花鍵O.P.D、齒厚參數(shù)說明報(bào)告

花鍵O.P.D、齒厚、參數(shù)說明報(bào)告花鍵種類花鍵參數(shù)花鍵加工方法概述NTN廠內(nèi)狀況剖析心得一、花鍵分類及其特性1.1花鍵分類：按花鍵端面形狀分：有角形花鍵跟漸開線花鍵；同時(shí)角形花鍵又可分為三角形花鍵與矩形花鍵；按配合分：有內(nèi)花鍵與外花鍵；按花鍵軸向形狀分：有直角花鍵與螺旋花鍵（用得非常少）；1.2花鍵特性及應(yīng)用花鍵特性：傳動面積大，承載能力高，定心性能及導(dǎo)向性能好，同時(shí)鍵槽淺，應(yīng)力集中小等相關(guān)特性。鑒于漸開線花鍵有徑向分力，且有自動定心功能，同時(shí)承載均勻，強(qiáng)度高，壽命較長，因而在現(xiàn)下情況中漸開線花鍵相比三角形花鍵、矩形花鍵均應(yīng)用廣泛，其他兩種類型基本被取代。1.3花鍵加工實(shí)例二、花鍵參數(shù)及參數(shù)說明2.1花鍵參數(shù)2.1.1花鍵基本參數(shù)（由于廠內(nèi)以及運(yùn)用范圍，參數(shù)均以漸開線花鍵說明）模數(shù)m齒數(shù)z分度圓壓力角

a2.1.2相關(guān)參數(shù)節(jié)圓直徑（P.C.Dd1齒頂圓直徑（大徑）da齒底圓直徑（小徑）df齒間相互差棒間距O.P.D螺旋角β旋向齒距（齒厚)P齒頂高h(yuǎn)a齒底高h(yuǎn)f齒高h(yuǎn)2.2花鍵各參數(shù)計(jì)算2.2.1花鍵設(shè)計(jì)參數(shù)從所需的強(qiáng)度計(jì)算與設(shè)計(jì)要求等相關(guān)事項(xiàng),確認(rèn)所需的傳動花鍵的模數(shù)m及齒數(shù)z及壓力角α;基本需求確認(rèn)之后從而可以計(jì)算相關(guān)其他參數(shù)繼而繪制相關(guān)尺寸圖紙。2.2.2花鍵參數(shù)具體計(jì)算說明

以漸開線直齒花鍵為例，附件一為基本計(jì)算公式三、花鍵加工工藝花鍵加工目前的加工方法有銑、滾、拉、磨等等；其中花鍵加工按配合又可分為花鍵軸加工（外花鍵）及花鍵孔加工（內(nèi)花鍵）；3.1花鍵加工工藝及適用范圍

3.1.1花鍵加工工藝概況

花鍵軸加工:主要采用滾切、銑削、磨削、拉削等切削方法；也可采用冷打,冷軋(成形軋制)等塑性變形的加工方法.；當(dāng)然，一些特殊的譬如線切割、電火花也均有運(yùn)用?；ㄦI孔主要采用插、拉方式加工。

3.1.2花鍵加工工藝方法

目前主要的加工方法具體做法、原理有如下幾種：

1、滾切法：用花鍵滾刀在花鍵軸銑床或滾齒機(jī)上按展成法加工；

2、銑削法：在萬能銑床上用專門的成形銑刀直接銑出齒間輪廓；用分度頭分齒逐齒銑削；

3、磨削法：用成形砂輪在花鍵軸磨床上磨削花鍵尺側(cè)和底徑，運(yùn)用于加工淬硬的花鍵軸或要求較高的特別是以內(nèi)徑定心的花鍵軸；

4、冷打法:在專門的機(jī)床上進(jìn)行；

5、拉削法：用成形拉刀在拉床上按仿形法加工，主要用于加工花鍵孔；

6、推進(jìn)式冷滾軋方式：新型成形方式，采取三模具加工方式，加工范圍較寬，同時(shí)精度高且模具壽命較好；

7、特種工藝加工：如電火花、線切割等相關(guān)的特殊工藝加工成形。加工所用的機(jī)床主要有：臥式萬能銑床（較粗精度加工，分度頭分度）、花鍵銑、滾齒機(jī)、插齒機(jī)、花鍵磨床、臥（立）式拉床。

3.2花鍵加工方式選擇

依據(jù)花鍵加工的數(shù)量，在考慮經(jīng)濟(jì)性、效率等相關(guān)因素時(shí)，需對花鍵加工方式進(jìn)行選擇，其中，花鍵加工工藝特性是為選擇何種加工工藝的重要參考依據(jù)，以下，分別介紹目前主要的花鍵加工工藝特性：拉制、推制→精度高，質(zhì)量穩(wěn)定好，加工效率高，適合大批量生產(chǎn)（主要為內(nèi)花鍵加工）；銑加工→成形刀具，配合精度合適的工裝可以生產(chǎn)精度較高、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，適用單件或批量生產(chǎn)，效率一般；磨削加工→加工精度非常高，常規(guī)方法很難達(dá)到，磨削齒頂、齒底、花鍵兩作用面提高加工精度以達(dá)到工藝或裝配要求，適用與淬硬的花鍵軸或高精度要求的特別是以內(nèi)徑定心的花鍵軸；

