由于金屬成形過(guò)程要經(jīng)歷復(fù)雜的變形，模具是影響成形的重要因素，如:形狀、材料的性能、毛坯的形狀和尺寸、邊界條件、毛坯與模具之間的摩擦等，求取塑性成形中的真實(shí)載荷是困難和繁瑣的，因此，搓齒模具的設(shè)計(jì)與修正都依賴于經(jīng)驗(yàn)與反復(fù)的調(diào)試，用實(shí)驗(yàn)的方法多次試切而得出。

　　參考圖2、圖3，設(shè)計(jì)工作包括整體尺寸設(shè)計(jì)及工作部分齒形尺寸設(shè)計(jì)。由于工作部分具有齒數(shù)多(通常為100～300齒)齒形參數(shù)各異的特點(diǎn)，使設(shè)計(jì)計(jì)算量很大，在研究中采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。下面僅介紹一下設(shè)計(jì)原則。

　　1.整體尺寸設(shè)計(jì)

　　(1)長(zhǎng)度l

　　t——冷搓模具的齒距

　　z′——花鍵的齒數(shù)

　　(2)高度h

　　H——冷搓機(jī)上、下導(dǎo)軌間的裝模高度

　　df——花鍵的齒根圓直徑

　　(3)寬度b

　　b=b′+10mm(3)

　　式中b′——花鍵長(zhǎng)度

　　2.工作部分尺寸設(shè)計(jì)

　　工作部分的全齒由直線型齒頂、齒側(cè)、齒底及各交匯處的圓弧構(gòu)成。由嚙合原理知，具有如此齒形的模具搓制出的花鍵具有漸開(kāi)線齒廓。在設(shè)計(jì)中，針對(duì)模具的不同部分具有不同的設(shè)計(jì)原則。

　　(1)工作面各部分長(zhǎng)度

　　(2)齒距t

　　模具上所有齒間的齒距相同，按(7)式計(jì)算

　　式中　dp——光軸毛坯直徑

　　(3)齒形角A

　　模具上所有齒具有相同的齒形角，并按(8)式設(shè)計(jì)

　　d′——花鍵的分度圓直徑

　　A′——花鍵的齒形角

　　(4)齒頂高h(yuǎn)a及齒根高h(yuǎn)f

　　1)精搓部分

　　式中　ha，hf——花鍵的齒頂高及齒根高

　　2)粗搓部分

　　粗搓部分齒頂高以精搓部分齒頂高為基準(zhǔn)以斜角向端部呈下降趨勢(shì)(如圖2、圖3右端)，值可取3′～5′，設(shè)計(jì)中初步確定了值后要按咬入條件進(jìn)行校核;粗搓部分齒根高與精搓部分齒根高相同。

　　3)退出部分

　　退出部分齒全高與精搓部分齒全高相同，同時(shí)以精搓部分為基準(zhǔn)向端部以斜角呈變位分布(如圖2、圖3左端)。

　　(5)齒厚S

　　1)精搓部分

　　式中　A′p——花鍵上直徑為dp的圓上的壓力角

　　m′——花鍵模數(shù)

　　2)粗搓部分

　　齒厚由精搓部分向粗搓部分端部方向呈逐漸增加趨勢(shì)，總增加量$S為

　　3)退出部分

　　此部分齒厚與精搓部分齒厚相同。

　　(6)圓角r與r1

　　r表示模具齒頂面與齒后側(cè)面(如圖3左為后，右為前)的連接圓角及齒根處圓角，r1表示齒頂面與齒前側(cè)面的連接圓角。模具所有齒的r是相同的，可取0135mm～0158mm，r值初步選定后要按成形中不在花鍵齒根部分產(chǎn)生根切的條件進(jìn)行校核。與r不同，r1值是一個(gè)變量，在精搓及退出部分取r1等于r，而在粗搓部分，由粗搓部分起始端向精搓部分逐漸增加，變化范圍為0～r，初始齒r1為0，向右逐漸增大為r值。