斜齒輪冷滾軋試驗與工藝分析

許 恒 張 磊 王 剛 秦學朋 彭云霞

（青島生建機械廠，青島 266106）

斜齒輪冷滾軋試驗與工藝分析

許 恒 張 磊 王 剛 秦學朋 彭云霞

（青島生建機械廠，青島 266106）

本文重點闡述斜齒輪冷滾軋工藝的特點和試驗分析，以期提供相關借鑒。

斜齒輪 冷滾軋 精度 相關性

引言

采用冷滾軋成形的齒類零件具有承載能力強和加工效率高的優點，目前已廣泛應用于螺紋、花鍵的加工。加工工藝也日趨成熟，而對齒輪的冷滾軋尚處于探索階段。在國內冷滾軋行業中，齒輪冷滾軋成形精度達到10級以上還沒有取得突破，直齒輪的冷滾軋工藝在國外也僅限于試驗階段。本文主要針對小模數斜齒輪冷滾軋成形進行試驗和分析。

1 實現過程

1.1 工件主要參數

斜齒輪冷滾軋的主要參數如表1所示，圖1則為齒輪軸的示意圖。

表1 斜齒輪冷滾軋的主要參數

圖1 齒輪軸

1.2 滾軋過程

采用圖2所示的中心定位支架進行滾軋。

圖2 中心定位支架

1.2.1 第一輪試驗：正向滾壓

表2為第一輪試驗——正向滾壓的相關實驗結果。

表2 第一輪試驗的相關實驗結果

檢測結輪：從檢測數據發現，齒距累積總誤差Fp、徑向跳動總誤差Fr，能夠達到10級精度，而齒廓累計總誤差Fα、螺旋線誤差Fβ只能達到11～12級。

工藝分析：根據斜齒輪嚙合軌跡可知，斜齒輪在滾軋過程中金屬材料沿螺旋線從齒端流向齒尾，造成首位兩端材料分布不均。在滾軋過程中，工件的嚙合齒面為主要受力面，與非嚙合面受力情況相差較大，造成兩側齒形不對稱。因此，第二輪試驗中采用增加反滾對齒形進行逆向修正。

1.2.2 第二輪試驗：正向滾壓后增加反向修復滾壓

表3為第二輪試驗——正向滾壓后增加反向修復滾壓的相關實驗結果。

表3 第二輪試驗的相關實驗結果

檢測結論：與第一輪檢測結果比較，左齒側齒廓總誤差Fα、螺旋線誤差Fβ均增大，右齒側齒廓總誤差Fα、螺旋線誤差Fβ均減小，反滾對齒廓總誤差影響更明顯。

工藝分析：這一現象可能由修正過度產生，需對正反滾軋參數進行優化。

1.2.3 第三輪試驗：正反向滾壓參數優化后的滾壓

表4為第三輪試驗——正反向滾壓參數優化后的滾壓的相關實驗結果。

表4 第三輪試驗的相關實驗結果

圖3 L、S為常數時的r-F曲線

檢測結論：與前兩次滾軋結果相比，本次滾軋左右齒面各參數精度基本在10級以內，且左右齒面數據差值減小，滾軋參數優化對滾軋質量作用明顯。

2 滾軋參數相關性

經過多次試驗發現，斜齒輪的滾軋質量與以下滾軋參數相關：主軸轉速S，滑座的進給速度F，主軸滾軋圈數r，滾軋行程L。于是，得出以下相關性結果示意，如圖3所示。

3 結語

選擇多組（S、F、r、L）參數進行多次滾軋試驗，檢測結果中各項參數均在精度10級以內，部分參數精度達到了9級。

Test and Analysis of Cold Rolling Process for Helical Gears

XU Heng, ZHANG Lei, WANG Gang, QIN Xuepeng, PENG Yunxia
(Qingdao Sheng Jian Machinery Factory, Qingdao 266106)

This paper focuses on the characteristics of the cold rolling process of helical gears and the experim ental analysis, in order to provide relevant reference.

helicalgear, coldrolling, precision, correlation