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第1章 概论1

1.1冷滚压精密成形技术概述1

1.2轴类零件加工技术现状2

1.2.1花键轴的切削加工3

1.2.2花键轴的塑性成形4

1.2.3螺纹类零件的加工方法10

1.3轴类零件冷滚压精密成形技术研究进展11

1.3.1花键轴加工技术现状11

1.3.2花键轴冷滚压成形理论研究13

1.3.3花键轴冷滚压表面改性研究14

1.3.4螺纹类零件冷滚压成形国内外发展现状15

1.4轴类零件冷滚压精密成形技术的发展趋势17

第2章 花键冷滚压精密成形原理及力学分析19

2.1花键轴冷滚压精密成形原理及过程19

2.2受力分析20

2.3花键冷滚压齿部成形过程分析21

2.3.1分齿咬入条件21

2.3.2旋转条件21

2.3.3分齿几何条件24

2.4双面无侧隙啮合25

2.4.1成形过程的接触区25

2.4.2接触点位置27

2.5接触点的滑动31

2.5.1主动侧接触点的滑动运动31

2.5.2从动侧接触点的滑动运动32

2.5.3工件齿面金属流动33

2.6花键冷滚压精密成形力学分析34

2.6.1应力分析基本假设34

2.6.2应力分析塑性成形理论基础35

2.6.3初始滚压滑移线场与应力分析39

2.6.4稳定滚压滑移线场与应力分析41

2.7成形过程接触面上的平均压力43

第3章 花键冷滚压精密成形工艺参数47

3.1花键轴冷滚压精密成形过程的接触面积47

3.1.1计算模型47

3.1.2成形过程的滚压轮和工件齿廓方程48

3.1.3接触边界条件53

3.1.4接触面积计算54

3.1.5主要子程序算法54

3.2滚压力与滚压力矩63

3.2.1滚压力与滚压力矩的理论计算63

3.2.2成形过程的滚压力与滚压力矩分析64

3.3滚压成形工件坯料直径的计算68

3.3.1理论计算公式68

3.3.2齿根圆以上单齿截面积68

3.3.3齿根过渡圆弧半径70

第4章 花键冷滚压成形过程数值模拟72

4.1有限元模型的建立及边界条件72

4.1.1有限元模型72

4.1.2模拟参数与约束条件72

4.2滚压过程的数值模拟73

4.2.1塑性变形区域73

4.2.2端面凸起74

4.2.3应力、应变场75

4.3理论分析与数值模拟对比76

4.3.1接触面上单位压力76

4.3.2滚压成形过程滚压力79

第5章 花键轴冷滚压成形金属流动规律及成形质量81

5.1花键轴冷滚压精密成形齿部金属流动规律81

5.1.1试件毛坯与成形参数81

5.1.2齿廓材料的流动分析82

5.2花键轴冷滚压成形精度83

5.3花键轴冷滚压成形零件表面质量85

5.3.1成形零件表面粗糙度85

5.3.2成形零件齿面硬度86

5.3.3冷滚压成形花键齿部组织特征88

5.3.4冷滚压精密成形花键轴齿面强化机理89

5.4花键轴冷滚压成形误差与缺陷90

5.4.1齿距累积误差的产生与控制90

5.4.2花键轴冷滚压精密成形缺陷分析94

5.5花键轴冷滚压精密成形质量控制方法96

5.5.1冷滚压毛坯设计96

5.5.2滚压轮对刀和牙位调整97

5.5.3合理选择工艺参数98

第6章 螺纹冷滚压成形原理与工艺分析100

6.1螺纹冷滚压成形原理100

6.1.1螺纹的两滚丝轮滚压101

6.1.2螺纹的三滚丝轮滚压101

6.2三滚丝轮滚压的螺纹直径条件102

6.3螺纹的冷滚压成形过程103

6.4工件与滚丝轮之间的相对运动105

6.4.1轴向运动关系105

6.4.2工件与滚丝轮之间的旋转运动关系106

6.4.3滚丝轮与工件间的相对滑动108

第7章 螺纹冷滚压成形工艺参数109

7.1螺纹冷滚压前的毛坯109

7.1.1工件毛坯直径的常用计算公式109

7.1.2螺纹冷滚压坯件直径的求解110

7.1.3坯件的倒角113

7.1.4滚压坯料的材料113

7.2螺纹冷滚压参数116

7.2.1滚压力116

7.2.2滚压速度的选择124

7.2.3滚压进给量的选择124

7.3空心薄壁螺纹件的冷滚压加工126

7.3.1空心螺纹冷滚压126

7.3.2空心螺纹件壁厚条件127

第8章 螺纹冷滚压成形过程数值模拟135

8.1模拟基本步骤及基本假设135

8.1.1螺纹冷滚压数值模拟流程135

8.1.2模型的简化135

8.2 M10 × 1.5实心螺纹的冷滚压过程模拟136

8.2.1模具的载荷和扭矩137

8.2.2工件应力状态分析141

8.3空心螺纹冷滚压数值模拟142

8.3.1滚压力分析142

8.3.2速度场145

8.3.3工件的应力状态145

8.3.4应变场分析147

8.4螺纹件失效过程的分析149

8.4.1工件内的等效应力变化149

8.4.2三滚丝轮对空心螺纹件失稳的修复作用150

第9章 螺纹冷滚压精密成形金属流动规律及参数优化152

9.1三轴滚丝机螺纹冷滚压成形152

9.1.1工件材料及成形设备152

9.1.2螺纹冷滚压成形影响因素152

9.1.3空心螺纹壁厚对螺纹成形的影响153

9.2螺纹冷滚压成形金属流动规律154

9.3冷滚压成形及切削加工螺纹硬度分布157

9.4滚压参数优化159

9.4.1螺纹冷滚压成形参数正交因素水平及指标的确定159

9.4.2不同成形条件下的硬化程度160

9.5最优滚压参数的确定161

第10章 冷滚压精密成形设备164

10.1概述164

10.2冷滚压成形机床与模具设计166

10.2.1设备结构及参数166

10.2.2主轴同步阻尼减振设计167

10.2.3液压系统及其建模与仿真168

10.2.4滚压轮设计174

10.3力能参数测试系统176

10.3.1主轴转矩的测量方法176

10.3.2滑座径向进给力的测量178

10.3.3数据采集系统178

10.4工艺参数的确定179

10.4.1滚压轮转速179

10.4.2滚压轮进给速度180

10.4.3滚压时间180

10.4.4主轴位置控制181

10.5冷滚压精密成形力能参数181

10.5.1成形过程动态载荷181

10.5.2工艺参数对最大成形力的影响183

10.5.3理论计算与试验结果的对比185

10.6冷滚压精密成形设备简介186

10.6.1美国肯尼福公司（Kinefac）冷滚压成形设备186

10.6.2德国宝飞螺技术有限公司（PROFIROLL ？ ， bad duben）冷滚压成形设备193

10.6.3青岛生建机械厂冷滚压成形设备199

参考文献203