小模数渐开线花键冷轧制造工艺由于具有效率高、成本低、精度稳定、质量可靠等特点，正逐步取代传统的滚齿及插齿工艺。小模数渐开线花键冷轧加工最好在专用滚轧机上进行，但国内该类机床的生产刚刚起步。为此，我们尝试在Z28-80滚丝机床上冷轧加工小模数渐开线花键轴，取得了较好的效果。
1．冷轧加工原理
在滚丝机上冷轧加工小模数渐开线花键 的原理如图1所示。L、R是参数相同的一对渐开线滚轧轮，分别安装在滚丝机的两根主轴上，并可在传动机构的驱动下同向同步旋转。R轮可由油缸驱动进行径向进给运动，L轮可通过调整机构的调整与R轮在工件P表面的压痕重合。工件P以两中心孔定位夹紧，调整夹具可使工件轴向移动，在受力时可绕夹具上过O点与机床主轴平行的轴线摆动一个Φ角，以保证工件在冷轧过程中始终保持与两滚轧轮处于自由对滚状态，同时便于装夹工件。
图1 冷轧加工原理
2．滚轧轮设计实例
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S＝1．178mm，大径Dee＝30．75mm，小径Die＝28．88mm（平齿根），基圆直径Db＝25．9808mm。工件材料为20Cr，硬度为156～186HB。
滚轧轮参数的计算方法如下：
（1）工件大径圆上压力角αe
（2）工件小径圆上压力角αi
（3）工件大径圆上弧齿厚Se
（4）工件小径圆上弧齿厚Si
（5）工件毛坏直径Dz
按截面积相等原则确定Dz：
（6）滚轮齿数Z0
根据机床中心距确定Z28-80滚丝机中心距为130～230mm，取Z0＝228。
（7）滚轧轮的大径Deo
开始滚动时无打滑现象的纯滚动应符合DeoZ＝DzZo，但实际上打滑现象不可避免。经验计算公式为
（8）工件与滚轧最终中心距ao
（9）工件与滚轧轮的最终啮合角α′
（10）滚轧轮分度圆直径Do
（11）节圆直径D′、Do′
（12）节圆上的弧齿厚S′、So′
（13）滚轧轮压力角αDo
在滚轧过程中，由于工件上部齿面与下部齿面所受挤压应力不同，易使工件上部齿面形成塌角，故需对滚轧轮压力角进行修正，修正量与工件材料及硬度有关，此处取αDo＝29．84°为宜。
（14）滚轧轮基圆直径Dbo
（15）滚轧轮修正后的啮合角αo′
（16）滚轧轮分度圆弧齿厚So
（17）滚轧轮大径圆上压力角αeo
（18）滚轧轮大径圆上弧齿厚Seo
（19）滚轧轮全齿高ho
ho应大于工件全齿高，以增大滚轧轮的适用范围。但应验算滚轧轮小径上的齿槽宽，以保证制造无困难。取ho＝1．2mm。
（20）滚轧轮小径Dfo
（21）滚轧轮小径圆上压力角αfo
（22）滚轧轮小径圆上弧齿槽宽Efo
滚轧轮的结构尺寸、形位公差及技术要求参照滚丝轮及圆柱测量齿轮制订，滚轧轮的公法线长度或跨棒距M按齿轮工中花键资料计算，所需材料可选用Cr12MoV（硬度59～62HRC）。
3．滚轧轮的调整及磨损后的翻新
滚轧轮必须同步调整，即调整L与R两轮在工件表面的压痕重合。如同步调整不准确，将使工件产生乱齿、出屑及超差等情况，工件中心高与滚轧轮中心高一致（允许低0．01～0．08mm），常用的调整方法为：
（1）用对刀样件调整
制造一个与工件花键相同的高精度对刀样件，使两滚轧轮的牙齿在样件花键齿槽内对准，然后固定滚轧轮。
（2）试轧坯件调整
如图2所示，在工件初始位置标记A、B、C、D四点，径向进给深度为0．1mm，用手驱动滚轧轮转动，使坯件转过半圈以上不到一圈，则在坯件表面留下两滚轧轮的压痕。由图2可看出，R轮的压痕沿A→C→B移动，L轮的压痕沿B→D→A移动。将坯件表面C→B→D段展开，如图2a、2b所示。K点为R轮最终压痕线。图2a表示L轮压痕超前R轮压痕，图2b表示L轮压痕滞后R轮压痕，应分别调整L轮顺时针方向转过Δ1或逆时针方向转过Δ2，直至出现图2c中情况，表明两轮压痕重合。使工件转8圈后压痕仍重合，同步调整才可结束。
图2 滚轧轮的同步调整
滚轧轮使用磨损后，可将轮齿磨去，减少其齿数，重新按前述过程计算参数，重新开齿，制作出翻新的滚轧轮，在机床中心距允许范围内可多次翻新。
