·1548· 北京科技大学学报 第33卷 轧制过程结束后齿轮轴上的齿形就被成形出来，如 响自由分度的准确进行：如果第一个阶段的进给量 图12(c)所示.图12(a)和图12(b)是轧制过程中 太多，齿坯金属的流动方向更倾向于轴向而不是期 的中间状态，图13是加工出来的上、下模具，图14 望的径向并且轧制出的齿轮毛坯椭圆化现象加重. 是在阶梯轴上轧制出齿形的齿轮轴零件.实验过程 中发现齿形质量还跟轧制温度相关，虽然轧制温度 越高轧制过程越容易进行，但是温度越高不但加剧 了齿轮表面的氧化程度而且更容易产生齿形弯曲现 象，在可顺利进行轧制的条件下，轧制温度应尽可能 的低.轧制各阶段的进给量△S,分配应按照先多后 少的顺序依次进给，第一个阶段的进给量△S,在大 第1阶段 第2阶段 第3阶段 于△S1mn的条件下最好选定在0.8~1.5mm.轧件 第4阶段 处于高温状态下易发生塑性变形，如果第一个阶段 第5阶段 的进给量△S,太小，模具齿形压入轧件并带动轧件 转动时易发生模具齿形与轧件之间较大的滑移，影 图11模具构成及齿形 Fig.11 Configuration and tooth forms of the die a (b) le) 图12轧制过程的数值仿真 Fig.12 Numerical simulation of rolling process 4结论 (1)在楔横轧机上轧制齿轮轴上齿形，模具对 轧件的进给采用分段进给的方式，轧件采用自由分 度的方式进行轧制是可行的. (2)模具对轧件进行自由分度时模具齿距P在 模具各阶段的变化规律是前几个阶段逐渐变小，后 几个阶段保持恒定值，通过数学建模分析给出了P4 图13模具 的计算方法 Fig.13 Manufactured dies (3)比较了不同形式的模具齿形，实验表明在 标准的齿廓上按照进给量从上向下依次截取齿廓作 为模具齿形的设计方法是可行的 (4)轧制各阶段对轧件的进给量△S,应先多后 少的规律进行分配，首次对轧件进行自由分度时进 给量△S,必须大于△Smm,通过数学建模给出了 △S1mn的计算方法. 参考文献 [Yu J W.Application of cold-excluded technology of spur gears. 图14轧制出的齿坯 Tractor Transporter,2009,36(6):135 Fig.14 Rolled gear shafts (于金伟.冷挤压技术在圆柱齿轮成形中的应用.拖拉机与农北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 轧制过程结束后齿轮轴上的齿形就被成形出来，如 图 12( c) 所示． 图 12( a) 和图 12( b) 是轧制过程中 的中间状态，图 13 是加工出来的上、下模具，图 14 是在阶梯轴上轧制出齿形的齿轮轴零件． 实验过程 中发现齿形质量还跟轧制温度相关，虽然轧制温度 越高轧制过程越容易进行，但是温度越高不但加剧 了齿轮表面的氧化程度而且更容易产生齿形弯曲现 象，在可顺利进行轧制的条件下，轧制温度应尽可能 的低． 轧制各阶段的进给量 ΔSi分配应按照先多后 少的顺序依次进给，第一个阶段的进给量 ΔS1在大 于 ΔS1min的条件下最好选定在 0. 8 ～ 1. 5 mm． 轧件 处于高温状态下易发生塑性变形，如果第一个阶段 的进给量 ΔS1太小，模具齿形压入轧件并带动轧件 转动时易发生模具齿形与轧件之间较大的滑移，影 响自由分度的准确进行; 如果第一个阶段的进给量 太多，齿坯金属的流动方向更倾向于轴向而不是期 望的径向并且轧制出的齿轮毛坯椭圆化现象加重． 图 11 模具构成及齿形 Fig． 11 Configuration and tooth forms of the die 图 12 轧制过程的数值仿真 Fig． 12 Numerical simulation of rolling process 图 13 模具 Fig． 13 Manufactured dies 图 14 轧制出的齿坯 Fig． 14 Rolled gear shafts 4 结论 ( 1) 在楔横轧机上轧制齿轮轴上齿形，模具对 轧件的进给采用分段进给的方式，轧件采用自由分 度的方式进行轧制是可行的． ( 2) 模具对轧件进行自由分度时模具齿距 pk在 模具各阶段的变化规律是前几个阶段逐渐变小，后 几个阶段保持恒定值，通过数学建模分析给出了 pk 的计算方法． ( 3) 比较了不同形式的模具齿形，实验表明在 标准的齿廓上按照进给量从上向下依次截取齿廓作 为模具齿形的设计方法是可行的． ( 4) 轧制各阶段对轧件的进给量 ΔSi应先多后 少的规律进行分配，首次对轧件进行自由分度时进 给量 ΔS1 必 须 大 于 ΔS1min，通过数学建模给出了 ΔS1min的计算方法． 参 考 文 献 ［1］ Yu J W． Application of cold-excluded technology of spur gears． Tractor ＆ Transporter，2009，36( 6) : 135 ( 于金伟． 冷挤压技术在圆柱齿轮成形中的应用． 拖拉机与农 ·1548·