花键O.P.D、齿厚参数说明报告

花键O.P.D、齿厚、参数说明报告花键种类花键参数花键加工方法概述NTN厂内状况剖析心得一、花键分类及其特性1.1花键分类：按花键端面形状分：有角形花键跟渐开线花键；同时角形花键又可分为三角形花键与矩形花键；按配合分：有内花键与外花键；按花键轴向形状分：有直角花键与螺旋花键（用得非常少）；1.2花键特性及应用花键特性：传动面积大，承载能力高，定心性能及导向性能好，同时键槽浅，应力集中小等相关特性。鉴于渐开线花键有径向分力，且有自动定心功能，同时承载均匀，强度高，寿命较长，因而在现下情况中渐开线花键相比三角形花键、矩形花键均应用广泛，其他两种类型基本被取代。1.3花键加工实例二、花键参数及参数说明2.1花键参数2.1.1花键基本参数（由于厂内以及运用范围，参数均以渐开线花键说明）模数m齿数z分度圆压力角

a2.1.2相关参数节圆直径（P.C.Dd1齿顶圆直径（大径）da齿底圆直径（小径）df齿间相互差棒间距O.P.D螺旋角β旋向齿距（齿厚)P齿顶高ha齿底高hf齿高h2.2花键各参数计算2.2.1花键设计参数从所需的强度计算与设计要求等相关事项,确认所需的传动花键的模数m及齿数z及压力角α;基本需求确认之后从而可以计算相关其他参数继而绘制相关尺寸图纸。2.2.2花键参数具体计算说明

以渐开线直齿花键为例，附件一为基本计算公式三、花键加工工艺花键加工目前的加工方法有铣、滚、拉、磨等等；其中花键加工按配合又可分为花键轴加工（外花键）及花键孔加工（内花键）；3.1花键加工工艺及适用范围

3.1.1花键加工工艺概况

花键轴加工:主要采用滚切、铣削、磨削、拉削等切削方法；也可采用冷打,冷轧(成形轧制)等塑性变形的加工方法.；当然，一些特殊的譬如线切割、电火花也均有运用。花键孔主要采用插、拉方式加工。

3.1.2花键加工工艺方法

目前主要的加工方法具体做法、原理有如下几种：

1、滚切法：用花键滚刀在花键轴铣床或滚齿机上按展成法加工；

2、铣削法：在万能铣床上用专门的成形铣刀直接铣出齿间轮廓；用分度头分齿逐齿铣削；

3、磨削法：用成形砂轮在花键轴磨床上磨削花键尺侧和底径，运用于加工淬硬的花键轴或要求较高的特别是以内径定心的花键轴；

4、冷打法:在专门的机床上进行；

5、拉削法：用成形拉刀在拉床上按仿形法加工，主要用于加工花键孔；

6、推进式冷滚轧方式：新型成形方式，采取三模具加工方式，加工范围较宽，同时精度高且模具寿命较好；

7、特种工艺加工：如电火花、线切割等相关的特殊工艺加工成形。加工所用的机床主要有：卧式万能铣床（较粗精度加工，分度头分度）、花键铣、滚齿机、插齿机、花键磨床、卧（立）式拉床。

3.2花键加工方式选择

依据花键加工的数量，在考虑经济性、效率等相关因素时，需对花键加工方式进行选择，其中，花键加工工艺特性是为选择何种加工工艺的重要参考依据，以下，分别介绍目前主要的花键加工工艺特性：拉制、推制→精度高，质量稳定好，加工效率高，适合大批量生产（主要为内花键加工）；铣加工→成形刀具，配合精度合适的工装可以生产精度较高、质量稳定的产品，适用单件或批量生产，效率一般；磨削加工→加工精度非常高，常规方法很难达到，磨削齿顶、齿底、花键两作用面提高加工精度以达到工艺或装配要求，适用与淬硬的花键轴或高精度要求的特别是以内径定心的花键轴；

4、滚齿加工→使用展成法加工花键的方法，仅限于加工渐开线花键加工；5、一次成型加工→可采用精密铸、精密锻一次成型，也可采用粉末冶金一次成型，适合大批量的生产规模，加工精度较低。

四、厂内滚齿花键总况4.1厂内情况概述我司厂内滚齿花键目前情况可综合成以下几点来说明：1、花键类别：按花键端面形状分，我司花键均为渐开线花键；按配合分，为外花键；按花键轴向形状分，TJ端为直角花键,BJ端为螺旋花键；2、花键加工：采用滚齿加工，通过花键齿条，在滚齿机上运用展成法加工成形，只可加工渐开线花键同时只能加工外花键；3、花键目前厂内管控参数：现下管控参数有→齿数、模数、压力角、螺旋角、花键大径、花键小径、跨棒直径、花键O.P.D（跨棒距）、齿间相互差、滚齿后花键O.P.D跳动以及P.C.D（节圆直径）及花键长度，当然，还有些具体的譬如O.P.D锥度等管控项略过不提；

