

滚轮参数的计算方法如下：

（1） 工件大直径圆上的压力角αe

（2） 工件小直径圆上的压力角αi

（3） 工件大直径圆上的弧齿厚度se

（4） 工件小直径圆上的弧齿厚度Si

（5） 工件粗直径DZ

根据横截面积平坦的原则确定DZ：

（6） 滚柱齿数Z0

根据机床距，确认z28-80线材轧机距为130~230mm，取Z0＝228。

（7） 滚轮直径deo

碾压开始时无滑移的纯碾压应符合deoz=dzzo，但实际上，滑移是不可避免的。经验计算公式为线材轧机

（8） 工件与轧制的距离Ao

（9） 工件与滚轮的啮合角α′

（10） 滚子分度圆直径do

（11） 中径d'，do'

（12） 弧齿厚度s'，so'在节圆上

（13） 滚轮压力角αDo

在轧制过程中，由于工件上齿面和下齿面上的挤压应力不同，容易在工件上齿面上形成塌陷角，因此有必要校正滚轮的压力角。校正量与工件数据和硬度有关，此处取αDo=29.84°。

（14） 滚动轴距圆直径dbo

（15） 滚轮的校正啮合角αo′

（16） 滚轮分度圆弧齿厚so

（17） 滚轮直径圆上的压力角αeo

（18） 滚轮直径圆弧齿厚度SEO

（19） 滚轮的全齿高h o

Ho应大于工件的全齿高，以扩大滚轮的应用范围。但是，应验证滚轮小直径上的齿槽宽度，以确保制造过程中不存在困难。取ho=1.2mm。

（20） 滚轮小直径DFO

（21）滚轮小直径圆上的压力角αfo

（22）滚轮小直径圆上的弧齿槽宽度EFO

滚动轮的结构尺寸、形位公差和技能要求应参照线材滚动轮和圆柱测量齿轮制定。根据齿轮工作中的花键数据计算滚动轮的公共法向长度或横杆距离m。所需数据可为Cr12MoV（硬度59~62Hrc）。