Mange dele afde nye energireduktionsgearogautomotive gearprojekt kræver slibning efter gearslibning, hvilket vil forringe kvaliteten af ​​tandoverfladen og endda påvirke systemets NVH-ydelse. Dette papir studerer tandoverfladeruheden af ​​forskellige betingelser for gnidning og forskellige dele før og efter gnidning. Resultaterne viser, at gnidning vil øge tandens overfladeruhed, hvilket påvirkes af deles egenskaber, parametre for gnidningsprocessen og andre faktorer; Under de eksisterende batch-produktionsprocesforhold er den maksimale tandoverfladeruhed efter gnidning 3,1 gange højere end før gnidning. Indflydelsen af ​​tandoverfladeruhed på NVH-ydeevne diskuteres, og foranstaltningerne til forbedring af ruheden efter kugleblæsning foreslås.

Under ovenstående baggrund diskuterer dette papir fra følgende tre aspekter:

Indflydelse af parametre for shotpeening-proces på tandoverfladeruhed;

Amplifikationsgraden af ​​shot-peening på tandoverfladeruhed under de eksisterende batchproduktionsprocesforhold;

Indvirkning af øget tandoverfladeruhed på NVH-ydelse og foranstaltninger til forbedring af ruheden efter gnidning.

Shot peening refererer til den proces, hvor adskillige små projektiler med høj hårdhed og højhastighedsbevægelse rammer overfladen af ​​dele. Under projektilets højhastighedspåvirkning vil overfladen af ​​delen producere gruber, og der vil forekomme plastisk deformation. Organisationerne omkring gruberne vil modstå denne deformation og generere resterende trykspænding. Overlapningen af ​​talrige fordybninger vil danne et ensartet resterende trykspændingslag på delens overflade, hvilket forbedrer delens udmattelsesstyrke. I overensstemmelse med den måde, hvorpå man opnår høj hastighed ved skud, opdeles skudblæsning generelt i trykluft skudblæsning og centrifugal skudblæsning, som vist i figur 1.

Trykluft shot peening tager trykluft som kraft til at sprøjte skuddet fra pistolen; Centrifugalsprængning bruger en motor til at drive pumpehjulet til at rotere med høj hastighed for at kaste skuddet. De vigtigste procesparametre for shotpeening omfatter mætningsstyrke, dækning og shotpeening-mediumegenskaber (materiale, størrelse, form, hårdhed). Mætningsstyrke er en parameter til at karakterisere skudstyrken, som udtrykkes ved buehøjden (dvs. bøjningsgraden af ​​Almen-prøvestykket efter skudblæsning); Dækningsgrad refererer til forholdet mellem det område, der er dækket af brønden efter skudblæsning, og det samlede areal af det skudblæsede område; Almindeligt anvendte haglblæsningsmedier omfatter ståltrådskærehagl, støbt stålhagl, keramisk hagl, glashagl osv. Størrelsen, formen og hårdheden af ​​haglskæremedierne er af forskellige kvaliteter. De generelle proceskrav til transmissionsgearakseldele er vist i tabel 1.

Testdelen er mellemakseltandhjulet 1/6 af et hybridprojekt. Gearstrukturen er vist i figur 2. Efter slibning er tandoverflademikrostrukturen Grade 2, overfladehårdheden er 710HV30, og den effektive hærdelagsdybde er 0,65 mm, alt inden for de tekniske krav. Tandoverfladeruheden før gnidning er vist i Tabel 3, og tandprofilens nøjagtighed er vist i Tabel 4. Det ses, at tandoverfladeruheden før gnidning er god, og tandprofilkurven er glat.

Testplan og testparametre

Trykluftsprøjtemaskine anvendes i testen. På grund af testbetingelserne er det umuligt at verificere virkningen af ​​kulblæsningsmediets egenskaber (materiale, størrelse, hårdhed). Derfor er egenskaberne af haglskylningsmedium konstante i testen. Kun virkningen af ​​mætningsstyrke og dækning på tandoverfladeruheden efter gnidning verificeres. Se tabel 2 for testskemaet. Den specifikke bestemmelsesproces for testparametre er som følger: Tegn mætningskurven (Figur 3) gennem Almen kupontest for at bestemme mætningspunktet for at låse tryklufttrykket, stålskudsflowet, dysens bevægelseshastighed, dysens afstand fra delene og andre udstyrsparametre.

testresultat

Tandoverfladeruhedsdata efter gnidning er vist i Tabel 3, og tandprofilens nøjagtighed er vist i Tabel 4. Det kan ses, at under de fire gnidningsbetingelser øges tandoverfladeruheden, og tandprofilkurven bliver konkav og konveks efter shot peening. Forholdet mellem ruheden efter sprøjtning og ruheden før sprøjtning anvendes til at karakterisere ruhedsforstørrelsen (tabel 3). Det kan ses, at ruhedsforstørrelsen er forskellig under de fire procesbetingelser.

