齒輪滾軋成形技術(shù)及其研究進(jìn)展*

（山東大學(xué)液固結(jié)構(gòu)演變與加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250061）

齒輪是一種常用的機(jī)械傳動(dòng)零件，目前多采用切削加工方式進(jìn)行生產(chǎn)。塑性成形技術(shù)因?yàn)楣?jié)約材料、鍛件流線好、力學(xué)性能高等諸多優(yōu)點(diǎn)使得齒輪鍛造成形加工變得日益重要。

齒輪精密鍛造技術(shù)20世紀(jì)50年代源于德國，從60年代開始，各國學(xué)者相繼開始開展圓柱齒輪的鍛造工藝技術(shù)研究，提出了多種工藝方法并嘗試應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。和其他精鍛技術(shù)一樣，德國、日本、英國、美國等國家在精鍛齒輪方面一直保持著世界領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。目前，工藝技術(shù)難度相對(duì)較低的錐齒輪鍛造成形已較多地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。圓柱齒輪的鍛造成形技術(shù)經(jīng)過多年的研究與實(shí)踐，取得的共識(shí)是采用分流方法降低成形力[1-3]并配合浮動(dòng)模具提高端面齒廓的填充性[4-6]，但在取代傳統(tǒng)機(jī)加工方法的生產(chǎn)推進(jìn)中，仍然受到因成形載荷較大而導(dǎo)致的模具工況惡劣、彈性變形影響齒面精度、脫模困難等諸多制約。

滾軋是指一個(gè)或多個(gè)同向旋轉(zhuǎn)的滾壓模具帶動(dòng)坯料旋轉(zhuǎn)同時(shí)徑向進(jìn)給擠壓坯料，使坯料產(chǎn)生塑性變形得到所需鍛件或鍛坯的塑性成形工藝，它屬于成形軋制（縱軋）的一種。滾軋既保留了齒輪鍛造成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，又避免了鍛造成形載荷較大帶來的問題。

齒輪滾軋成形工藝原理及特點(diǎn)

國內(nèi)外有關(guān)齒輪滾軋的研究報(bào)道主要提出了兩種基本成形方法：齒條滾軋成形及齒輪滾軋成形。齒條滾軋成形[7]是用一對(duì)具有一定齒形結(jié)構(gòu)的齒條與坯料做范成運(yùn)動(dòng)，滾軋坯料直至最終成形，坯料中心定位與兩滾壓齒條始終處于自由對(duì)滾狀態(tài)，如圖1所示。

圓柱齒輪滾軋[8]工藝原理見圖2，一對(duì)（或更多）結(jié)構(gòu)與參數(shù)相同的滾壓輪做同向、同步旋轉(zhuǎn)。坯料中心定位始終與兩滾壓輪處于自由對(duì)滾狀態(tài)。滾壓輪以一定的進(jìn)給速度徑向進(jìn)給擠壓坯料，使坯料外圓產(chǎn)生塑性變形形成齒形，直至滾壓出整個(gè)齒形。

圖1 齒條滾軋F(tuán)ig.1 Rack rolling

圖2 齒輪滾軋F(tuán)ig.2 Gear rolling

齒輪滾軋成形技術(shù)結(jié)合了齒輪鍛造和軋制成形的優(yōu)勢(shì)，具有節(jié)約材料、節(jié)能減排、效率高、噪音小等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種高效的綠色制造技術(shù)。與切削加工相比，該工藝具有節(jié)省原材料、加工周期短、生產(chǎn)效率高、齒形流線好、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，與目前廣泛關(guān)注的鍛造齒輪相比，因?yàn)槠涑尚芜^程為范成運(yùn)動(dòng)，具有漸開線齒廓的滾壓輪模具可以提高齒輪齒腹的成形形狀；其變形過程為連續(xù)的塑性變形過程，齒輪角部填充完滿；另外滾軋過程為開放式的軋制，變形過程所需的載荷力較??；根據(jù)DIN3960質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)衡量，齒距精度較高，模具壽命較長。

