Multe părți alenoile angrenaje reductoare de energieşiangrenaje autoProiectul necesită prelucrarea cu alice după rectificarea angrenajelor, ceea ce va deteriora calitatea suprafeței dintelui și chiar va afecta performanța NVH a sistemului. Această lucrare studiază rugozitatea suprafeței dintelui în diferite condiții ale procesului de prelucrare cu alice și la diferite piese înainte și după prelucrare. Rezultatele arată că prelucrarea cu alice va crește rugozitatea suprafeței dintelui, care este afectată de caracteristicile pieselor, parametrii procesului de prelucrare cu alice și alți factori; În condițiile existente ale procesului de producție în loturi, rugozitatea maximă a suprafeței dintelui după prelucrare cu alice este de 3,1 ori mai mare decât cea de dinainte de prelucrare. Se discută influența rugozității suprafeței dintelui asupra performanței NVH și se propun măsuri de îmbunătățire a rugozității după prelucrare.

În contextul menționat mai sus, această lucrare analizează următoarele trei aspecte:

Influența parametrilor procesului de jet de sablare asupra rugozității suprafeței dintelui;

Gradul de amplificare al shot peening-ului asupra rugozității suprafeței dintelui în condițiile existente ale procesului de producție în loturi;

Impactul creșterii rugozității suprafeței dintelui asupra performanței NVH și măsuri de îmbunătățire a rugozității după cioplire cu alice.

Golirea prin alice se referă la procesul în care numeroase proiectile mici, cu duritate ridicată și mișcare rapidă, lovesc suprafața pieselor. Sub impactul de mare viteză al proiectilului, suprafața piesei va produce gropițe și va avea loc o deformare plastică. Organizările din jurul gropițelor vor rezista acestei deformări și vor genera o tensiune de compresiune reziduală. Suprapunerea numeroaselor gropițe va forma un strat uniform de tensiune de compresiune reziduală pe suprafața piesei, îmbunătățind astfel rezistența la oboseală a piesei. Conform modului de obținere a vitezei mari prin alice, golirea prin alice este în general împărțită în golire cu aer comprimat și golire centrifugală, așa cum se arată în Figura 1.

Sablarea cu aer comprimat utilizează aer comprimat ca energie pentru a pulveriza alicele din pistol; Sablarea centrifugă utilizează un motor pentru a acționa rotorul să se rotească la viteză mare pentru a arunca alicele. Parametrii cheie ai procesului de sablare includ rezistența la saturație, acoperirea și proprietățile mediului de sablare (material, dimensiune, formă, duritate). Rezistența la saturație este un parametru care caracterizează rezistența la sablare, care este exprimată prin înălțimea arcului (adică gradul de îndoire al epruvetei Almen după sablare); Rata de acoperire se referă la raportul dintre suprafața acoperită de groapă după sablare și suprafața totală a zonei sablate; Mediile de sablare utilizate în mod obișnuit includ alicele de tăiere a sârmei de oțel, alicele de oțel turnat, alicele ceramice, alicele de sticlă etc. Dimensiunea, forma și duritatea mediilor de sablare sunt de diferite grade. Cerințele generale ale procesului pentru piesele arborelui angrenajului sunt prezentate în Tabelul 1.

Piesa de testare este roata dințată intermediară 1/6 a unui proiect hibrid. Structura roții dințate este prezentată în Figura 2. După rectificare, microstructura suprafeței dintelui este de Gradul 2, duritatea suprafeței este 710HV30, iar adâncimea efectivă a stratului de întărire este de 0,65 mm, toate încadrându-se în cerințele tehnice. Rugozitatea suprafeței dintelui înainte de ciocănire este prezentată în Tabelul 3, iar precizia profilului dintelui este prezentată în Tabelul 4. Se poate observa că rugozitatea suprafeței dintelui înainte de ciocănire este bună, iar curba profilului dintelui este netedă.

