Många delar avde nya energireducerande kugghjulenochbilväxlarProjektet kräver kulblästring efter kugghjulsslipning, vilket försämrar tandytans kvalitet och till och med påverkar systemets NVH-prestanda. Denna artikel studerar tandytans ojämnhet vid olika kulblästringsprocessförhållanden och olika delar före och efter kulblästring. Resultaten visar att kulblästring ökar tandytans ojämnhet, vilket påverkas av delarnas egenskaper, kulblästringsprocessparametrar och andra faktorer. Under befintliga batchproduktionsprocesser är den maximala tandytans ojämnhet efter kulblästring 3,1 gånger den före kulblästring. Inverkan av tandytans ojämnhet på NVH-prestanda diskuteras, och åtgärder för att förbättra ojämnheten efter kulblästring föreslås.

Mot ovanstående bakgrund diskuterar denna artikel utifrån följande tre aspekter:

Inverkan av parametrar för kulblästringsprocessen på tandytans grovhet;

Förstärkningsgraden av kulblästring på tandytans ojämnhet under befintliga satsvisa produktionsförhållanden;

Inverkan av ökad tandytojämnhet på NVH-prestanda och åtgärder för att förbättra ojämnheten efter kulblästring.

Kulblästring avser den process där ett flertal små projektiler med hög hårdhet och hög hastighet träffar ytan på en del. Under projektilens höghastighetsstöt kommer delens yta att bilda gropar och plastisk deformation uppstår. Organisationerna runt groparna kommer att motstå denna deformation och generera kvarvarande tryckspänning. Överlappningen av många gropar kommer att bilda ett enhetligt kvarvarande tryckspänningsskikt på delens yta, vilket förbättrar delens utmattningshållfasthet. Beroende på hur man uppnår hög hastighet med kulblästring delas kulblästring generellt in i tryckluftskulblästring och centrifugalkulblästring, såsom visas i figur 1.

Tryckluftsblästring använder tryckluft som kraft för att spruta kulorna från pistolen; Centrifugalblästring använder en motor för att driva pumphjulet att rotera med hög hastighet för att kasta ut kulorna. De viktigaste processparametrarna för kulblästring inkluderar mättnadsstyrka, täckningsgrad och kulblästringsmediets egenskaper (material, storlek, form, hårdhet). Mättnadsstyrka är en parameter för att karakterisera kulblästringsstyrkan, vilken uttrycks av båghöjden (dvs. böjningsgraden av Almen-teststycket efter kulblästring); Täckningsgraden avser förhållandet mellan den area som täcks av gropen efter kulblästring och den totala arean av det kulblästrade området; Vanligt förekommande kulblästringsmedier inkluderar ståltrådskärkulor, gjutna stålkulor, keramiska kulor, glaskulor etc. Storleken, formen och hårdheten hos kulblästringsmedier varierar. De allmänna processkraven för transmissionsaxeldelar visas i tabell 1.

Testdelen är mellanaxeldrev 1/6 av ett hybridprojekt. Växelstrukturen visas i figur 2. Efter slipning är tandytans mikrostruktur grad 2, ythårdheten är 710HV30 och det effektiva härdningsskiktets djup är 0,65 mm, allt inom de tekniska kraven. Tandytans ojämnhet före kulblästring visas i tabell 3 och tandprofilens noggrannhet visas i tabell 4. Det framgår att tandytans ojämnhet före kulblästring är god och tandprofilkurvan är jämn.

Testplan och testparametrar

I testet används en tryckluftsmaskin för kulblästring. På grund av testförhållandena är det omöjligt att verifiera effekten av kulblästringsmediets egenskaper (material, storlek, hårdhet). Därför är egenskaperna hos kulblästringsmediet konstanta i testet. Endast effekten av mättnadsstyrka och täckning på tandytans ojämnhet efter kulblästring verifieras. Se tabell 2 för testschemat. Den specifika bestämningsprocessen för testparametrar är följande: rita mättnadskurvan (Figur 3) genom Almen-kupongtestet för att bestämma mättnadspunkten, för att låsa tryckluftstrycket, stålkulflödet, munstyckets rörelsehastighet, munstyckets avstånd från delar och andra utrustningsparametrar.

testresultat

Data för tandytans ojämnhet efter kulblästring visas i tabell 3, och tandprofilens noggrannhet visas i tabell 4. Det framgår att tandytans ojämnhet ökar under de fyra kulblästringsförhållandena och tandprofilkurvan blir konkav och konvex efter kulblästring. Förhållandet mellan ojämnheten efter sprutning och ojämnheten före sprutning används för att karakterisera ojämnhetsförstoringen (tabell 3). Det framgår att ojämnhetsförstoringen är olika under de fyra processförhållandena.

Batchspårning av förstoring av tandytans grovhet med kulblästring

Testresultaten i avsnitt 3 visar att tandytans ojämnhet ökar i varierande grad efter kulblästring med olika processer. För att fullt ut förstå förstärkningen av kulblästring på tandytans ojämnhet och öka antalet prover valdes 5 artiklar, 5 typer och totalt 44 delar ut för att spåra ojämnheten före och efter kulblästring under förhållandena för batchproduktion av kulblästringsprocessen. Se tabell 5 för fysikalisk och kemisk information samt information om kulblästringsprocess för spårade delar efter kugghjulsslipning. Ojämnhets- och förstoringsdata för främre och bakre tandytor före kulblästring visas i figur 4. Figur 4 visar att intervallet för tandytans ojämnhet före kulblästring är Rz1,6 μm-Rz4,3 μm; Efter kulblästring ökar ojämnheten och fördelningsområdet är Rz2,3 μm-Rz6,7 μm; Den maximala ojämnheten kan förstärkas till 3,1 gånger före kulblästring.