齒輪滾軋成形技術(shù)研究現(xiàn)狀

滾壓加工的報(bào)道最早見于20世紀(jì)50年代德國[9]，美國、日本等國在60年代先后采用這種方法加工小模數(shù)的花鍵和齒輪；70年代，精密冷滾壓技術(shù)在日本得到了迅速發(fā)展；80年代中期，我國也開始了對(duì)冷滾壓技術(shù)的研究和開發(fā)。近年來，隨著數(shù)值計(jì)算方法、有限元方法和塑性成形理論的不斷發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者也加大了對(duì)滾壓加工技術(shù)的關(guān)注和研究力度。Brecher等[10]基于數(shù)值模擬，采用回歸分析研究了不同規(guī)格齒輪常規(guī)滾壓工藝參數(shù)優(yōu)化。Kadashevich等[11]研究了齒輪滾壓過程的熱分布及齒形幾何尺寸偏差。Sabkhi等[12]討論了直齒輪滾齒工藝中的切削行為。Domblesky等[13]基于平面應(yīng)變模型理論，模擬分析了螺紋軋制成形中金屬流動(dòng)等力學(xué)行為，并在文獻(xiàn)[14]中研究了螺紋冷搓成形過程中的金屬流動(dòng)特性及模具受力情況。Pater等[15]提出采用一種帶有特殊凹槽的楔形平板滾壓螺紋的方法。Kao等[16]開發(fā)了螺紋軋制成形模具。Kamouneh等[17-18]對(duì)平板滾壓漸開線斜齒輪和螺旋齒輪的凈形成形工藝進(jìn)行了研究。Neugebauer等[19-20]提出了一種新的變節(jié)距的齒輪滾壓成形方法，建立了平板式滾壓和輪式滾壓兩種滾壓模擬模型。Khodaee等[21]建立了應(yīng)用有限元模擬技術(shù)評(píng)價(jià)齒輪滾壓產(chǎn)品形狀精度的方法。Saleem[22]將滾壓齒條的節(jié)距設(shè)計(jì)成變化的，并模擬分析成形過程中的應(yīng)力、應(yīng)變的分布情況。Owada[23]系統(tǒng)介紹了汽車齒輪滾壓加工的技術(shù)特點(diǎn)、分類及其模具制造關(guān)鍵技術(shù)和影響滾壓齒輪精度的主要參數(shù)等，通過大量對(duì)比數(shù)據(jù)分析，指出滾壓模具的齒形制造對(duì)滾壓齒輪齒形精度的決定性影響。Kazuaki等[24]探討了變節(jié)距齒條滾壓成形有限元模擬解析模型構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)，討論了模具速度、工件與模具間的摩擦系數(shù)等對(duì)齒輪滾壓成形的影響。

從20世紀(jì)90年代至今，國內(nèi)不少學(xué)者和工程技術(shù)人員陸續(xù)開展了一些花鍵滾軋及齒輪滾軋技術(shù)的研究，并有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。吳修義[25]對(duì)漸開線小模數(shù)花鍵滾壓輪設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了研究。王明海等[26]分析了在滾絲機(jī)上滾軋加工小模數(shù)漸開線花鍵軸成形理論。劉志奇等[27]對(duì)漸開線花鍵進(jìn)行冷滾壓精密成形試驗(yàn)，分析零件變形區(qū)的金屬流動(dòng)規(guī)律、組織成形機(jī)理及塑性變形對(duì)成形性能的影響。盛步云等[28]提出漸開線零件冷滾軋的設(shè)計(jì)原理，介紹了毛坯零件工藝參數(shù)的選定及滾壓輪的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算。彭樹杰等[29]對(duì)汽車轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向齒輪零件冷滾軋工藝進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)出了工藝參數(shù)，并進(jìn)行試驗(yàn)研究，滾軋出了符合用戶要求的轉(zhuǎn)向齒輪零件。Lai等[30]用3種試驗(yàn)材料來觀察不同材料對(duì)滾軋變形的影響，指出低強(qiáng)度材料適用于選擇較慢的主軸轉(zhuǎn)速，而高強(qiáng)度材料適用于選擇較慢的進(jìn)給速度以避免產(chǎn)生裂縫和扭曲。勇田英理等[31]給出了一種漸開線齒輪滾軋成形方法的專利。Sasaki等[32]介紹了一種與齒輪滾軋相關(guān)的齒形設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)[33]提出了一種滾軋過程中抑制或消除突耳缺陷的方法。文獻(xiàn)[34]針對(duì)齒輪滾軋初始階段的打滑現(xiàn)象進(jìn)行了研究，根據(jù)試樣齒形重疊區(qū)域的測(cè)量結(jié)果，給出了不同進(jìn)給量對(duì)齒輪滾軋打滑量的影響規(guī)律。

