CN109759527B - 一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具及滚轧方法 - Google Patents

一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具及滚轧方法 Download PDF

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Abstract

一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具及滚轧方法，滚轧模具包括N个滚轧模具，滚轧模具与工件坯料的中心距均相同，滚轧模具沿工件坯料周向等间距均匀布置，依次错开设定距离；滚轧方法是先装夹工件坯料，然后将滚轧模具轴向送进至指定位置，滚轧模具靠近工件坯料导入段的端面全部对齐，同时与工件坯料导入段的端面对齐；将滚轧模具分别轴向推进压入工件坯料；工件坯料主动旋转，利用摩擦、齿形啮合带动滚轧模具旋转；滚轧模具以相同速度轴向进给，完成工件坯料上齿形的滚轧成形；当第N个滚轧模具轴向进给完成时,滚轧模具与工件坯料不再接触；本发明实现大直径齿形件加工，具有生产效率高、滚轧力小，齿形完整的优点。

Description

一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具及滚轧方法
技术领域
本发明属于先进材料成形技术领域，具体涉及一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具及滚轧方法。
背景技术
齿形件零件是机械传动装置中重要的基础部件和机械元件，广泛应用于汽车、航天、船舶、装备制造等领域。随着装备制造业的发展，对齿形件的性能提出了更高的要求。目前的齿形件的主要加工工艺有切削加工和塑性成形工艺。
传统的齿形件的加工以切削加工为主，特别是在大直径齿形件的加工中。相比切削加工，塑性成形工艺具有生产效率高、节约材料、工件流线好、力学性能高等诸多优点。
齿形件的冷精锻基本上采用的是闭塞锻造成形技术，这种封闭的成形方法使得成形后期材料的变形抗力过大，要求模具需要高的强度、足够的冲击韧性和耐磨性等，金属毛坯在模具中强烈的塑性流动，会使模具温度升高，因而，模具材料需要有一定的回火稳定性。此外，冷精锻对设备的要求较高，需要大吨位的压力机。因此，冷精锻多用于加工直径较小，齿高不高的齿形件。
滚轧成形工艺是一个局部加载局部变形的回转塑性成形方法，变形力显著下降，模具寿命较长。目前齿形件(如齿轮)滚轧成形主要通过模具相对于坯料的径向送进以及旋转运动实现。但是，在这一过程中，滚轧模具连续径向进给，中心距不断变化，滚轧模具与工件速度不匹配，易导致齿形累计误差。然而，现有的研究中，成熟的齿形件滚轧成形工艺所成形的直径和齿高都较小，一般直径不超过100mm，齿高不超过5mm。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具及滚轧方法，能够实现大直径齿形件加工，同时避免了径向进给过程中由于速度不匹配带来的累计齿形误差问题，具有生产效率高、滚轧力小，齿形完整的优点。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具，包括N个滚轧模具，N个滚轧模具与工件坯料的中心距均为a，N个滚轧模具沿工件坯料周向等间距均匀布置，沿工件坯料轴向方向依次错开设定距离。
所述的设定距离为：第一个滚轧模具和第二滚轧模具沿轴向错开的距离为L12，
Figure GDA0002420185500000021
ω为滚轧过程中工件坯料的旋转速度，V为模具轴向推进速度；第二个滚轧模具和第三个滚轧模具沿轴向错开的距离为L23，
Figure GDA0002420185500000022
第(n-1)个滚轧模具和第n个滚轧模具轴向错开的距离为L(n-1)n(n＝1,2，...，N)，
Figure GDA0002420185500000023
第N个滚轧模具和第(N-1)个滚轧模具轴向错开的距离为L(N-1)N，
Figure GDA0002420185500000024
所述的N个滚轧模具的模数m相同，分度圆压力角α相同，模数m、分度圆压力角α由最终成形工件确定；最终成形工件的模数为m、齿数为zw、齿顶高系数为
Figure GDA0002420185500000025
齿根高系数为
Figure GDA0002420185500000026
分度圆压力角为α，齿顶圆半径
Figure GDA0002420185500000027
齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000028
齿根圆压力角
Figure GDA0002420185500000029
齿根圆齿厚
Figure GDA00024201855000000210
齿根圆齿槽宽
Figure GDA00024201855000000211
节圆半径
Figure GDA00024201855000000212
节圆压力角
Figure GDA00024201855000000213
节圆齿厚
Figure GDA00024201855000000214
N个滚轧模具的齿数zd相同，分度圆直径dw相同，宽度分别为b1、b2、...、bN，
Figure GDA00024201855000000215
Figure GDA00024201855000000216
每个滚轧模具在滚轧过程中对应于一个道次，滚轧全过程中沿工件坯料径向的总径向压下量为F，