Påverkande faktorer för tandytans ojämnhet efter kulblästring

Av principen för kulblästring framgår att den höga hårdheten och höghastighetsrörelsen av kulorna lämnar otaliga gropar på detaljens yta, vilket är källan till kvarvarande tryckspänning. Samtidigt kommer dessa gropar att öka ytjämnheten. Delarnas egenskaper före kulblästring och parametrarna för kulblästringsprocessen kommer att påverka ytjämnheten efter kulblästring, såsom anges i tabell 6. I avsnitt 3 i denna artikel ökar tandytans ytjämnhet efter kulblästring i olika grad under de fyra processförhållandena. I detta test finns det två variabler, nämligen ytjämnhet före kulblästring och processparametrar (mättnadsstyrka eller täckning), som inte exakt kan bestämma förhållandet mellan ytjämnheten efter kulblästring och varje enskild påverkande faktor. För närvarande har många forskare forskat om detta och lagt fram en teoretisk prediktionsmodell för ytjämnhet efter kulblästring baserad på finita elementsimulering, som används för att förutsäga motsvarande ytjämnhetsvärden för olika kulblästringsprocesser.

Baserat på faktiska erfarenheter och andra forskares forskning kan man spekulera i hur olika faktorer påverkas, såsom visas i tabell 6. Det framgår att ojämnheten efter kulblästring i stor utsträckning påverkas av många faktorer, vilka också är nyckelfaktorer som påverkar den kvarvarande tryckspänningen. För att minska ojämnheten efter kulblästring med förutsättningen att säkerställa den kvarvarande tryckspänningen krävs ett stort antal processtester för att kontinuerligt optimera parameterkombinationen.

Inverkan av tandytans grovhet på systemets NVH-prestanda

Kugghjulsdelar finns i det dynamiska transmissionssystemet, och tandytans ojämnhet kommer att påverka deras NVH-prestanda. De experimentella resultaten visar att under samma belastning och hastighet, ju större ytjämnhet, desto större är vibrationerna och bullret i systemet; när belastningen och hastigheten ökar ökar vibrationerna och bullret mer tydligt.

Under senare år har projekten med nya energireducerare ökat snabbt och visar en utvecklingstrend mot hög hastighet och stort vridmoment. För närvarande är det maximala vridmomentet för vår nya energireducerare 354 N·m, och den maximala hastigheten är 16000 r/min, vilket kommer att ökas till mer än 20000 r/min i framtiden. Under sådana arbetsförhållanden måste man beakta hur den ökade tandytans grovhet påverkar systemets NVH-prestanda.

Förbättringsåtgärder för tandytans ojämnhet efter kulblästring

Kulblästringsprocessen efter kuggslipning kan förbättra kontaktutmattningshållfastheten hos kuggens yta och böjutmattningshållfastheten hos kuggroten. Om denna process måste användas på grund av hållfasthetsskäl i kuggkonstruktionsprocessen, för att ta hänsyn till systemets NVH-prestanda, kan ojämnheten hos kuggens yta efter kulblästring förbättras ur följande aspekter:

a. Optimera parametrarna för kulblästringsprocessen och kontrollera förstärkningen av tandytans ojämnhet efter kulblästring med förutsättningen att säkerställa kvarvarande tryckspänning. Detta kräver många processtester, och processens mångsidighet är inte stark.

b. Kompositkulblästringsprocessen används, det vill säga att efter att normal kulblästring har avslutats läggs ytterligare kulblästring till. Den ökade kulblästringsprocessens hållfasthet är vanligtvis liten. Typ och storlek på kulmaterialen kan justeras, såsom keramiska kulor, glaskulor eller ståltrådskurna kulor med mindre storlek.

c. Efter kulblästring läggs processer som polering av tandytan och frislipning till.

I denna artikel studeras tandytans ojämnhet vid olika kulblästringsprocessförhållanden och olika delar före och efter kulblästring, och följande slutsatser dras baserat på litteraturen:

◆ Kulblästring ökar tandytans ojämnhet, vilket påverkas av delarnas egenskaper före kulblästring, kulblästringsprocessens parametrar och andra faktorer, och dessa faktorer är också nyckelfaktorer som påverkar den kvarvarande tryckspänningen;

◆ Under befintliga satsproduktionsförhållanden är den maximala tandytans ojämnhet efter kulblästring 3,1 gånger den före kulblästring;

◆ Ökningen av tandytans ojämnhet kommer att öka systemets vibrationer och buller. Ju högre vridmoment och hastighet, desto tydligare blir ökningen av vibrationer och buller;

◆ Tandytans ojämnhet efter kulblästring kan förbättras genom att optimera parametrarna för kulblästringsprocessen, kompositkulblästring, lägga till polering eller fri honing efter kulblästring, etc. Optimeringen av parametrarna för kulblästringsprocessen förväntas kontrollera ojämnhetsförstärkningen till cirka 1,5 gånger.