齒輪滾軋技術(shù)發(fā)展中面臨的主要問題

由于齒輪成形是一種連續(xù)的局部變形過程，滾壓輪齒與坯料齒形之間在成形過程中的運(yùn)動(dòng)關(guān)系近似于齒形加工的范成運(yùn)動(dòng)關(guān)系，變形機(jī)理復(fù)雜，理論分析、參數(shù)計(jì)算、數(shù)值模擬建模及試驗(yàn)裝置開發(fā)與試驗(yàn)研究等都存在較大難度。當(dāng)前齒輪滾軋成形技術(shù)發(fā)展面臨主要問題如下。

1 理論基礎(chǔ)較為薄弱

與其他回轉(zhuǎn)成形工藝相比，齒輪滾軋工藝的咬入條件、坯料尺寸選取方法、分齒均勻性條件、滾壓輪齒形設(shè)計(jì)方法、滾壓輪旋轉(zhuǎn)與送進(jìn)速度匹配及其旋轉(zhuǎn)方向等對(duì)坯料齒形成形質(zhì)量與精度的影響規(guī)律等齒輪滾軋成形理論基礎(chǔ)目前還沒有系統(tǒng)地建立起來。

軋制、輥鍛等成形工藝根據(jù)變形區(qū)域受力平衡，建立了咬入條件，并據(jù)此指導(dǎo)咬入角的設(shè)計(jì)，同時(shí)，軋制、輥鍛力及力矩也都有明確的解析表達(dá)。而齒輪滾軋成形起始階段，滾壓輪輪齒齒頂與坯料外圓順序接觸，接觸面積存在跳動(dòng)，使得咬入條件的建立十分復(fù)雜，滾軋力與力矩也一直處于動(dòng)態(tài)變化之中而難以給出明確的解析表達(dá)。圓柱齒輪滾軋成形的初始坯料一般為圓棒料，如果忽略長度變化和端面變形的影響，可以認(rèn)為圓柱齒輪滾軋成形是一個(gè)平面變形問題，可按照與擬成形齒輪等截面積原則進(jìn)行坯料直徑尺寸的確定。同時(shí)，應(yīng)考慮齒形突耳缺陷（圖3）及短軸類齒輪端面外溢等的材料消耗，適當(dāng)增加理想條件確定的坯料直徑尺寸。

圖3 齒形突耳Fig.3 Tooth lugs

如果坯料控制旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度與滾壓輪旋轉(zhuǎn)速度按照齒數(shù)匹配即可實(shí)現(xiàn)均勻分齒；如果坯料為自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，則應(yīng)按照弦長相等的原則確保分齒的均勻性。初始滾軋時(shí)，坯料外圓被滾壓輪的齒頂進(jìn)行滾軋分齒，分齒是以相鄰齒頂之間的弦長AB進(jìn)行分度，而不是以弧長分度（圖4）。如果滿足分齒均勻性的等弦長規(guī)則，勢(shì)必要調(diào)整上述按照體積相等原則確定坯料外圓直徑尺寸。