Figure GDA00024201855000000217
其中，dz为根据体积不变原则得到的工件坯料直径；第一个道次的径向压下量为f1，第二个道次相对于第一个道次的径向压下量为f2，第n个道次相对于第(n-1)个道次的径向压下量为fn(n＝1，2，...，N)，第N个道次相对于第(N-1)个道次的径向压下量为fN，则F＝f1+f2+...+fN；采用均匀分配或根据每道次的变形、齿高增加量确定每个道次的径向压下量fn。
第一个滚轧模具的齿形参数由第一道次所成形工件的齿形参数确定，第一道次所成形工件的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000031
齿根圆压力角
Figure GDA0002420185500000032
齿根圆齿厚
Figure GDA0002420185500000033
由于滚轧模具与工件坯料的中心距均为a且在滚轧过程中中心距不发生改变，因此节圆半径
Figure GDA0002420185500000034
节圆压力角
Figure GDA0002420185500000035
节圆齿厚随着道次增加减小，直至得到最终成形工件的齿厚；由每道次所成形零件与最终成形工件的齿根圆齿槽宽相等确定节圆齿厚，节圆齿厚
Figure GDA0002420185500000036
齿顶圆半径
Figure GDA0002420185500000037
根据工件坯料体积不变原则计算；第一个滚轧模具的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000038
增加齿顶间隙值c，齿顶圆半径
Figure GDA0002420185500000039
节圆半径
Figure GDA00024201855000000310
节圆压力角为
Figure GDA00024201855000000311
节圆齿厚：
Figure GDA00024201855000000312
结合第一个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度b1最终得到第一个滚轧模具的形状。
第二个滚轧模具的齿形参数由第二道次所成形工件的齿形参数确定，第二道次所成形工件的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA00024201855000000313
齿根圆压力角
Figure GDA00024201855000000314
齿根圆齿厚
Figure GDA00024201855000000315
节圆半径
Figure GDA00024201855000000316
节圆压力角
Figure GDA00024201855000000317
节圆齿厚
Figure GDA00024201855000000318
齿顶圆半径
Figure GDA00024201855000000319
根据工件坯料体积不变原则计算；第二个滚轧模具的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA00024201855000000320
齿顶圆半径
Figure GDA00024201855000000321
节圆半径
Figure GDA0002420185500000041
节圆压力角
Figure GDA0002420185500000042
节圆齿厚
Figure GDA0002420185500000043
结合第二个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度b2最终得到第二个滚轧模具的形状。
第n个滚轧模具的齿形参数由第n道次所成形工件的齿形参数确定(n＝1，2，...，N)，第n道次所成形工件的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000044
齿根圆压力角
Figure GDA0002420185500000045
齿根圆齿厚
Figure GDA0002420185500000046
节圆齿厚
Figure GDA0002420185500000047
齿顶圆半径
Figure GDA0002420185500000048
根据工件坯料体积不变原则计算；第n个滚轧模具的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000049
齿顶圆半径
Figure GDA00024201855000000410
节圆半径
Figure GDA00024201855000000411
节圆压力角为
Figure GDA00024201855000000412
节圆齿厚
Figure GDA00024201855000000413
同理，结合第n个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度bn最终得到第n个滚轧模具的形状。
第N个滚轧模具的齿形参数由最终成形工件的齿形参数确定；第N个滚轧模具的参数：齿根圆半径
Figure GDA00024201855000000414
齿顶圆半径
Figure GDA00024201855000000415
节圆半径
Figure GDA00024201855000000416
节圆压力角为
Figure GDA00024201855000000417
节圆齿厚
Figure GDA00024201855000000418
