Många delar avde nya energireducerande växlarnaochfordonsväxlarprojekt kräver kulblästring efter kuggslipning, vilket kommer att försämra kvaliteten på tandytan och till och med påverka systemets NVH-prestanda.Denna uppsats studerar tandytans grovhet för olika kulblästringsprocessförhållanden och olika delar före och efter kulblästring.Resultaten visar att kulblästring kommer att öka tandytans grovhet, vilket påverkas av delarnas egenskaper, kulblästringsprocessparametrar och andra faktorer;Under befintliga produktionsprocessförhållanden är den maximala tandytans ojämnhet efter kulblästring 3,1 gånger högre än före kulblästring.Tandytans inverkan på NVH-prestanda diskuteras och åtgärderna för att förbättra grovheten efter kulblästring föreslås.

Under ovanstående bakgrund diskuterar detta dokument från följande tre aspekter:

Inverkan av kulblästringsprocessparametrar på tandytans grovhet;

Förstärkningsgraden för kulblästring på tandytans ojämnhet under de befintliga produktionsprocessförhållandena för batch;

Inverkan av ökad tandytråhet på NVH-prestanda och åtgärder för att förbättra grovheten efter kulblästring.

Shot peening hänvisar till den process där många små projektiler med hög hårdhet och höghastighetsrörelse träffar ytan på delar.Under projektilens höghastighetspåverkan kommer delens yta att producera gropar och plastisk deformation kommer att inträffa.Organisationerna runt groparna kommer att motstå denna deformation och generera kvarvarande tryckspänning.Överlappningen av ett flertal gropar kommer att bilda ett likformigt kvarvarande tryckspänningsskikt på delens yta, vilket förbättrar delens utmattningshållfasthet.Beroende på sättet att uppnå hög hastighet med skott, delas kulblästring i allmänhet in i tryckluftskulblästring och centrifugalkulblästring, som visas i figur 1.

Penning med tryckluftsskott tar tryckluft som kraft för att spruta skottet från pistolen;Centrifugalkulsprängning använder en motor för att driva pumphjulet att rotera med hög hastighet för att kasta kulan.De viktigaste processparametrarna för kulblästring inkluderar mättnadshållfasthet, täckning och kulblästringsmediumegenskaper (material, storlek, form, hårdhet).Mättnadshållfasthet är en parameter för att karakterisera kulblästringsstyrkan, vilken uttrycks av båghöjden (dvs. böjgraden för Almen-provbiten efter kulblästring);Täckningsgrad hänvisar till förhållandet mellan det område som täcks av gropen efter kulblästring och den totala arean av det kulblädda området;Vanligt använda kulblästringsmedier inkluderar ståltrådsskärhagel, gjutstålhagel, keramikkulor, glaskulor etc. Storleken, formen och hårdheten på kulblästringsmediet är av olika kvalitet.De allmänna processkraven för transmissionskuggaxeldelar visas i tabell 1.

Testdelen är mellanaxeldrevet 1/6 i ett hybridprojekt.Kugghjulsstrukturen 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 kan ses att tandytans grovhet före kulblästring är god och tandprofilkurvan är jämn.

Testplan och testparametrar

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

testresultat

Tandytans grovhetsdata efter kulblästring visas i tabell 3, och tandprofilens noggrannhet visas i tabell 4. Det kan ses att under de fyra kulblästringsförhållandena ökar tandytans grovhet och tandprofilkurvan blir konkav och konvex efter kulblästring.Förhållandet mellan grovheten efter sprutning och grovheten före sprutningen används för att karakterisera grovhetsförstoringen (tabell 3).Det kan ses att grovhetsförstoringen är annorlunda under de fyra processbetingelserna.

Satsspårning av förstoring av tandytans grovhet genom kulblästring

Testresultaten i avsnitt 3 visar att tandytans grovhet ökar i olika grad efter kulblästring med olika processer.För att till fullo förstå förstärkningen av kulblästring på tandytans ojämnhet och öka antalet prover valdes 5 artiklar, 5 typer och totalt 44 delar ut för att spåra grovheten före och efter kulblästring under betingelserna för batchproduktionsskott blästringsprocessen.Se tabell 5 för fysikalisk och kemisk information och kulblästringsprocessinformation för spårade delar efter kuggslipning.Grovhets- och förstoringsdata för främre och bakre tandytor före kulblästring visas i fig. 4. Figur 4 visar att intervallet för tandytans ojämnhet före kulblästring är Rz1,6 μ m-Rz4,3 μ m； Efter kulblästring, ojämnheten ökar, och fördelningsområdet är Rz2,3 μ m-Rz6,7 μ m； Den maximala grovheten kan förstärkas till 3,1 gånger före kulblästring.