滾壓輪旋轉(zhuǎn)與送進(jìn)速度可以用每轉(zhuǎn)進(jìn)給量來綜合體現(xiàn)。每轉(zhuǎn)進(jìn)給量的大小應(yīng)考慮材料的塑性、齒形的成形質(zhì)量、設(shè)備可提供的滾軋成形力能、生產(chǎn)效率等因素的影響。圖5給出了每轉(zhuǎn)進(jìn)給量較大時(shí)出現(xiàn)折疊的情況。目前，有關(guān)滾壓輪旋轉(zhuǎn)速度與徑向送進(jìn)速度如何匹配，尚未發(fā)現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的研究。

在齒輪滾軋成形過程中，滾壓輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)坯料旋轉(zhuǎn)，和坯料保持范成運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又要徑向進(jìn)給滾軋坯料。而在齒輪滾軋過程中，坯料齒形的節(jié)距是不斷變化的。如圖6所示，坯料的初始節(jié)距PA=Ublank/Z=dv·π/Z（dv為坯料初始直徑），而最終節(jié)距Pk=d0/wk·π/Z（d0/wk為坯料最終成形齒根圓直徑）。由圖6可以明顯地看出dv≠d0/wk，由此可以得出PA≠Pk，在滾軋過程中隨著滾壓輪進(jìn)給量的增大，節(jié)距不斷變化，因此必須結(jié)合滾軋過程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)滾壓輪的齒形輪廓和滾軋過程的工藝參數(shù)，才能提高成形齒輪的精度。

圖4 齒輪滾軋分度示意圖Fig.4 Tooth division schematic of gear rolling

圖5 進(jìn)給量過大導(dǎo)致的坯料折疊Fig.5 Folds due to the excessive feed rate

圖6 滾軋過程中節(jié)距的變化Fig.6 Variation of pitch during rolling

2 數(shù)值模擬精確性有待提高

齒輪滾軋成形過程中滾軋輪輪齒與坯料齒形之間是一個(gè)連續(xù)的螺旋式送進(jìn)過程。數(shù)值模擬中的幾何模型可以設(shè)置為與實(shí)際過程相符的滾壓輪繞中心旋轉(zhuǎn)并向坯料中心徑向送進(jìn)，而坯料受滾壓輪帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)；也可以設(shè)置為坯料固定不動(dòng)，而滾壓輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)置為繞其中心自轉(zhuǎn)并同時(shí)繞坯料中心公轉(zhuǎn)，徑向運(yùn)動(dòng)設(shè)置為向坯料中心進(jìn)給。第一種幾何模型可用于模擬自然咬入的滾軋成形，分析初始階段打滑現(xiàn)象；第二種模型可用于模擬分齒咬入后的齒形成形過程。文獻(xiàn)[32]采用第一種模型的運(yùn)動(dòng)關(guān)系模擬分析了齒輪滾軋成形過程中的打滑現(xiàn)象，并給出了各主要影響因素對(duì)齒輪滾軋初始咬入階段打滑量的影響規(guī)律。值得注意的是，該文獻(xiàn)在研究工作中發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬中步長設(shè)置對(duì)模擬結(jié)果精度具有重要影響。相同工藝條件下，滾壓輪不同的旋轉(zhuǎn)步長，模擬結(jié)果的打滑量相差幾倍多，見圖7。此外，現(xiàn)有文獻(xiàn)給出的齒輪滾軋成形模擬結(jié)果由于軟件平臺(tái)建模功能限制或者計(jì)算機(jī)能力的限制，無法將其成形過程建立為平面變形模型，網(wǎng)格劃分細(xì)密性不夠，帶來齒形輪廓模擬結(jié)果不光順，直接影響成形結(jié)果精度。

圖7 模擬步長對(duì)打滑量模擬結(jié)果的影響Fig.7 Effects of step length on simulation results of slippage

