Moltes parts deels nous engranatges reductors d'energiaiengranatges d'automocióEl projecte requereix un granallat després de la mòlta de l'engranatge, que deteriorarà la qualitat de la superfície de la dent i fins i tot afectarà el rendiment NVH del sistema. Aquest article estudia la rugositat de la superfície de la dent de diferents condicions del procés de granallat i diferents parts abans i després del granallat. Els resultats mostren que el granallat augmentarà la rugositat de la superfície de la dent, que es veu afectada per les característiques de les peces, els paràmetres del procés de granallament i altres factors; En les condicions del procés de producció per lots existents, la rugositat màxima de la superfície de la dent després del granallat és de 3,1 vegades més que abans del granallat. Es discuteix la influència de la rugositat de la superfície de la dent en el rendiment de NVH i es proposen les mesures per millorar la rugositat després del granallat.

Sota els antecedents anteriors, aquest article tracta des dels tres aspectes següents:

Influència dels paràmetres del procés de granallat sobre la rugositat de la superfície de la dent;

El grau d'amplificació de granallament a la rugositat de la superfície de la dent en les condicions del procés de producció per lots existents;

Impacte de l'augment de la rugositat de la superfície de la dent en el rendiment NVH i mesures per millorar la rugositat després del granallat.

El Shot Peening es refereix al procés en què nombrosos projectils petits amb gran duresa i moviment d'alta velocitat impacten a la superfície de les peces. Sota l'impacte d'alta velocitat del projectil, la superfície de la peça produirà fosses i es produirà una deformació plàstica. Les organitzacions al voltant de les fosses resistiran aquesta deformació i generaran esforços de compressió residuals. La superposició de nombroses fosses formarà una capa d'esforç de compressió residual uniforme a la superfície de la peça, millorant així la resistència a la fatiga de la peça. Segons la manera d'obtenir alta velocitat per granalla, el granallat es divideix generalment en granallat amb aire comprimit i granalla centrífuga, tal com es mostra a la figura 1.

El granallat amb aire comprimit pren l'aire comprimit com a potència per ruixar el tret des de la pistola; El granat centrífug utilitza un motor per impulsar l'impulsor perquè giri a gran velocitat per llançar el tret. Els paràmetres clau del procés de granallat inclouen la força de saturació, la cobertura i les propietats del mitjà de granallat (material, mida, forma, duresa). La força de saturació és un paràmetre per caracteritzar la força de granallament, que s'expressa per l'alçada de l'arc (és a dir, el grau de flexió de la peça d'assaig Almen després del granallat); La taxa de cobertura es refereix a la proporció de l'àrea coberta per la fossa després del granallat a l'àrea total de l'àrea de granalla; Els mitjans de granallat utilitzats habitualment inclouen granalla de tall de filferro d'acer, granalla d'acer fosa, granalla de ceràmica, granalla de vidre, etc. La mida, forma i duresa dels mitjans de granallat són de diferents graus. Els requisits generals del procés per a les peces de l'eix de l'engranatge de la transmissió es mostren a la taula 1.

La part de prova és l'engranatge de l'eix intermedi 1/6 d'un projecte híbrid. L'estructura de l'engranatge es mostra a la figura 2. Després de la mòlta, la microestructura de la superfície de la dent és de grau 2, la duresa de la superfície és de 710HV30 i la profunditat efectiva de la capa d'enduriment és de 0,65 mm, tot dins dels requisits tècnics. La rugositat de la superfície de la dent abans del granallat es mostra a la taula 3, i la precisió del perfil de la dent es mostra a la taula 4. Es pot veure que la rugositat de la superfície de la dent abans del granallat és bona i la corba del perfil de la dent és suau.

Pla de prova i paràmetres de prova

A la prova s'utilitza una màquina de granallada amb aire comprimit. A causa de les condicions de prova, és impossible verificar l'impacte de les propietats del mitjà de granallat (material, mida, duresa). Per tant, les propietats del medi de granallament són constants en la prova. Només es verifica l'impacte de la força de saturació i la cobertura sobre la rugositat de la superfície de la dent després del granallat. Vegeu la taula 2 per a l'esquema de prova. El procés de determinació específic dels paràmetres de prova és el següent: dibuixeu la corba de saturació (figura 3) mitjançant la prova del cupó d'Almen per determinar el punt de saturació, per tal de bloquejar la pressió de l'aire comprimit, el flux de tir d'acer, la velocitat de moviment del filtre, la distància del filtre de les peces. i altres paràmetres de l'equip.

resultat de la prova

Les dades de rugositat de la superfície de la dent després del granallat es mostren a la taula 3, i la precisió del perfil de la dent es mostra a la taula 4. Es pot veure que en les quatre condicions de granallament, la rugositat de la superfície de la dent augmenta i la corba del perfil de la dent es torna còncava i convex després del granallat. La relació entre la rugositat després de la polvorització i la rugositat abans de la polvorització s'utilitza per caracteritzar l'augment de la rugositat (taula 3). Es pot veure que l'augment de la rugositat és diferent en les quatre condicions del procés.