Faktorer som påverkar tandytans grovhet efter kulblästring

Det framgår av principen för kulblästring att den höga hårdheten och det snabba rörliga kulet lämnar otaliga gropar på delytan, vilket är källan till kvarvarande tryckspänning.Samtidigt är dessa gropar bundna att öka ytjämnheten.Delarnas egenskaper före kulblästring och kulblästringsprocessparametrarna kommer att påverka grovheten efter kulblästring, enligt listan i tabell 6. I avsnitt 3 i detta dokument, under de fyra processförhållandena, ökar tandytans ojämnhet efter kulblästring till till olika grader.I det här testet finns det två variabler, nämligen förskottsgrovhet och processparametrar (mättnadshållfasthet eller täckning), som inte exakt kan bestämma förhållandet mellan efterskottblästringsgrovhet och varje enskild påverkande faktor.För närvarande har många forskare forskat på detta och lagt fram en teoretisk prediktionsmodell av ytjämnhet efter kulblästring baserad på finita elementsimulering, som används för att förutsäga motsvarande grovhetsvärden för olika kulblästringsprocesser.

Baserat på de faktiska erfarenheterna och andra forskares forskning kan olika faktorers inflytandelägen spekuleras som visas i tabell 6. Det kan ses att grovheten efter kulblästring i stor utsträckning påverkas av många faktorer, som också är nyckelfaktorerna påverkar den kvarvarande tryckspänningen.För att minska grovheten efter kulblästring under förutsättningen att säkerställa kvarvarande tryckspänning 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 är, desto större vibrationer och buller i systemet;När belastningen och hastigheten ökar ökar vibrationerna och bullret tydligare.

Under de senaste åren har projekten med nya energireducerare ökat snabbt och visar utvecklingstrenden med hög hastighet och stort vridmoment.För närvarande är det maximala vridmomentet för vår nya energireducerare 354N · m, och maxhastigheten är 16000r/min, vilket kommer att ökas till mer än 20000r/min i framtiden.Under sådana arbetsförhållanden måste inverkan av ökningen av tandytans ojämnhet på systemets NVH-prestanda beaktas.

Förbättringsåtgärder för tandytans grovhet efter kulblästring

Kulblästringsprocessen efter kuggslipning kan förbättra kontaktutmattningshållfastheten hos kugghjulets yta och böjningsutmattningsstyrkan hos tandroten.Om denna process måste användas på grund av hållfasthetsskäl i växeldesignprocessen, för att ta hänsyn till systemets NVH-prestanda, kan grovheten på kugghjulets yta efter kulblästring förbättras utifrån följande aspekter:

a.Optimera parametrarna för kulblästringsprocessen och kontrollera förstärkningen av tandytans ojämnhet efter kulblästring under förutsättning att den kvarvarande tryckspänningen säkerställs.Detta kräver många processtester, och processmångsidigheten är inte stark.

b.Den sammansatta kulblästringsprocessen antas, det vill säga efter att den normala kulblästringen har slutförts läggs ytterligare en kulblästring till.Den ökade kulblästringsprocessens styrka är vanligtvis liten.Typen och storleken på kulmaterial kan justeras, såsom keramikhagel, glashagel eller ståltrådskurna hagel med mindre storlek.

c.Efter kulblästring tillsätts processer som tandytspolering och fri honing.

I denna artikel studeras tandytans grovhet för olika kulblästringsprocessförhållanden och olika delar före och efter kulblästring, och följande slutsatser dras baserat på litteratur:

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

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

◆ Ökningen av tandytans ojämnhet kommer att öka vibrationerna och ljudet i systemet.Ju större vridmoment och hastighet, desto mer uppenbar ökning av vibrationer och buller;

◆ Tandytans ojämnhet efter kulblästring kan förbättras genom att optimera kulblästringsprocessens parametrar, sammansatt kulblästring, lägga till polering eller fri slipning efter kulblästring, etc. Optimeringen av kulblästringsprocessens parametrar förväntas styra grovhetsförstärkningen till ca 1,5 gånger.