3 試驗(yàn)研究進(jìn)展緩慢

與其他加工工藝相比，齒輪滾軋成形工藝具有諸多優(yōu)勢(shì)。從原理上看，實(shí)現(xiàn)其成形過程也是可行的。但是齒輪滾軋成形試驗(yàn)裝置開發(fā)卻存在較大難度。為解決滾軋過程中的偏心問題，往往采用兩個(gè)滾壓輪對(duì)稱放置，或者3個(gè)滾壓輪均勻放置，滾軋過程中每個(gè)滾壓輪齒形的相位要與擬成形齒輪的齒形相對(duì)應(yīng)，同時(shí)，所有滾壓輪在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)應(yīng)同步進(jìn)行精確的徑向進(jìn)給。滾壓輪上述位置及運(yùn)動(dòng)要求給試驗(yàn)裝置開發(fā)、裝配及調(diào)試帶來了較大困難，坯料軸與每個(gè)滾壓輪軸的平行度、剛度，每個(gè)滾壓輪齒頂圓和坯料外圓的圓度及其跳動(dòng)等都影響著試驗(yàn)的精度，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的精確度較難控制。試驗(yàn)裝置開發(fā)面臨的這些問題也直接影響了齒輪滾軋成形試驗(yàn)研究的進(jìn)展。

齒輪滾軋技術(shù)研究發(fā)展的建議

1 加強(qiáng)工藝?yán)碚摶A(chǔ)及工藝規(guī)范建立

齒輪滾軋成形相比于其他回轉(zhuǎn)成形工藝，研究起步較晚，工藝基礎(chǔ)理論較為薄弱，還未形成本身的工藝規(guī)范。應(yīng)根據(jù)滾軋成形滾壓輪與坯料之間的范成運(yùn)動(dòng)關(guān)系及塑性成形基礎(chǔ)理論，參考軋制、輥鍛等具有類似變形特征的理論基礎(chǔ)和工藝規(guī)范，對(duì)齒輪滾軋成形工藝中的坯料尺寸確定方法、咬入條件、分齒均勻性條件、滾軋力及力矩計(jì)算、滾壓輪旋轉(zhuǎn)與徑向送進(jìn)速度匹配、滾壓輪齒形輪廓設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法、坯料隨動(dòng)旋轉(zhuǎn)和控制旋轉(zhuǎn)對(duì)分齒和成形質(zhì)量的影響、摩擦與潤滑、冷滾軋坯料軟化處理、溫?zé)釢L軋的加熱方法等進(jìn)行系統(tǒng)而深入的研究，并借助試驗(yàn)研究進(jìn)行驗(yàn)證，以形成能夠指導(dǎo)齒輪滾軋技術(shù)應(yīng)用的工藝?yán)碚摶A(chǔ)及工藝規(guī)范。

2 探明突耳缺陷的形成機(jī)理

齒輪滾軋成形過程中，因?yàn)闈L壓輪齒與坯料之間范成運(yùn)動(dòng)關(guān)系，坯料齒形連續(xù)受滾壓輪齒側(cè)的局部輾壓，容易在齒形頂端出現(xiàn)如圖3所示的突耳現(xiàn)象。齒形突耳的形成與滾壓輪和坯料之間的范成運(yùn)動(dòng)關(guān)系直接相關(guān)，但并非任何滾軋條件都會(huì)產(chǎn)生突耳，是否產(chǎn)生突耳還與坯料塑性及成形工藝因素有關(guān)。塑性較好的材料冷滾軋及熱滾軋，突耳現(xiàn)象就很不明顯。分析確定影響突耳形成的主要因素，并借助試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬分析其形成機(jī)理，對(duì)認(rèn)識(shí)齒輪滾軋成形工藝中材料流動(dòng)行為和齒形成形規(guī)律，控制和消除突耳缺陷，提高齒輪滾軋成形質(zhì)量具有重要意義。