4、滾齒加工→使用展成法加工花鍵的方法，僅限于加工漸開線花鍵加工；5、一次成型加工→可采用精密鑄、精密鍛一次成型，也可采用粉末冶金一次成型，適合大批量的生產(chǎn)規(guī)模，加工精度較低。

四、廠內(nèi)滾齒花鍵總況4.1廠內(nèi)情況概述我司廠內(nèi)滾齒花鍵目前情況可綜合成以下幾點(diǎn)來說明：1、花鍵類別：按花鍵端面形狀分，我司花鍵均為漸開線花鍵；按配合分，為外花鍵；按花鍵軸向形狀分，TJ端為直角花鍵,BJ端為螺旋花鍵；2、花鍵加工：采用滾齒加工，通過花鍵齒條，在滾齒機(jī)上運(yùn)用展成法加工成形，只可加工漸開線花鍵同時(shí)只能加工外花鍵；3、花鍵目前廠內(nèi)管控參數(shù)：現(xiàn)下管控參數(shù)有→齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角、花鍵大徑、花鍵小徑、跨棒直徑、花鍵O.P.D（跨棒距）、齒間相互差、滾齒后花鍵O.P.D跳動以及P.C.D（節(jié)圓直徑）及花鍵長度，當(dāng)然，還有些具體的譬如O.P.D錐度等管控項(xiàng)略過不提；

4、花鍵管控途徑：廠內(nèi)就管控參數(shù)有如下附表一中測量器具對應(yīng)控管明細(xì)：

表一檢具名稱

檢測項(xiàng)目

性質(zhì)花鍵規(guī)P.C.D、小徑、齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角、齒形、齒向、O.P.D以及齒間相互差

定性分厘卡/棒規(guī)O.P.D定量齒間相互差三點(diǎn)式齒間相互差測定器定量分厘卡/通止規(guī)大徑定量棒規(guī)/偏心測定器O.P.D軸向跳動定量游標(biāo)卡尺花鍵位置定量

4.2廠內(nèi)花鍵加工現(xiàn)狀及剖析

4.2.1廠內(nèi)花鍵加工現(xiàn)狀盡管有這么多年加工花鍵經(jīng)驗(yàn)，廠內(nèi)就滾花鍵工序依舊存在諸多缺陷：

1、O.P.D不穩(wěn)定；

2、相互差不穩(wěn)定；

3、花鍵橢圓大；

4、對材料硬度敏感，硬度稍偏高齒條壽命不好；

5、模數(shù)、齒數(shù)較大的產(chǎn)品無法加工；

6、齒形累計(jì)誤差高，花鍵形狀容易變形；

7、花鍵O.P.D跳動大造成后續(xù)研磨黑皮；

由于上述列舉原因，會導(dǎo)致花鍵不合格，進(jìn)而造成公司重大經(jīng)濟(jì)損失；以下幾個(gè)件號為現(xiàn)下較為突出的不良率高的產(chǎn)品及造成的直觀原因：

1、3-734#BJ75L由于O.P.D、相互差不穩(wěn)定、齒形變形嚴(yán)重，花鍵規(guī)無法套入，一度報(bào)廢率高達(dá)30%；

2、3-593#EBJ92M臺灣榮璋鍛件，硬度偏高甚至超差，導(dǎo)致O.P.D、相互差不穩(wěn)定，花鍵規(guī)無法套入，從而導(dǎo)致報(bào)廢率高；

3、4-1159#EDJ75齒條在未有到達(dá)壽命前，加工此件號，由于O.P.D、相互差不穩(wěn)定以及O.P.D橢圓大導(dǎo)致花鍵規(guī)無法套入，從而導(dǎo)致大批量不良；

4、8-510#TJ92鍛件來料硬度偏高，加工此件號，一個(gè)班，由于O.P.D、相互差不穩(wěn)定以及O.P.D橢圓大從而導(dǎo)致花鍵規(guī)無法套入有35個(gè)工件左右（滾齒機(jī)產(chǎn)量規(guī)劃約1400個(gè)/臺）；因而，對上述情況及現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)原因分析在后續(xù)工作中，持續(xù)改進(jìn)是必不可少的。4.2.2現(xiàn)況分析針對現(xiàn)有的設(shè)備加工工藝現(xiàn)狀以及上述問題點(diǎn)綜合，對于花鍵制造不良有如下要因分析：