Batch-sporing af forstørrelse af tandoverfladeruhed ved shot pening

Testresultaterne i sektion 3 viser, at tandoverfladeruheden øges i varierende grad efter kulblæsning med forskellige processer. For fuldt ud at forstå forstærkningen af ​​kugleblæsning på tandoverfladeruhed og øge antallet af prøver, blev 5 emner, 5 typer og 44 dele i alt udvalgt til at spore ruheden før og efter shot-blandning under betingelserne for batchproduktion peening proces. Se tabel 5 for de fysiske og kemiske oplysninger og information om snavsblæsningsprocesser for sporede dele efter gearslibning. Ruheds- og forstørrelsesdata for forreste og bagerste tandoverflader før kulblæsning er vist i fig. 4. Figur 4 viser, at området for tandoverfladeruhed før kulblæsning er Rz1,6 μ m-Rz4,3 μ m; ruheden øges, og fordelingsområdet er Rz2,3 μ m-Rz6,7 μ m； Det maksimale ruheden kan forstærkes til 3,1 gange før skudblæsning.

Faktorer, der påvirker tandoverfladeruheden efter gnidning

Det kan ses ud fra princippet om shot peening, at den høje hårdhed og højhastigheds-bevægelige hagl efterlader utallige gruber på delfladen, som er kilden til resterende trykspænding. Samtidig er disse gruber forpligtet til at øge overfladeruheden. Karakteristikaene for delene før kulblæsning og procesparametrene for kulblæsning vil påvirke ruheden efter kugleblæsning, som angivet i tabel 6. I afsnit 3 af dette papir, under de fire procesbetingelser, stiger tandoverfladeruheden efter kugleblæsning til til forskellige grader. I denne test er der to variable, nemlig pre-shot ruhed og procesparametre (mætningsstyrke eller dækning), som ikke nøjagtigt kan bestemme forholdet mellem post-shot pening ruhed og hver enkelt indflydelsesfaktor. På nuværende tidspunkt har mange forskere forsket i dette og fremlagt en teoretisk forudsigelsesmodel for overfladeruhed efter shot-peening baseret på finite element-simulering, som bruges til at forudsige de tilsvarende ruhedsværdier for forskellige shot-peening-processer.

Baseret på de faktiske erfaringer og andre forskeres forskning, kan forskellige faktorers indflydelsesmåder spekuleres som vist i tabel 6. Det kan ses, at ruheden efter shot peening er omfattende påvirket af mange faktorer, som også er nøglefaktorerne påvirker den resterende trykspænding. For at reducere ruheden efter kulblæsning under forudsætning af at sikre den resterende trykspænding, kræves der et stort antal procesforsøg for løbende at optimere parameterkombinationen.

Indflydelse af tandoverfladeruhed på systemets NVH-ydelse

Geardele er i det dynamiske transmissionssystem, og tandoverfladens ruhed vil påvirke deres NVH-ydelse. Forsøgsresultaterne viser, at under samme belastning og hastighed, jo større overfladeruhed er, jo større er vibrationer og støj i systemet; Når belastningen og hastigheden øges, øges vibrationen og støjen mere tydeligt.

I de seneste år er projekterne med nye energireducere steget hurtigt og viser udviklingstendensen med høj hastighed og stort drejningsmoment. På nuværende tidspunkt er det maksimale drejningsmoment for vores nye energireducer 354N · m, og den maksimale hastighed er 16000r/min, hvilket vil blive øget til mere end 20000r/min i fremtiden. Under sådanne arbejdsforhold skal indflydelsen af ​​øget tandoverfladeruhed på systemets NVH-ydelse tages i betragtning.

Forbedringsforanstaltninger for tandoverfladeruhed efter gnidning

Skudblæsningsprocessen efter tandhjulsslibning kan forbedre kontakttræthedsstyrken på tandhjulets overflade og bøjningstræthedsstyrken af ​​tandroden. Hvis denne proces skal bruges på grund af styrkemæssige årsager i geardesignprocessen, for at tage hensyn til systemets NVH-ydelse, kan ruheden af ​​geartandoverfladen efter shot-peening forbedres ud fra følgende aspekter:

en. Optimer parametrene for shot-peening-processen, og kontroller forstærkningen af ​​tandoverfladeruheden efter shot-peening under forudsætning af at sikre den resterende trykspænding. Dette kræver mange procestests, og procesalsidigheden er ikke stærk.

b. Den sammensatte shotpeening-proces anvendes, det vil sige, efter at den normale styrke shotpeening er afsluttet, tilføjes endnu en shot pening. Den øgede shotpeening processtyrke er normalt lille. Typen og størrelsen af ​​shotmaterialer kan justeres, såsom keramisk shot, glas shot eller ståltrådsskåret shot med mindre størrelse.

c. Efter shotpeening tilføjes processer som tandoverfladepolering og fri honing.

I dette papir studeres tandoverfladeruheden af ​​forskellige gnidningsprocesforhold og forskellige dele før og efter gnidning, og følgende konklusioner er draget baseret på litteratur:

◆ Skudblæsning vil øge tandoverfladeruheden, som påvirkes af karakteristika af dele før gnidning, parametre for skudblæsning og andre faktorer, og disse faktorer er også nøglefaktorerne, der påvirker den resterende trykspænding;

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

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

◆ Tandoverfladeruheden efter kulblæsning kan forbedres ved at optimere parametrene for kulblæsningsprocessen, sammensat kulblæsning, tilføje polering eller fri slibning efter kulblæsning osv. Optimeringen af ​​kulblæsningsprocessens parametre forventes at styre ruhedsforstærkningen til cirka 1,5 gange.