Много части отновите енергийни редукторииавтомобилни предавкипроектът изисква ударно уплътняване след шлифоване на зъбни колела, което ще влоши качеството на повърхността на зъбите и дори ще повлияе на NVH производителността на системата. Тази статия изследва грапавостта на повърхността на зъба при различни условия на процеса на дробеструйно уплътняване и различни части преди и след дробестепяване. Резултатите показват, че дробеструйното уплътняване ще увеличи грапавостта на повърхността на зъба, което се влияе от характеристиките на частите, параметрите на процеса на дробно уплътняване и други фактори; При съществуващите условия на партиден производствен процес, максималната грапавост на повърхността на зъба след дробеструйно уплътняване е 3,1 пъти по-голяма от тази преди дробеструйно уплътняване. Обсъжда се влиянието на грапавостта на зъбната повърхност върху характеристиките на NVH и се предлагат мерки за подобряване на грапавостта след дробестезяване.

Съгласно горния фон този документ разглежда следните три аспекта:

Влияние на параметрите на процеса на shot peening върху грапавостта на зъбната повърхност;

Степента на усилване на грапавостта на повърхността на зъба при натискане на дроб при съществуващите условия на партиден производствен процес;

Въздействие на повишената грапавост на зъбната повърхност върху производителността на NVH и мерки за подобряване на грапавостта след песъчинка.

Пенингирането се отнася до процеса, при който множество малки снаряди с висока твърдост и високоскоростно движение удрят повърхността на детайлите. При високоскоростния удар на снаряда повърхността на детайла ще образува ями и ще настъпи пластична деформация. Организациите около ямите ще устоят на тази деформация и ще генерират остатъчно напрежение на натиск. Припокриването на многобройни вдлъбнатини ще образува равномерен остатъчен слой на натиск върху повърхността на детайла, като по този начин ще подобри якостта на умора на детайла. Според начина за постигане на висока скорост чрез изстрел, дробеструйното уплътняване обикновено се разделя на ударно уплътняване със сгъстен въздух и центробежно дробестене, както е показано на фигура 1.

Изстрелът със сгъстен въздух използва сгъстен въздух като мощност за пръскане на изстрела от пистолета; Центробежното взривяване използва двигател, за да задвижи работното колело да се върти с висока скорост, за да хвърли изстрела. Ключовите параметри на процеса на дробеструйно уплътняване включват сила на насищане, покритие и свойства на средата за дробеструйно уплътняване (материал, размер, форма, твърдост). Якостта на насищане е параметър за характеризиране на якостта на ударно уплътняване, която се изразява чрез височината на дъгата (т.е. степента на огъване на пробата на Almen след дробно уплътняване); Коефициентът на покритие се отнася до съотношението на площта, покрита от вдлъбнатината след дробеструйно уплътняване, към общата площ на дробеструйната зона; Често използваните среди за дробеструйно уплътняване включват сачми за рязане на стоманена тел, ляти стоманени сачми, керамични сачми, стъклени сачми и т.н. Размерът, формата и твърдостта на медиите за дробно уплътняване са от различни степени. Общите изисквания към процеса за частите на вала на трансмисията са показани в таблица 1.

Тестовата част е зъбно колело на междинния вал 1/6 на хибриден проект. Структурата на зъбното колело е показана на фигура 2. След смилане микроструктурата на зъбната повърхност е степен 2, повърхностната твърдост е 710HV30, а ефективната дълбочина на втвърдяващия слой е 0,65 mm, всичко в рамките на техническите изисквания. Грапавостта на повърхността на зъба преди дробестекченето е показана в Таблица 3, а точността на профила на зъба е показана в Таблица 4. Може да се види, че грапавостта на повърхността на зъбите преди дробестекченето е добра и кривата на профила на зъба е гладка.

План на теста и параметри на теста

В теста се използва машина за ударно уплътняване със сгъстен въздух. Поради условията на изпитване е невъзможно да се провери влиянието на свойствата на средата за дробеструйно уплътняване (материал, размер, твърдост). Следователно, свойствата на средата за дробестерояване са постоянни в теста. Проверява се само влиянието на силата на насищане и покритието върху грапавостта на повърхността на зъба след дробестекчване. Вижте Таблица 2 за тестовата схема. Специфичният процес на определяне на параметрите на изпитването е както следва: начертайте кривата на насищане (Фигура 3) чрез тест на купона на Almen, за да определите точката на насищане, така че да заключите налягането на сгъстен въздух, потока на стоманени дробове, скоростта на движение на дюзата, разстоянието на дюзата от частите и други параметри на оборудването.

резултат от теста

Данните за грапавостта на повърхността на зъбите след ударно пробиване са показани в Таблица 3, а точността на профила на зъба е показана в Таблица 4. Може да се види, че при четирите условия на ударно пробиване грапавостта на повърхността на зъбите се увеличава и кривата на профила на зъба става вдлъбната и изпъкнала след дробно пробиване. Съотношението на грапавостта след пръскане към грапавостта преди пръскане се използва за характеризиране на увеличението на грапавостта (Таблица 3). Може да се види, че увеличението на грапавостта е различно при четирите условия на процеса.

Пакетно проследяване на увеличението на грапавостта на зъбната повърхност чрез ударно пробиване

Резултатите от теста в раздел 3 показват, че грапавостта на повърхността на зъба се увеличава в различна степен след ударно пробиване с различни процеси. За да се разбере напълно усилването на дробестене върху грапавостта на зъбната повърхност и да се увеличи броят на пробите, бяха избрани 5 артикула, 5 типа и общо 44 части, за да се проследи грапавостта преди и след ударно пробиване при условията на серийно производство на изстрел процес на пилинг. Вижте таблица 5 за физическата и химическата информация и информацията за процеса на ударно уплътняване на верижни части след шлифоване на зъбни колела. Данните за грапавостта и увеличението на предни и задни зъбни повърхности преди дробеструйно уплътняване са показани на Фиг. 4. Фигура 4 показва, че обхватът на грапавостта на зъбната повърхност преди дробеструйно уплътняване е Rz1,6 μ m-Rz4,3 μ m； След дробестерола, грапавостта се увеличава и обхватът на разпределение е Rz2,3 μm-Rz6,7 μm； максималната грапавост може да бъде увеличена до 3,1 пъти преди пестене.

