Mange dele afde nye energireducerende gearogbiludstyrProjektet kræver kuglepeening efter tandhjulsslibning, hvilket vil forringe tandoverfladens kvalitet og endda påvirke systemets NVH-ydeevne. Denne artikel undersøger tandoverfladeruheden under forskellige kuglepeening-procesforhold og forskellige dele før og efter kuglepeening. Resultaterne viser, at kuglepeening vil øge tandoverfladeruheden, hvilket påvirkes af delenes egenskaber, kuglepeening-procesparametre og andre faktorer. Under de eksisterende batchproduktionsprocesforhold er den maksimale tandoverfladeruhed efter kuglepeening 3,1 gange den før kuglepeening. Indflydelsen af ​​tandoverfladeruhed på NVH-ydeevne diskuteres, og foranstaltninger til at forbedre ruheden efter kuglepeening foreslås.

Med ovenstående baggrund diskuterer denne artikel følgende tre aspekter:

Indflydelse af parametre for kugleblæsningsproces på tandoverfladeruhed;

Forstærkningsgraden af ​​kuglepeening på tandoverfladeruhed under de eksisterende batchproduktionsprocesforhold;

Indvirkning af øget tandoverfladeruhed på NVH-ydeevne og foranstaltninger til forbedring af ruheden efter kuglepeening.

Kuglepeening refererer til den proces, hvor adskillige små projektiler med høj hårdhed og højhastighedsbevægelse rammer overfladen af ​​​​dele. Under projektilets højhastighedspåvirkning vil delens overflade danne huller, og der vil opstå plastisk deformation. Organisationerne omkring hullerne vil modstå denne deformation og generere resterende trykspænding. Overlapningen af ​​​​talrige huller vil danne et ensartet resterende trykspændingslag på delens overflade, hvilket forbedrer delens udmattelsesstyrke. I henhold til metoden til at opnå høj hastighed ved kuglepeening er kuglepeening generelt opdelt i trykluftkuglepeening og centrifugalkuglepeening, som vist i figur 1.

Trykluftkugleblæsning bruger trykluft som kraft til at sprøjte skuddene fra pistolen; Centrifugalkugleblæsning bruger en motor til at drive impelleren til at rotere med høj hastighed for at kaste skuddene. De vigtigste procesparametre for kugleblæsning inkluderer mætningsstyrke, dækningsgrad og kugleblæsningsmediets egenskaber (materiale, størrelse, form, hårdhed). Mætningsstyrke er en parameter til at karakterisere kugleblæsningsstyrken, som udtrykkes ved buehøjden (dvs. bøjningsgraden af ​​Almen-teststykket efter kugleblæsning); Dækningsgraden refererer til forholdet mellem det areal, der er dækket af hullet efter kugleblæsning, og det samlede areal af det kugleblæste område; Almindeligt anvendte kugleblæsningsmedier inkluderer ståltrådsskærekugler, støbte stålkugler, keramiske kugler, glaskugler osv. Størrelsen, formen og hårdheden af ​​kugleblæsningsmedier er af forskellige kvaliteter. De generelle proceskrav til transmissionsgearakseldele er vist i tabel 1.

Testdelen er mellemakselgearet 1/6 af et hybridprojekt. Gearstrukturen er vist i figur 2. Efter slibning er tandoverfladen mikrostruktur grad 2, overfladehårdheden er 710HV30, og den effektive hærdningslagdybde er 0,65 mm, alt inden for de tekniske krav. Tandoverfladeruheden før kuglepeening er vist i tabel 3, og tandprofilnøjagtigheden er vist i tabel 4. Det kan ses, at tandoverfladeruheden før kuglepeening er god, og tandprofilkurven er jævn.

Testplan og testparametre

Der anvendes en trykluftkugleblæsningsmaskine i testen. På grund af testforholdene er det umuligt at verificere virkningen af ​​kugleblæsningsmediets egenskaber (materiale, størrelse, hårdhed). Derfor er egenskaberne af kugleblæsningsmediet konstante i testen. Kun virkningen af ​​mætningsstyrke og dækning på tandoverfladeruheden efter kugleblæsning verificeres. Se tabel 2 for testskemaet. Den specifikke bestemmelsesproces for testparametre er som følger: Tegn mætningskurven (Figur 3) ved hjælp af Almen-kupontesten for at bestemme mætningspunktet for at låse tryklufttrykket, stålkuglestrømmen, dysens bevægelseshastighed, dysens afstand fra dele og andre udstyrsparametre.

testresultat

Data for tandoverfladeruhed efter kuglepeening er vist i tabel 3, og tandprofilnøjagtigheden er vist i tabel 4. Det kan ses, at tandoverfladeruheden øges under de fire kuglepeening-betingelser, og tandprofilkurven bliver konkav og konveks efter kuglepeening. Forholdet mellem ruheden efter sprøjtning og ruheden før sprøjtning bruges til at karakterisere ruhedsforstørrelsen (tabel 3). Det kan ses, at ruhedsforstørrelsen er forskellig under de fire procesbetingelser.

Batchsporing af forstørrelse af tandoverfladeruhed ved hjælp af kuglepeening

Testresultaterne i afsnit 3 viser, at tandoverfladeruheden stiger i varierende grad efter kuglepeening med forskellige processer. For fuldt ud at forstå forstærkningen af ​​kuglepeening på tandoverfladeruheden og øge antallet af prøver blev 5 emner, 5 typer og i alt 44 dele udvalgt til at spore ruheden før og efter kuglepeening under betingelserne for batchproduktion af kuglepeeningprocessen. Se tabel 5 for fysiske og kemiske oplysninger samt oplysninger om kuglepeeningprocessen for sporede dele efter tandhjulsslibning. Ruheds- og forstørrelsesdata for forreste og bageste tandoverflader før kuglepeening er vist i figur 4. Figur 4 viser, at intervallet for tandoverfladeruhed før kuglepeening er Rz1,6 μm-Rz4,3 μm; Efter kuglepeening øges ruheden, og fordelingsområdet er Rz2,3 μm-Rz6,7 μm; Den maksimale ruhed kan forstærkes til 3,1 gange før kuglepeening.