3 建立滾壓輪齒形及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

滾壓輪的齒形及其齒數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響著擬成形齒形的形狀和輪廓精度。擬成形齒輪在成形過程中齒形間的節(jié)距是不斷變化的，理論上講，采用標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形的滾壓輪無法滾軋成形出標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形的齒輪。德國學(xué)者Neugebauer等[20]提出修改模具齒條的節(jié)距PA使其線性遞增至Pk，如圖8所示。經(jīng)過試驗(yàn)證明，此種改進(jìn)方法可以使成形齒輪的節(jié)距偏差由原來的26μm降至12μm，齒廓偏差由原來的51μm降至25μm。但是，對(duì)于滾壓輪滾軋方式，如何設(shè)計(jì)具有節(jié)距變化的齒形，目前還沒有給出明確的設(shè)計(jì)方法。

圖8 齒條滾軋時(shí)齒條節(jié)距的變化對(duì)成形精度的影響Fig.8 Effects of varying pitch on forming accuracy in rack rolling

4 推進(jìn)試驗(yàn)研究的開展

齒輪滾軋成形工藝技術(shù)目前處于發(fā)展初期，在完善工藝基礎(chǔ)理論和推進(jìn)模擬技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)試驗(yàn)裝置的開發(fā)并推進(jìn)試驗(yàn)研究的開展。齒輪滾軋成形工藝中的運(yùn)動(dòng)關(guān)系較為復(fù)雜，成形過程中不同的階段具有不同的變形特點(diǎn)和成形要求。滾軋初始階段，要求控制打滑現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)均勻分齒，成形階段要求避免出現(xiàn)齒形折疊和突耳現(xiàn)象，而滾軋成形結(jié)束之前，需要保證齒形輪廓的精確度。理論分析及數(shù)值模擬給出的打滑現(xiàn)象、咬入條件、突耳缺陷的形成規(guī)律及其控制措施、滾壓輪齒形結(jié)構(gòu)對(duì)齒廓精度的影響等都需要充分的試驗(yàn)研究進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，齒輪滾軋成形工藝中的各種運(yùn)動(dòng)形式的控制方法及其零部件結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度以及裝配關(guān)系能否滿足成形工藝及質(zhì)量要求等，都需要通過試驗(yàn)裝置的開發(fā)、運(yùn)行、檢測(cè)及各種材質(zhì)的滾軋成形試驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題并給出改進(jìn)措施，為未來齒輪滾軋成形設(shè)備的研制提供支持。

齒輪滾軋技術(shù)除了上述幾個(gè)主要方面需要進(jìn)行大力發(fā)展的同時(shí)，在未來該項(xiàng)技術(shù)實(shí)用化推進(jìn)方面，還需要對(duì)坯料控制旋轉(zhuǎn)確保精確分齒、大模數(shù)齒輪熱滾軋等進(jìn)行研究。

結(jié)束語

齒輪滾軋工藝是一種新的齒輪成形方法，與傳統(tǒng)的齒輪切削加工方法和現(xiàn)有的鐓擠塑性成形方法相比，具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是也存在與其他回轉(zhuǎn)成形工藝相近似的工模具運(yùn)動(dòng)關(guān)系復(fù)雜，成形質(zhì)量和精度受多種因素影響而需要嚴(yán)格控制等工藝實(shí)施方面的困難，尤其是齒輪滾軋技術(shù)相關(guān)的理論和工藝基礎(chǔ)還沒有系統(tǒng)的建立起來，數(shù)值模擬建模及其模擬條件及有關(guān)技術(shù)處理還需要不斷的完善，試驗(yàn)研究及與之相關(guān)的裝置開發(fā)更需要加強(qiáng)和盡快推進(jìn)。

齒輪滾軋成形技術(shù)目前處于研發(fā)初期階段，受到關(guān)注較少，也是由于該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景還不是十分明確，因此針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究和開發(fā)投入的力量和力度不夠，也影響著該項(xiàng)技術(shù)的推進(jìn)和發(fā)展。和許多新的工藝技術(shù)發(fā)展歷程一樣，齒輪滾軋技術(shù)也正在經(jīng)歷著初期階段的孕育和成長過程。隨著工藝?yán)碚摶A(chǔ)的不斷完善，試驗(yàn)工裝與試驗(yàn)研究的不斷發(fā)展，尤其是與生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)通過深入的研發(fā)而逐漸成熟，相信齒輪滾軋成形技術(shù)會(huì)成為齒輪成形技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用中的重要方法。

[1]OHGA K， KONDO K.Research on precision die forging utilizing divided flow： 2nd report， experimental analysis of processes utilizing flow relief-axis and relief-hole[J].Bulletin of the JSME， 1982，25：1836-1842.