1）O.P.D不穩(wěn)定

a材料硬度偏高；

b素材徑不可控誤差，可保證規(guī)格；

c設(shè)備靜態(tài)精度不良；

d人員安裝、操作不可控誤差；

e齒條損壞；

2）相互差不穩(wěn)定

a材料硬度偏高；

b設(shè)備：①設(shè)備靜態(tài)精度不良；搓齒板增量齒的齒寬不同，會產(chǎn)生分度誤差；②兩搓齒板的兩滑座通過同步機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步相向運(yùn)動,但不能控制倆搓齒板花鍵齒的同步,由于模具安裝誤差,制造誤差等原因不可控制而產(chǎn)生花鍵分度誤差

c齒條損壞；

3）花鍵O.P.D橢圓；

a材料硬度偏高；

b素材徑橢圓大；

c設(shè)備靜態(tài)精度不良；

d人員安裝、操作不可控誤差；

e齒條損壞；

4）對材料硬度敏感；

a設(shè)備：①固定搓齒板的滑座靠拉桿拉緊,拉桿與兩滑座間靠軸孔聯(lián)接,

必然有間隙,此間隙導(dǎo)致滾齒時(shí)機(jī)床對工件硬度敏感；②模具與滑座裝配面間隙,滑座與導(dǎo)軌面間隙等對工件滾齒時(shí)對硬度的敏感度大大增加；

b齒條材質(zhì)對于加工材料的硬度無法滿足需求，導(dǎo)致無法加工或加工不良。

5)模數(shù)、齒數(shù)較大產(chǎn)品無法加工

a金屬單位時(shí)間內(nèi)擠壓變形量只有上、下兩個(gè)模具來分擔(dān)；

6）齒形累計(jì)誤差大、齒形易變形；

a滾齒前是以毛坯圓周分齒，毛坯圓周直徑精度直接影響分齒精度，從而導(dǎo)致加工齒距累計(jì)誤差精度不高！

b素材徑橢圓大；

c設(shè)備靜態(tài)精度不良；

d人員安裝、操作不可控誤差；

e齒條損壞；

7）花鍵O.P.D跳動大，導(dǎo)致后工序黑皮不良；

a設(shè)備：兩定位頂尖中心線與兩搓齒板不可能完全達(dá)到平行及等距，會造成花鍵軸向跳動增加；

b齒條損壞；

c滾齒前毛坯徑向跳動不良（不滿足規(guī)格要求）；綜合以上7個(gè)現(xiàn)象的原因剖析來看，人員、設(shè)備、原材料及齒條四個(gè)方面均能夠影響花鍵加工品質(zhì)好壞，因而改進(jìn)方向也該從此四個(gè)方面著手。

4.2.3對策規(guī)劃對于上述章節(jié)所闡述的造成花鍵加工不良的四個(gè)方面原因分析，我們可著手從如下四個(gè)方面持續(xù)改善：

1、人員：就設(shè)備操作、齒條安裝、齒條調(diào)整等相關(guān)培訓(xùn)內(nèi)容，在日常工作中，應(yīng)給予定期考核與考察，提高人員操作設(shè)備水平；

2、設(shè)備：從要因分析看出，影響加工品質(zhì)主要為設(shè)備精度，當(dāng)然本身設(shè)備的缺陷譬如傳動原理、傳動間隙等一些不可控因素也有影響，但在現(xiàn)有情況下，可以對設(shè)備精度進(jìn)行定期、定點(diǎn)有規(guī)劃的校驗(yàn)，從而達(dá)到降低設(shè)備精度給加工花鍵品質(zhì)帶來的負(fù)面影響；

3、原材料：原材料影響來源有兩個(gè)方面；第一：對外：供應(yīng)商開發(fā)的毛坯品質(zhì)，第二：對內(nèi)：我司內(nèi)部機(jī)加工完成待滾齒毛坯品質(zhì)；對于毛坯品質(zhì)可以在硬度、金相方面加強(qiáng)管控，減少對花鍵品質(zhì)的不良影響；對于內(nèi)部自生產(chǎn)的待滾齒毛坯部分，在機(jī)加工的工藝及品質(zhì)管控上不允許有如素材徑橢圓大、徑向跳動超差品流入下道滾齒工序，杜絕前工序能影響后工序加工精度的情況出現(xiàn)；

4、齒條：由于采取的加工方式為在滾齒機(jī)上運(yùn)用滾切法加工，單位面積內(nèi)的擠壓量只有上、下兩搓齒板承擔(dān)，同時(shí)，加工時(shí)，模具接觸面積少，導(dǎo)軌的受力點(diǎn)始終在同一個(gè)位置，因而對于齒條的品質(zhì)（材質(zhì)、齒條加工精度）必須有較高的要求，另外，對于齒條翻磨，如若單個(gè)或若干個(gè)齒損壞，需將所有齒重新磨過，齒形均需重新開過，翻磨會造成較大的齒距誤差，因而對翻磨齒條，翻磨次數(shù)控制在3次以下；五、心得總結(jié)

在此次花鍵參數(shù)說明報(bào)告制作過程中，有學(xué)習(xí)到：原有在學(xué)校課堂學(xué)到的齒輪、花鍵的理論知識的溫故，如花鍵分類、花鍵參數(shù)以及花鍵參數(shù)計(jì)算等相關(guān)知識，加深對其了解與認(rèn)知！增加花鍵加工工藝了解，在現(xiàn)有已知的加工方式上開拓視野，了解更多、更好、效