Seguiment per lots de l'ampliació de la rugositat de la superfície de la dent per granallament

Els resultats de les proves de la secció 3 mostren que la rugositat de la superfície de la dent augmenta en diferents graus després del granallat amb diferents processos. Per tal d'entendre completament l'amplificació del granallat a la rugositat de la superfície de la dent i augmentar el nombre de mostres, es van seleccionar 5 articles, 5 tipus i 44 parts en total per fer un seguiment de la rugositat abans i després del granallat en les condicions de producció per lots. procés de peening. Vegeu la Taula 5 per a la informació física i química i la informació sobre el procés de granallat de les peces seguides després del rectificat d'engranatges. Les dades de rugositat i augment de les superfícies de les dents davanteres i posteriors abans del granallat es mostren a la figura 4. La figura 4 mostra que el rang de rugositat de la superfície de la dent abans del granallat és de Rz1,6 μm-Rz4,3 μm； Després del granallat, la rugositat augmenta i el rang de distribució és Rz2,3 μ m-Rz6,7 μ m; La rugositat màxima pot ser amplificat a 3,1 vegades abans del granallat.

Factors que influeixen en la rugositat de la superfície dental després del granallat

Des del principi de granallament es pot veure que l'alta duresa i el tret mòbil d'alta velocitat deixen innombrables fosses a la superfície de la peça, que és la font d'estrès de compressió residual. Al mateix temps, aquests pous estan obligats a augmentar la rugositat de la superfície. Les característiques de les peces abans del granallat i els paràmetres del procés de granallament afectaran la rugositat després del granallat, tal com es mostra a la Taula 6. A la secció 3 d'aquest document, sota les quatre condicions del procés, la rugositat de la superfície de la dent després del granallat augmenta a diferents graus. En aquesta prova, hi ha dues variables, a saber, la rugositat prèvia al tret i els paràmetres del procés (resistència de saturació o cobertura), que no poden determinar amb precisió la relació entre la rugositat posterior al granallat i cada factor d'influència. Actualment, molts estudiosos han fet investigacions sobre això i han proposat un model de predicció teòric de la rugositat de la superfície després del granallat basat en la simulació d'elements finits, que s'utilitza per predir els valors de rugositat corresponents de diferents processos de granallament.

A partir de l'experiència real i de la investigació d'altres estudiosos, es poden especular els modes d'influència de diversos factors, tal com es mostra a la Taula 6. Es pot veure que la rugositat després del granallat es veu àmpliament afectada per molts factors, que també són els factors clau. afecta la tensió de compressió residual. Per tal de reduir la rugositat després del granallat amb la premissa d'assegurar l'estrès de compressió residual, es requereix un gran nombre de proves de procés per optimitzar contínuament la combinació de paràmetres.

Influència de la rugositat de la superfície de la dent en el rendiment NVH del sistema

Les peces de l'engranatge es troben al sistema de transmissió dinàmic i la rugositat de la superfície de la dent afectarà el seu rendiment NVH. Els resultats experimentals mostren que amb la mateixa càrrega i velocitat, com més gran sigui la rugositat de la superfície, més gran serà la vibració i el soroll del sistema; Quan la càrrega i la velocitat augmenten, la vibració i el soroll augmenten de manera més evident.

En els darrers anys, els projectes de nous reductors d'energia han augmentat ràpidament i mostren la tendència de desenvolupament d'alta velocitat i gran parell. Actualment, el parell màxim del nostre nou reductor d'energia és de 354 N · m, i la velocitat màxima és de 16.000 r/min, que s'incrementarà a més de 20.000 r/min en el futur. En aquestes condicions de treball, s'ha de tenir en compte la influència de l'augment de la rugositat de la superfície de la dent en el rendiment NVH del sistema.

Mesures de millora de la rugositat de la superfície dental després del granallat

El procés de granallat després de la mòlta de l'engranatge pot millorar la resistència a la fatiga de contacte de la superfície de la dent de l'engranatge i la resistència a la fatiga de flexió de l'arrel de la dent. Si aquest procés s'ha d'utilitzar per raons de força en el procés de disseny de l'engranatge, per tal de tenir en compte el rendiment NVH del sistema, la rugositat de la superfície de la dent de l'engranatge després del granallat es pot millorar des dels aspectes següents:

a. Optimitzeu els paràmetres del procés de granallament i controleu l'amplificació de la rugositat de la superfície de la dent després del granallat amb la premissa de garantir l'estrès de compressió residual. Això requereix moltes proves de procés i la versatilitat del procés no és forta.

b. S'adopta el procés de granallament compost, és a dir, un cop finalitzada la granalla de força normal, s'afegeix un altre granallat. L'augment de la força del procés de granallat sol ser petit. El tipus i la mida dels materials de granalla es poden ajustar, com ara granalla de ceràmica, granalla de vidre o granalla de filferro d'acer amb mida més petita.

c. Després del granallat, s'afegeixen processos com ara el poliment de la superfície de les dents i el poliment lliure.

En aquest article, s'estudia la rugositat de la superfície de la dent de diferents condicions del procés de granallat i diferents parts abans i després del granallat, i s'extreuen les conclusions següents basant-se en la literatura:

◆ El granallat augmentarà la rugositat de la superfície de la dent, que es veu afectada per les característiques de les peces abans del granallat, els paràmetres del procés de granallament i altres factors, i aquests factors també són els factors clau que afecten l'estrès de compressió residual;

◆ En les condicions del procés de producció per lots existents, la rugositat màxima de la superfície de la dent després del granallat és 3,1 vegades superior a abans del granallat;

◆ L'augment de la rugositat de la superfície de la dent augmentarà la vibració i el soroll del sistema. Com més gran sigui el parell i la velocitat, més evident serà l'augment de la vibració i el soroll;

◆ La rugositat de la superfície de la dent després del granallat es pot millorar optimitzant els paràmetres del procés de granallat, el granallat compost, afegint polit o polit lliure després del granallat, etc. S'espera que l'optimització dels paràmetres del procés de granallament controli l'amplificació de la rugositat a unes 1,5 vegades.