[2]KONDO K， OHGA K.Precision cold die forging of a ring gear by divided flow method[J].International Journal of Machine Tools& Manufacture， 1995，35(8)：1105-1113.

[3]楊慎華， 寇淑清， 王玉國， 等.鋼質(zhì)直齒圓柱齒輪冷精鍛技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ， 1999，30(6)：115-119.

YANG Shenhua， KOU Shuqing， WANG Yuguo， et al.Research on steel spur gear shaping by cold precision forging technology[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 1999，30(6)：115-119.

[4]TUNCER C， DEAN T A.Die design alternatives for precision forging in completely closed cavities[C]//Proceedings of the 25th International Machine Tool Design and Research Conference， Birmingham， 1985：479-483.

[5]TUNCER C， DEAN T A.Die design alternatives for precision forging hollow parts[J].International Journal of Machine Tools &Manufacture， 1987，27(1)：65-76.

[6]TUNCER C， DEAN T A.Precision forging hollow parts in novel dies[J].Journal of Mechanical Working Technology， 1988，16：39-50.

[7]NEUGEBAUER R， PUTZL M，HELLFRITZSCH U.Improved process design and quality for gear manufacturing with flat and round rolling[J].CIRP Annals - Manufacturing Technology， 2007，56(1)：307-312.

[8]KAMOUNEHA A A， NI J，STEPHENSON D， et al.Diagnosis of involutometric issues in flat rolling of external helical gears through the use of finite-element models[R].Michigan： University of Michigan，Powertrain Manufacturing Engineering， 2006.

[9]GLAUBITZ H.Werksttatstech[R].Minden： Maschinenb， 1951.

[10]BRECHER C， BRUMM M， KR?MER M.Design of gear hobbling processes using simulations and empirical data[J].Procedia CIRP，2015，33：484-489.

[11]KADASHEVICH I， BEUTNER M，KARPUSCHEWSKI B， et al.A novel simulation approach to determine thermally induced geometric deviations in dry gear hobbing[J].Procedia CIRP， 2015，31：483-488.

[12]SABKHI N， PELAINGRE C，BARLIER C， et al.Characterization of the cutting forces generated during the gear hobbing process：spur gear[J].Procedia CIRP， 2015，31：411-416.

[13]DOMBLESKY J P， FENG F.Finite element modeling of external threading rolling[J].Wire Journal International， 2001，34(10)：110-115.

[14]DOMBLESKY J P， FENG F.Twodimensional and three-dimensional finite element models of external thread rolling[J].Journal of Engineering Manufacture， 2002，216(4)：507-517.

[15]PATER Z， GONTARZ A，WERONSKI W.New method of thread rolling[J].Journal of Materials Processing Technology，2004，153/154(22)：722-728.

[16]KAO Y C， CHENG H， SHE C.Development of an integrated CAD/CAE/CAM system on taper-tipped thread-rolling die-plates[J].Journal of Materials Processing Technology， 2006，177：98-103.

[17]KAMOUNEHA A， NI J，STEPHENSON D， et al.Diagnosis of involutometric issues in flat rolling of external helical gears through the use of finite-element models[J].International Journal of Machine Tools& Manufacture， 2007，47(7/8)：1257-1262.

[18]KAMOUNEHA A， NI J，STEPHENSON D， et al.Investigation of work hardening of flat-rolled helical-involute gears through grain-flow analysis， FE-modeling， and strain signature[J].International Journal of Machine Tools & Manufacture，2007，47(7/8)：1285-1291.