结合第N个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度bN最终得到第N个滚轧模具的形状。
采用上述一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具的滚轧方法，包括以下步骤：
步骤一，装夹工件坯料，工件坯料由下端的三爪卡盘夹紧，保证工件坯料与N个滚轧模具轴线平行，滚轧模具沿工件坯料周向均匀布置；所述的工件坯料沿轴向分为导入段和滚轧段，导入段参数包括角度β和长度L,
Figure GDA00024201855000000419
角度β的范围由滚轧模具轴向错开的设定距离得到，A＜tan(β)≤B,其中，
Figure GDA0002420185500000051
Figure GDA0002420185500000052
长度L＝L12+L23+...LN-1N+Lb(n＝1，2，...，N)，其中，Lb满足
Figure GDA0002420185500000053
步骤二，将滚轧模具轴向送进至指定位置，到达指定位置时，N个滚轧模具靠近工件坯料导入段的端面全部对齐，同时与工件坯料导入段的端面对齐；
步骤三，N个滚轧模具分别轴向推进压入工件坯料，分别到指定位置：第一滚轧模具端面与工件坯料滚轧区开始端面对齐；第二个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的一端端面与第一个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面轴向错开L12；第三个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的一端端面与第二个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面轴向错开L23；...；第N个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面与第(N-1)个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面轴向错开L(N-1)N；
步骤四，当工件坯料直径等于小于100mm时，N个滚轧模具主动旋转，利用摩擦、齿形啮合带动工件坯料旋转；当工件坯料直径大于100mm时，工件坯料以角速度ω主动旋转，利用摩擦、齿形啮合带动滚轧模具旋转；同时N个滚轧模具以相同速度V轴向进给，由滚轧模具完成工件坯料上齿形的滚轧成形；
步骤五，当第N个滚轧模具轴向进给完成时,滚轧模具与工件坯料不再接触，形成的最终成形工件停止旋转，滚轧结束；
步骤六，滚轧模具沿最终成形工件径向朝外轻微让刀，卸料。
本发明的有益效果为：
齿形件通过径向压下量不同的滚轧模具多道次成形，同一时间不同滚轧模具在工件轴向的不同位置实现不同道次的滚轧成形，可高质量的成形大直径齿形件的齿形；滚轧之前滚轧模具已经压入工件坯料，满足了咬入旋转的条件，利用摩擦、齿形啮合带动滚轧模具旋转，避免滚轧前期的相对滑动；工件坯料(或滚挤模具)主动旋转带动被动旋转，确保在滚轧过程中啮合准确，不易出现错齿、乱齿的现象。
附图说明
图1为本发明实施例所用滚轧模具连接及运动示意图。
图2为本发明实施例所用滚轧模具的前视图。
图3为图2的C处局部放大图。
图4为本发明实施例每个道次滚轧后所成形工件的示意图。
图5为本发明实施例工件坯料1的前视图。
图6为图4的D处局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
参照图1，一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具,包括3个滚轧模具，3个滚轧模具与工件坯料1的中心距均为a，3个滚轧模具沿工件坯料1周向等间距均匀布置，沿工件坯料1轴向方向依次错开设定距离。
参照图2、图3，所述的3个滚轧模具之间轴向错开距离为：第一个滚轧模具2和第二个滚轧模具3沿轴向错开的距离为L12，
Figure GDA0002420185500000061
ω为滚轧过程中工件坯料1的旋转速度，V为模具轴向推进速度；第二个滚轧模具3和第三个滚轧模具4沿轴向错开的距离为L23，
Figure GDA0002420185500000062
3个模具的模数m相同，分度圆压力角α相同，模数m、分度圆压力角α由最终成形工件13确定；最终成形工件13的模数为m、齿数为zw、齿顶高系数为
Figure GDA0002420185500000063
齿根高系数为
Figure GDA0002420185500000064
压力角为α，齿顶圆半径
Figure GDA0002420185500000065
齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000066
齿根圆压力角
Figure GDA0002420185500000067
齿根圆齿厚
Figure GDA0002420185500000068
齿根圆齿槽宽
Figure GDA0002420185500000071
节圆半径
Figure GDA0002420185500000072
节圆压力角
Figure GDA0002420185500000073
节圆齿厚
Figure GDA0002420185500000074
3个滚轧模具的齿数zd相同，分度圆直径dw相同，宽度分别为b1、b2、b3，
Figure GDA0002420185500000075
参照图4，每个滚轧模具在滚轧过程中对应于一个道次，滚轧全过程中沿工件坯料1径向的总径向压下量为F,
