斜齿轮冷滚轧试验与工艺分析

许 恒 张 磊 王 刚 秦学朋 彭云霞

（青岛生建机械厂，青岛 266106）

斜齿轮冷滚轧试验与工艺分析

许 恒 张 磊 王 刚 秦学朋 彭云霞

（青岛生建机械厂，青岛 266106）

本文重点阐述斜齿轮冷滚轧工艺的特点和试验分析，以期提供相关借鉴。

斜齿轮 冷滚轧 精度 相关性

引言

采用冷滚轧成形的齿类零件具有承载能力强和加工效率高的优点，目前已广泛应用于螺纹、花键的加工。加工工艺也日趋成熟，而对齿轮的冷滚轧尚处于探索阶段。在国内冷滚轧行业中，齿轮冷滚轧成形精度达到10级以上还没有取得突破，直齿轮的冷滚轧工艺在国外也仅限于试验阶段。本文主要针对小模数斜齿轮冷滚轧成形进行试验和分析。

1 实现过程

1.1 工件主要参数

斜齿轮冷滚轧的主要参数如表1所示，图1则为齿轮轴的示意图。

表1 斜齿轮冷滚轧的主要参数

图1 齿轮轴

1.2 滚轧过程

采用图2所示的中心定位支架进行滚轧。

图2 中心定位支架

1.2.1 第一轮试验：正向滚压

表2为第一轮试验——正向滚压的相关实验结果。

表2 第一轮试验的相关实验结果

检测结轮：从检测数据发现，齿距累积总误差Fp、径向跳动总误差Fr，能够达到10级精度，而齿廓累计总误差Fα、螺旋线误差Fβ只能达到11～12级。

工艺分析：根据斜齿轮啮合轨迹可知，斜齿轮在滚轧过程中金属材料沿螺旋线从齿端流向齿尾，造成首位两端材料分布不均。在滚轧过程中，工件的啮合齿面为主要受力面，与非啮合面受力情况相差较大，造成两侧齿形不对称。因此，第二轮试验中采用增加反滚对齿形进行逆向修正。

1.2.2 第二轮试验：正向滚压后增加反向修复滚压

表3为第二轮试验——正向滚压后增加反向修复滚压的相关实验结果。

表3 第二轮试验的相关实验结果

检测结论：与第一轮检测结果比较，左齿侧齿廓总误差Fα、螺旋线误差Fβ均增大，右齿侧齿廓总误差Fα、螺旋线误差Fβ均减小，反滚对齿廓总误差影响更明显。

工艺分析：这一现象可能由修正过度产生，需对正反滚轧参数进行优化。

1.2.3 第三轮试验：正反向滚压参数优化后的滚压

表4为第三轮试验——正反向滚压参数优化后的滚压的相关实验结果。

表4 第三轮试验的相关实验结果

图3 L、S为常数时的r-F曲线

检测结论：与前两次滚轧结果相比，本次滚轧左右齿面各参数精度基本在10级以内，且左右齿面数据差值减小，滚轧参数优化对滚轧质量作用明显。

2 滚轧参数相关性

经过多次试验发现，斜齿轮的滚轧质量与以下滚轧参数相关：主轴转速S，滑座的进给速度F，主轴滚轧圈数r，滚轧行程L。于是，得出以下相关性结果示意，如图3所示。

3 结语

选择多组（S、F、r、L）参数进行多次滚轧试验，检测结果中各项参数均在精度10级以内，部分参数精度达到了9级。

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