[19]NEUGEBAUER R， PUTZ M，HELLFRITZSCH U.Improved process design and quality for gear manufacturing with flat and round rolling[J].Annals of the CIRP， 2007，56(1)：307-312.

[20]NEUGEBAUER R， HELLFRITZSCH U， LAHL M.Advanced process limits by rolling of helical gears[J].International Journal of Material Forming， 2008，1(S1)：1183-1186.

[21]KHODAEE A， MELANDER A.Finite element simulation as a tool to evaluate gear quality after gear rolling[J].Key Engineering Materials， 2013，554-557：300-306.

[22]SALEEM A.FE simulations of gear rolling by flat tools[D].Stockholm： School of Industrial Engineering and Management， 2013.

[23]OWADA K.Rollforming of automobile gear (Part 1)[J].Precision Machinery，1972(1)：15-16.

[24]KAZUAKI M， MORI T.Basic researches of rolling forming analysis by finite element method[J].JSME International Journal，2009(46)：75-76.

[25]吳修義.小模數(shù)漸開線花鍵滾軋輪的設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].機(jī)械工藝師， 1997(1)：15-16.

WU Xiuyi.Character of design of cold rolling tools for small module involute spline shafts[J].Machinery Manufacturing Engineer，1997(1)：15-16.

[26]王明海， 王曉春.對(duì)滾軋小模數(shù)漸開線花鍵軋輥結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與研究[J].工具技術(shù) ， 1995(12)：29-31.

WANG Minghai， WANG Xiaochun.Improvement and rolling structure to roll fine pitch involute spline[J].Tool Engineering，1995(12)：29-31.

[27]劉志奇， 宋建麗， 李永堂， 等.漸開線花鍵冷滾壓精密成形工藝分析及試驗(yàn)研究 [J].機(jī)械工程學(xué)報(bào) ， 2011，47(14)：32-38.

LIU Zhiqi， SONG Jianli， LI Yongtang，et al.Analysis and experimental study on the precision cold rolling process of involute spline[J].Journal of Mechanical Engineering，2011，47(14)：32-38.

[28]盛步云， 端雪松.冷軋漸開線齒形零件滾軋輪的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2008(3)：49-51.

SHENG Buyun， DUAN Xuesong.Cold rolling involute tooth profile components rolling round design[J].Machinery Design &Manufacture， 2008(3)：49-51.

[29]彭樹杰， 賈代金.汽車中小模數(shù)齒輪冷滾軋技術(shù)研究[J].精密成形工程，2009(2)：39-43.

PENG Shujie， JIA Daijin.Research on the cold rolling technology for the small and medium module gear in automobile[J].Journal of Netshape Forming Engineering， 2009(2)：39-43.

[30]LAI C P， CHAN L C， LEE T C.Experimental evaluation of material rollability in profile rolling[J].Key Engineering Materials，2011，465：191-194.

[31]勇田英理， 栗田信明.用于漸開線齒輪的成形滾軋方法： CN 102294419A[P].2011-12-28.

KURITA Nobuki， NAGATA Eri.Rolling forming process for involute gear： CN 102294419A[P].2011-12-28.

[32]SASAKI H， SHINBUTSU T，AMANO S， et al.Three-dimensional complex tooth profile generated by surface rolling of sintered steel helical gears using special CNC form rolling machine[C]//Proceedings of 11th International Conference on Technology of Plasticity.Japan： Nagoya Congress Center，2014：316-321.

[33]王廣春， 李錦.一種改善齒形突耳缺陷的齒輪滾軋成形方法： CN 104438993A[P].2015-03-25.

WANG Guangchun， LI Jin.Rolling forming method for improving tooth lugs： CN 104438993A[P].2015-03-25.

[34]LI J， WANG G C， WU T.Numerical simulation and experimental study of slippage in gear rolling[J].Journal of Materials Processing Technology， 2016，234：280-289.