4、花键管控途径：厂内就管控参数有如下附表一中测量器具对应控管明细：

表一检具名称

检测项目

性质花键规P.C.D、小径、齿数、模数、压力角、螺旋角、齿形、齿向、O.P.D以及齿间相互差

定性分厘卡/棒规O.P.D定量齿间相互差三点式齿间相互差测定器定量分厘卡/通止规大径定量棒规/偏心测定器O.P.D轴向跳动定量游标卡尺花键位置定量

4.2厂内花键加工现状及剖析

4.2.1厂内花键加工现状尽管有这么多年加工花键经验，厂内就滚花键工序依旧存在诸多缺陷：

1、O.P.D不稳定；

2、相互差不稳定；

3、花键椭圆大；

4、对材料硬度敏感，硬度稍偏高齿条寿命不好；

5、模数、齿数较大的产品无法加工；

6、齿形累计误差高，花键形状容易变形；

7、花键O.P.D跳动大造成后续研磨黑皮；

由于上述列举原因，会导致花键不合格，进而造成公司重大经济损失；以下几个件号为现下较为突出的不良率高的产品及造成的直观原因：

1、3-734#BJ75L由于O.P.D、相互差不稳定、齿形变形严重，花键规无法套入，一度报废率高达30%；

2、3-593#EBJ92M台湾荣璋锻件，硬度偏高甚至超差，导致O.P.D、相互差不稳定，花键规无法套入，从而导致报废率高；

3、4-1159#EDJ75齿条在未有到达寿命前，加工此件号，由于O.P.D、相互差不稳定以及O.P.D椭圆大导致花键规无法套入，从而导致大批量不良；

4、8-510#TJ92锻件来料硬度偏高，加工此件号，一个班，由于O.P.D、相互差不稳定以及O.P.D椭圆大从而导致花键规无法套入有35个工件左右（滚齿机产量规划约1400个/台）；因而，对上述情况及现象的实质原因分析在后续工作中，持续改进是必不可少的。4.2.2现况分析针对现有的设备加工工艺现状以及上述问题点综合，对于花键制造不良有如下要因分析：

1）O.P.D不稳定

a材料硬度偏高；

b素材径不可控误差，可保证规格；

c设备静态精度不良；

d人员安装、操作不可控误差；

e齿条损坏；

2）相互差不稳定

a材料硬度偏高；

b设备：①设备静态精度不良；搓齿板增量齿的齿宽不同，会产生分度误差；②两搓齿板的两滑座通过同步机构实现同步相向运动,但不能控制俩搓齿板花键齿的同步,由于模具安装误差,制造误差等原因不可控制而产生花键分度误差

c齿条损坏；

3）花键O.P.D椭圆；

a材料硬度偏高；

b素材径椭圆大；

c设备静态精度不良；

d人员安装、操作不可控误差；

e齿条损坏；

4）对材料硬度敏感；

a设备：①固定搓齿板的滑座靠拉杆拉紧,拉杆与两滑座间靠轴孔联接,

必然有间隙,此间隙导致滚齿时机床对工件硬度敏感；②模具与滑座装配面间隙,滑座与导轨面间隙等对工件滚齿时对硬度的敏感度大大增加；

b齿条材质对于加工材料的硬度无法满足需求，导致无法加工或加工不良。

5)模数、齿数较大产品无法加工

a金属单位时间内挤压变形量只有上、下两个模具来分担；

6）齿形累计误差大、齿形易变形；

a滚齿前是以毛坯圆周分齿，毛坯圆周直径精度直接影响分齿精度，从而导致加工齿距累计误差精度不高！

b素材径椭圆大；

c设备静态精度不良；

d人员安装、操作不可控误差；

e齿条损坏；

7）花键O.P.D跳动大，导致后工序黑皮不良；

a设备：两定位顶尖中心线与两搓齿板不可能完全达到平行及等距，会造成花键轴向跳动增加；

b齿条损坏；

c滚齿前毛坯径向跳动不良（不满足规格要求）；综合以上7个现象的原因剖析来看，人员、设备、原材料及齿条四个方面均能够影响花键加工品质好坏，因而改进方向也该从此四个方面着手。

4.2.3对策规划对于上述章节所阐述的造成花键加工不良的四个方面原因分析，我们可着手从如下四个方面持续改善：

1、人员：就设备操作、齿条安装、齿条调整等相关培训内容，在日常工作中，应给予定期考核与考察，提高人员操作设备水平；

2、设备：从要因分析看出，影响加工品质主要为设备精度，当然本身设备的缺陷譬如传动原理、传动间隙等一些不可控因素也有影响，但在现有情况下，可以对设备精度进行定期、定点有规划的校验，从而达到降低设备精度给加工花键品质带来的负面影响；

3、原材料：原材料影响来源有两个方面；第一：对外：供应商开发的毛坯品质，第二：对内：我司内部机加工完成待滚齿毛坯品质；对于毛坯品质可以在硬度、金相方面加强管控，减少对花键品质的不良影响；对于内部自生产的待滚齿毛坯部分，在机加工的工艺及品质管控上不允许有如素材径椭圆大、径向跳动超差品流入下道滚齿工序，杜绝前工序能影响后工序加工精度的情况出现；

4、齿条：由于采取的加工方式为在滚齿机上运用滚切法加工，单位面积内的挤压量只有上、下两搓齿板承担，同时，加工时，模具接触面积少，导轨的受力点始终在同一个位置，因而对于齿条的品质（材质、齿条加工精度）必须有较高的要求，另外，对于齿条翻磨，如若单个或若干个齿损坏，需将所有齿重新磨过，齿形均需重新开过，翻磨会造成较大的齿距误差，因而对翻磨齿条，翻磨次数控制在3次以下；五、心得总结

在此次花键参数说明报告制作过程中，有学习到：原有在学校课堂学到的齿轮、花键的理论知识的温故，如花键分类、花键参数以及花键参数计算等相关知识，加深对其了解与认知！增加花键加工工艺了解，在现有已知的加工方式上开拓视野，了解更多、更好、效