Faktorer, der påvirker tandoverfladeruhed efter kuglepeening

Det kan ses ud fra princippet bag kuglepeening, at den høje hårdhed og højhastighedsbevægelsen af ​​​​kuglestykker efterlader utallige huller på emnets overflade, hvilket er kilden til resterende trykspænding. Samtidig er disse huller uundgåeligt at øge overfladeruheden. Emnernes egenskaber før kuglepeening og parametrene for kuglepeeningprocessen vil påvirke ruheden efter kuglepeening, som anført i tabel 6. I afsnit 3 i denne artikel øges tandoverfladeruheden efter kuglepeening i forskellig grad under de fire procesbetingelser. I denne test er der to variabler, nemlig ruhed før kuglepeening og procesparametre (mætningsstyrke eller dækning), som ikke nøjagtigt kan bestemme forholdet mellem ruhed efter kuglepeening og hver enkelt påvirkende faktor. I øjeblikket har mange forskere forsket i dette og fremsat en teoretisk forudsigelsesmodel for overfladeruhed efter kuglepeening baseret på finite element-simulering, som bruges til at forudsige de tilsvarende ruhedsværdier for forskellige kuglepeeningprocesser.

Baseret på faktiske erfaringer og andre forskeres forskning kan der spekuleres i påvirkningsmåderne for forskellige faktorer, som vist i tabel 6. Det kan ses, at ruheden efter kuglepeening i høj grad påvirkes af mange faktorer, som også er nøglefaktorer, der påvirker den resterende trykspænding. For at reducere ruheden efter kuglepeening under forudsætning af at sikre den resterende trykspænding kræves et stort antal procestests for løbende at optimere parameterkombinationen.

Indflydelse af tandoverfladeruhed på systemets NVH-ydeevne

Geardele er i det dynamiske transmissionssystem, og tandoverfladeruheden vil påvirke deres NVH-ydeevne. De eksperimentelle resultater viser, at under den samme belastning og hastighed, jo større overfladeruheden er, desto større er vibrationerne og støjen i systemet; når belastningen og hastigheden øges, øges vibrationerne og støjen mere tydeligt.

I de senere år er projekterne med nye energireduktionsgear steget hurtigt og viser en udviklingstendens med høj hastighed og stort drejningsmoment. I øjeblikket er det maksimale drejningsmoment for vores nye energireduktionsgear 354 N·m, og den maksimale hastighed er 16000 o/min, hvilket vil blive øget til mere end 20000 o/min i fremtiden. Under sådanne arbejdsforhold skal indflydelsen af ​​​​den øgede tandoverfladeruhed på systemets NVH-ydeevne tages i betragtning.

Forbedringsforanstaltninger for tandoverfladeruhed efter kuglepeening

Kugleblæsningsprocessen efter tandhjulsslibning kan forbedre kontaktudmattelsesstyrken på tandhjulets tandoverflade og bøjningsudmattelsesstyrken på tandroden. Hvis denne proces skal anvendes af styrkeårsager i tandhjulsdesignprocessen, kan ruheden på tandhjulets tandoverflade efter kugleblæsning forbedres ud fra følgende aspekter for at tage hensyn til systemets NVH-ydeevne:

a. Optimer parametrene for kugleblæsningsprocessen, og kontroller forstærkningen af ​​tandoverfladeruheden efter kugleblæsning med den forudsætning, at den resterende trykspænding sikres. Dette kræver mange procestests, og processens alsidighed er ikke stærk.

b. Der anvendes en kompositkuglepeeningproces, dvs. efter at den normale kuglepeening er fuldført, tilføjes en ny kuglepeening. Den øgede kuglepeeningprocesstyrke er normalt lille. Typen og størrelsen af ​​kuglematerialer kan justeres, såsom keramiske kugler, glaskugler eller ståltrådsskårne kugler med mindre størrelse.

c. Efter kugleblæsning tilføjes processer som polering af tandoverfladen og fri honing.

I denne artikel undersøges tandoverfladeruheden under forskellige kuglepeeningsprocesforhold og forskellige dele før og efter kuglepeening, og følgende konklusioner drages baseret på litteraturen:

◆ Kugleblæsning vil øge tandoverfladeruheden, hvilket påvirkes af delenes egenskaber før kugleblæsning, kugleblæsningsprocessens parametre og andre faktorer, og disse faktorer er også de vigtigste faktorer, der påvirker den resterende trykspænding;

◆ Under de eksisterende batchproduktionsprocesforhold er den maksimale tandoverfladeruhed efter kuglepeening 3,1 gange den før kuglepeening;

◆ Forøgelsen af ​​tandoverfladeruheden vil øge systemets vibrationer og støj. Jo større drejningsmoment og hastighed, desto mere tydelig er stigningen i vibrationer og støj;

◆ Tandoverfladeruheden efter kuglepeening kan forbedres ved at optimere parametrene for kuglepeening-processen, kuglepeening med kompositmateriale, tilføje polering eller fri honing efter kuglepeening osv. Optimeringen af ​​parametrene for kuglepeening-processen forventes at kontrollere ruhedsforstærkningen til ca. 1,5 gange.