Фактори, влияещи върху грапавостта на повърхността на зъба след дробно пробиване

Може да се види от принципа на ударно уплътняване, че високата твърдост и високоскоростното движение на изстрела оставя безброй ями по повърхността на детайла, което е източник на остатъчно напрежение при натиск. В същото време тези вдлъбнатини са длъжни да увеличат грапавостта на повърхността. Характеристиките на частите преди дробеструйно уплътняване и параметрите на процеса на дробеструйно уплътняване ще повлияят на грапавостта след дробеструйно уплътняване, както е посочено в таблица 6. В раздел 3 от този документ, при четирите условия на процеса, грапавостта на повърхността на зъба след дробестепяване се увеличава до различни степени. В този тест има две променливи, а именно грапавост преди удар и параметри на процеса (сила на насищане или покритие), които не могат точно да определят връзката между грапавостта след дробестене и всеки отделен влияещ фактор. Понастоящем много учени са направили изследвания по този въпрос и са представили теоретичен модел за прогнозиране на грапавостта на повърхността след дробеструйно уплътняване, базиран на симулация с крайни елементи, който се използва за прогнозиране на съответните стойности на грапавостта на различни процеси на дробестене.

Въз основа на действителния опит и изследванията на други учени, начините на влияние на различни фактори могат да бъдат спекулирани, както е показано в Таблица 6. Може да се види, че грапавостта след дробестене се влияе цялостно от много фактори, които също са ключови фактори влияещи върху остатъчното напрежение на натиск. За да се намали грапавостта след дробестене при предпоставката за осигуряване на остатъчното напрежение на натиск, са необходими голям брой тестове на процеса за непрекъснато оптимизиране на комбинацията от параметри.

Влияние на грапавостта на зъбната повърхност върху NVH ефективността на системата

Частите на зъбното колело са в динамичната трансмисионна система и грапавостта на зъбната повърхност ще повлияе на тяхната NVH производителност. Експерименталните резултати показват, че при същото натоварване и скорост, колкото по-голяма е грапавостта на повърхността, толкова по-големи са вибрациите и шумът на системата; Когато натоварването и скоростта се увеличат, вибрациите и шумът се увеличават по-очевидно.

През последните години проектите за нови енергийни редуктори се увеличиха бързо и показват тенденцията на развитие на висока скорост и голям въртящ момент. В момента максималният въртящ момент на нашия нов енергиен редуктор е 354N · m, а максималната скорост е 16000r/min, която ще бъде увеличена до повече от 20000r/min в бъдеще. При такива работни условия трябва да се вземе предвид влиянието на увеличаването на грапавостта на зъбната повърхност върху NVH ефективността на системата.

Мерки за подобряване на грапавостта на повърхността на зъбите след песъчинка

Процесът на дробестене след шлифоване на зъбно колело може да подобри якостта на контактна умора на зъбната повърхност на зъбното колело и якостта на умора при огъване на корена на зъба. Ако този процес трябва да се използва поради съображения за якост в процеса на проектиране на зъбно колело, за да се вземе под внимание NVH производителността на системата, грапавостта на повърхността на зъбите на зъбното колело след дробестене може да бъде подобрена от следните аспекти:

а. Оптимизирайте параметрите на процеса на дробеструйно уплътняване и контролирайте усилването на грапавостта на повърхността на зъба след дробестепяване с предпоставката за осигуряване на остатъчното напрежение на натиск. Това изисква много тестове на процеса и гъвкавостта на процеса не е силна.

b. Композитният процес на дробеструйно уплътняване е възприет, т.е. след завършване на дробеструйното уплътняване с нормална якост се добавя още едно дробестероло. Повишената якост на процеса на ударно уплътняване обикновено е малка. Типът и размерът на материалите за изстрел може да се регулира, като например керамичен изстрел, стъклен изстрел или изрязан от стоманена тел изстрел с по-малък размер.

c. След песъчинката се добавят процеси като полиране на зъбната повърхност и свободно хонинговане.

В тази статия е изследвана грапавостта на повърхността на зъба при различни условия на процеса на дробестене и различни части преди и след дробестене и са направени следните заключения въз основа на литературата:

◆ Дробното уплътняване ще увеличи грапавостта на повърхността на зъба, което се влияе от характеристиките на частите преди дробеструйното уплътняване, параметрите на процеса на дробестене и други фактори, като тези фактори също са ключовите фактори, влияещи върху остатъчното напрежение на натиск;

◆ При съществуващите условия на партиден производствен процес, максималната грапавост на повърхността на зъбите след дробеструйно уплътняване е 3,1 пъти по-голяма от тази преди дробеструйно уплътняване;

◆ Увеличаването на грапавостта на зъбната повърхност ще увеличи вибрациите и шума на системата. Колкото по-големи са въртящият момент и скоростта, толкова по-очевидно е увеличаването на вибрациите и шума;

◆ Грапавостта на повърхността на зъба след ударно набиване може да бъде подобрена чрез оптимизиране на параметрите на процеса на нагнетяване, композитно набиване, добавяне на полиране или свободно хонинговане след набиване и т.н. Оптимизирането на параметрите на процеса на набиване се очаква да контролира усилването на грапавостта до около 1,5 пъти.