Figure GDA0002420185500000076
其中，dz为根据体积不变原则得到的工件坯料1的直径；第一个道次的径向压下量为f1，第二个道次相对于第一个道次的径向压下量为f2，第三个道次相对于第二个道次的径向压下量为f3，则F＝f1+f2+f3，可采用均匀分配或根据每道次的变形、齿高增加量等确定每个道次的径向压下量fn，例如将径向压下量进行等分，即f1＝f2＝f3。
第一个滚轧模具2的齿形参数由第一道次所成形工件11的齿形参数确定，参照图4，第一道次所成形工件11的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000077
齿根圆压力角
Figure GDA0002420185500000078
齿根圆齿厚
Figure GDA0002420185500000079
由于滚轧模具与工件坯料1的中心距均为a且在滚轧过程中中心距不发生改变，因此节圆半径
Figure GDA00024201855000000710
节圆压力角
Figure GDA00024201855000000711
节圆齿厚随着道次增加减小，直至得到最终成形工件13的齿厚，由每道次所成形零件与最终成形工件13的齿根圆齿槽宽相等确定节圆齿厚，节圆齿厚
Figure GDA00024201855000000712
齿顶圆半径
Figure GDA00024201855000000713
根据工件坯料体积不变原则计算；第一个滚轧模具2的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA00024201855000000714
增加齿顶间隙值c，齿顶圆半径
Figure GDA00024201855000000715
节圆半径
Figure GDA00024201855000000716
节圆压力角为
Figure GDA00024201855000000717
节圆齿厚：
Figure GDA00024201855000000718
结合第一个滚轧模具2的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度b1最终得到第一个滚轧模具2的形状。
第二个滚轧模具3的齿形参数由第二道次所成形工件12的齿形参数确定，参照图4，第二道次所成形工件12的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000081
齿根圆压力角
Figure GDA0002420185500000082
齿根圆齿厚
Figure GDA0002420185500000083
节圆半径
Figure GDA0002420185500000084
节圆压力角
Figure GDA0002420185500000085
节圆齿厚
Figure GDA0002420185500000086
齿顶圆半径
Figure GDA0002420185500000087
根据工件坯料1体积不变原则计算；第二个滚轧模具3的齿形参数：齿根圆半径
Figure GDA0002420185500000088
齿顶圆半径
Figure GDA0002420185500000089
节圆半径
Figure GDA00024201855000000810
节圆压力角
Figure GDA00024201855000000811
节圆齿厚
Figure GDA00024201855000000812
结合第二个滚轧模具3的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度b2最终得到第二个滚轧模具3的形状。
第三个滚轧模具4的齿形参数由最终成形工件13的齿形参数确定，第三个滚轧模具4的参数：齿根圆半径
Figure GDA00024201855000000813
齿顶圆半径
Figure GDA00024201855000000814
节圆半径
Figure GDA00024201855000000815
节圆压力角为
Figure GDA00024201855000000816
节圆齿厚
Figure GDA00024201855000000817
结合第三个滚轧模具4的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度b3最终得到第三个滚轧模具4的形状。
采用上述一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具的滚轧方法，包括以下步骤：
步骤一，参照图1，装夹工件坯料1，工件坯料1由下端的三爪卡盘夹紧，保证工件坯料1与滚轧模具2、3、4轴线平行，滚轧模具2、3、4沿工件坯料1周向均匀布置；参照图5，所述的工件坯料1沿轴向分为导入段1D和滚轧段1G，参照图6，导入段参数包括角度β
Figure GDA00024201855000000818
和长度L,角度β的范围由模具轴向错开的距离得到，A＜tan(β)≤B,其中，
Figure GDA00024201855000000819
Figure GDA0002420185500000091
长度L＝L12+L23+Lb(n＝1，2，...，N)，其中，Lb满足
Figure GDA0002420185500000092
步骤二，将滚轧模具2、3、4轴向送进至指定位置，到达指定位置时，滚轧模具2、3、4靠近工件坯料1导入段1D的端面全部对齐，同时与工件坯料1导入段1D的端面对齐；
步骤三，滚轧模具轴向推进压入工件坯料1，分别到指定位置：参照图3，第一滚轧模具端面与工件坯料滚轧区1G的开始端面对齐；第二个滚轧模具3的端面(离工件坯料滚轧区1G较近的端面)与第一个滚轧模具2的端面(离工件坯料滚轧区1G较近的端面)轴向错开L12；第三个滚轧模具4的端面(离工件坯料滚轧区1G较近的端面)与第二个滚轧模具3的端面(离工件坯料滚轧区1G较近的端面)轴向错开L23；
步骤四，当工件坯料1直径较小时，如等于小于100mm，3个滚轧模具主动旋转，利用摩擦、齿形啮合带动工件坯料旋转；当工件坯料1直径大于100mm时，工件坯料1以角速度ω主动旋转，利用摩擦、齿形啮合带动滚轧模具旋转；同时，滚轧模具以相同速度V轴向进给，完成工件坯料1上齿形的滚轧成形；
步骤五，当第三个滚轧模具4轴向进给完成时,滚轧模具与最终成形工件13不再接触，工件停止旋转，滚轧结束；
步骤六，滚轧模具沿最终成形工件13径向朝外轻微让刀，卸料。

Claims (3)

1.一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具，其特征在于：包括N个滚轧模具，N个滚轧模具与工件坯料的中心距均为a，N个滚轧模具沿工件坯料周向等间距均匀布置，沿工件坯料轴向方向依次错开设定距离；
所述的设定距离为：第一个滚轧模具和第二滚轧模具沿轴向错开的距离为L12，
Figure FDA0002420185490000011
ω为滚轧过程中工件坯料的旋转速度，V为模具轴向推进速度；第二个滚轧模具和第三个滚轧模具沿轴向错开的距离为L23，
Figure FDA0002420185490000012
第(n-1)个滚轧模具和第n个滚轧模具轴向错开的距离为L(n-1)n(n＝1,2，...，N)，
Figure FDA0002420185490000013
第N个滚轧模具和第(N-1)个滚轧模具轴向错开的距离为L(N-1)N，
Figure FDA0002420185490000014
所述的N个滚轧模具的模数m相同，分度圆压力角α相同，模数m、分度圆压力角α由最终成形工件确定；最终成形工件的模数为m、齿数为zw、齿顶高系数为
Figure FDA0002420185490000015
齿根高系数为
Figure FDA0002420185490000016
分度圆压力角为α，齿顶圆半径
Figure FDA0002420185490000017
齿根圆半径
Figure FDA0002420185490000018
齿根圆压力角
Figure FDA0002420185490000019
齿根圆齿厚
Figure FDA00024201854900000110
齿根圆齿槽宽
Figure FDA00024201854900000111
节圆半径
Figure FDA00024201854900000112
节圆压力角
Figure FDA00024201854900000113
节圆齿厚
Figure FDA00024201854900000114
N个滚轧模具的齿数zd相同，分度圆直径dw相同，宽度分别为b1、b2、...、bN，
Figure FDA00024201854900000115
(i＝1,2，...，N)；
每个滚轧模具在滚轧过程中对应于一个道次，滚轧全过程中沿工件坯料径向的总径向压下量为F，
Figure FDA0002420185490000021
其中，dz为根据体积不变原则得到的工件坯料直径；第一个道次的径向压下量为f1，第二个道次相对于第一个道次的径向压下量为f2，第n个道次相对于第(n-1)个道次的径向压下量为fn(n＝1，2，...，N)，第N个道次相对于第(N-1)个道次的径向压下量为fN，则F＝f1+f2+…+fN；采用均匀分配或根据每道次的变形、齿高增加量确定每个道次的径向压下量fn。
2.根据权利要求1所述的一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具，其特征在于：第一个滚轧模具的齿形参数由第一道次所成形工件的齿形参数确定，第一道次所成形工件的齿形参数：齿根圆半径
Figure FDA0002420185490000022
齿根圆压力角
Figure FDA0002420185490000023
齿根圆齿厚
Figure FDA0002420185490000024
由于滚轧模具与工件坯料的中心距均为a且在滚轧过程中中心距不发生改变，因此节圆半径
Figure FDA0002420185490000025
节圆压力角
Figure FDA0002420185490000026
节圆齿厚随着道次增加减小，直至得到最终成形工件的齿厚；由每道次所成形零件与最终成形工件的齿根圆齿槽宽相等确定节圆齿厚，节圆齿厚
Figure FDA0002420185490000027
齿顶圆半径
Figure FDA0002420185490000028
根据工件坯料体积不变原则计算；第一个滚轧模具的齿形参数：齿根圆半径
Figure FDA0002420185490000029
增加齿顶间隙值c，齿顶圆半径
Figure FDA00024201854900000210
节圆半径
Figure FDA00024201854900000211
节圆压力角为
Figure FDA00024201854900000212
节圆齿厚：
Figure FDA00024201854900000213
结合第一个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度b1最终得到第一个滚轧模具的形状；
第二个滚轧模具的齿形参数由第二道次所成形工件的齿形参数确定，第二道次所成形工件的齿形参数：齿根圆半径
Figure FDA00024201854900000214
齿根圆压力角
Figure FDA00024201854900000215
齿根圆齿厚
Figure FDA0002420185490000031
节圆半径
Figure FDA0002420185490000032
节圆压力角
Figure FDA0002420185490000033
节圆齿厚
Figure FDA0002420185490000034
齿顶圆半径
Figure FDA0002420185490000035
根据工件坯料体积不变原则计算；第二个滚轧模具的齿形参数：齿根圆半径
Figure FDA0002420185490000036
齿顶圆半径
Figure FDA0002420185490000037
节圆半径
Figure FDA0002420185490000038
节圆压力角
Figure FDA0002420185490000039
节圆齿厚
Figure FDA00024201854900000310
结合第二个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度b2最终得到第二个滚轧模具的形状；
第n个滚轧模具的齿形参数由第n道次所成形工件的齿形参数确定(n＝1，2，...，N)，第n道次所成形工件的齿形参数：齿根圆半径
Figure FDA00024201854900000311
齿根圆压力角
Figure FDA00024201854900000312
齿根圆齿厚
Figure FDA00024201854900000313
节圆齿厚
Figure FDA00024201854900000314
齿顶圆半径
Figure FDA00024201854900000315
根据工件坯料体积不变原则计算；第n个滚轧模具的齿形参数：齿根圆半径
Figure FDA00024201854900000316
齿顶圆半径
Figure FDA00024201854900000317
节圆半径
Figure FDA00024201854900000318
节圆压力角为
Figure FDA00024201854900000319
节圆齿厚
Figure FDA00024201854900000320
同理，结合第n个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度bn最终得到第n个滚轧模具的形状；
第N个滚轧模具的齿形参数由最终成形工件的齿形参数确定；第N个滚轧模具的参数：齿根圆半径
Figure FDA00024201854900000321
齿顶圆半径
Figure FDA00024201854900000322
节圆半径
Figure FDA00024201854900000323
节圆压力角为
Figure FDA00024201854900000324
节圆齿厚
Figure FDA00024201854900000325
结合第N个滚轧模具的模数m，齿数zd，分度圆直径dw，分度圆压力角α，宽度bN最终得到第N个滚轧模具的形状。
3.采用权利要求2所述的一种大直径齿形件多道次同时滚轧模具的滚轧方法，包括以下步骤：
步骤一，装夹工件坯料，工件坯料由下端的三爪卡盘夹紧，保证工件坯料与N个滚轧模具轴线平行，滚轧模具沿工件坯料周向均匀布置；所述的工件坯料沿轴向分为导入段和滚轧段，导入段参数包括角度β和长度L,
Figure FDA0002420185490000041
角度β的范围由滚轧模具轴向错开的设定距离得到，A＜tan(β)≤B,其中，
Figure FDA0002420185490000042
Figure FDA0002420185490000043
长度L＝L12+L23+...LN-1N+Lb(n＝1，2，...，N)，其中，Lb满足
Figure FDA0002420185490000044
步骤二，将滚轧模具轴向送进至指定位置，到达指定位置时，N个滚轧模具靠近工件坯料导入段的端面全部对齐，同时与工件坯料导入段的端面对齐；
步骤三，N个滚轧模具分别轴向推进压入工件坯料，分别到指定位置：第一滚轧模具端面与工件坯料滚轧区开始端面对齐；第二个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的一端端面与第一个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面轴向错开L12；第三个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的一端端面与第二个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面轴向错开L23；...；第N个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面与第(N-1)个滚轧模具离工件坯料滚轧区较近的端面轴向错开L(N-1)N；
步骤四，当工件坯料直径等于小于100mm时，N个滚轧模具主动旋转，利用摩擦、齿形啮合带动工件坯料旋转；当工件坯料直径大于100mm时，工件坯料以角速度ω主动旋转，利用摩擦、齿形啮合带动滚轧模具旋转；同时N个滚轧模具以相同速度V轴向进给，由滚轧模具完成工件坯料上齿形的滚轧成形；
步骤五，当第N个滚轧模具轴向进给完成时,滚轧模具与工件坯料不再接触，形成的最终成形工件停止旋转，滚轧结束；
步骤六，滚轧模具沿最终成形工件径向朝外轻微让刀，卸料。
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