Planul de testare și parametrii de testare

În test se utilizează o mașină de cioplit cu aer comprimat. Din cauza condițiilor de testare, este imposibil să se verifice impactul proprietăților mediului de cioplit (material, dimensiune, duritate). Prin urmare, proprietățile mediului de cioplit sunt constante în test. Se verifică doar impactul rezistenței la saturație și al acoperirii asupra rugozității suprafeței dintelui după cioplire. Consultați Tabelul 2 pentru schema de testare. Procesul specific de determinare a parametrilor de testare este următorul: trasați curba de saturație (Figura 3) prin testul cu cupon Almen pentru a determina punctul de saturație, astfel încât să se blocheze presiunea aerului comprimat, debitul de alice de oțel, viteza de mișcare a duzei, distanța duzei față de piese și alți parametri ai echipamentului.

rezultatul testului

Datele privind rugozitatea suprafeței dintelui după jet de alice sunt prezentate în Tabelul 3, iar precizia profilului dintelui este prezentată în Tabelul 4. Se poate observa că în cele patru condiții de jet de alice, rugozitatea suprafeței dintelui crește, iar curba profilului dintelui devine concavă și convexă după jet de alice. Raportul dintre rugozitatea după pulverizare și rugozitatea înainte de pulverizare este utilizat pentru a caracteriza mărirea rugozității (Tabelul 3). Se poate observa că mărirea rugozității este diferită în cele patru condiții de proces.

Urmărirea în loturi a măririi rugozității suprafeței dentare prin cioplire cu alice

Rezultatele testelor din Secțiunea 3 arată că rugozitatea suprafeței dintelui crește în grade diferite după ciocănirea cu alice prin diferite procese. Pentru a înțelege pe deplin amplificarea ciocănirii cu alice asupra rugozității suprafeței dintelui și pentru a crește numărul de probe, au fost selectate 5 articole, 5 tipuri și 44 de piese în total, pentru a urmări rugozitatea înainte și după ciocănire în condițiile procesului de ciocănire în producție pe loturi. Consultați Tabelul 5 pentru informații fizice și chimice și informații despre procesul de ciocănire cu alice a pieselor urmărite după rectificarea angrenajelor. Datele de rugozitate și mărire a suprafețelor dintelui față și spate înainte de ciocănire sunt prezentate în Fig. 4. Figura 4 arată că intervalul de rugozitate a suprafeței dintelui înainte de ciocănire este Rz1,6 μ m-Rz4,3 μ m; După ciocănire, rugozitatea crește, iar intervalul de distribuție este Rz2,3 μ m-Rz6,7 μ m; Rugozitatea maximă poate fi amplificată de 3,1 ori înainte de ciocănire.

Factorii care influențează rugozitatea suprafeței dentare după cioplire cu alice

Din principiul prelucrării cu alice se poate observa că duritatea ridicată și viteza mare a alicei lasă nenumărate gropițe pe suprafața piesei, ceea ce reprezintă sursa tensiunii de compresiune reziduale. În același timp, aceste gropițe vor crește rugozitatea suprafeței. Caracteristicile pieselor înainte de prelucrarea cu alice și parametrii procesului de prelucrere cu alice vor afecta rugozitatea după prelucrere, așa cum este prezentat în Tabelul 6. În Secțiunea 3 a acestei lucrări, în cele patru condiții de proces, rugozitatea suprafeței dintelui după prelucrere cu alice crește în grade diferite. În acest test, există două variabile, și anume, rugozitatea pre-prelucrere și parametrii procesului (rezistența la saturație sau acoperirea), care nu pot determina cu exactitate relația dintre rugozitatea post-prelucrere cu alice și fiecare factor de influență în parte. În prezent, mulți cercetători au efectuat cercetări în acest sens și au prezentat un model teoretic de predicție a rugozității suprafeței după prelucrere cu alice bazat pe simularea cu elemente finite, care este utilizat pentru a prezice valorile de rugozitate corespunzătoare ale diferitelor procese de prelucrere cu alice.

Pe baza experienței actuale și a cercetărilor altor cercetători, modurile de influență ale diferiților factori pot fi speculate, așa cum se arată în Tabelul 6. Se poate observa că rugozitatea după jet de alice este afectată în mod complex de mulți factori, care sunt și factorii cheie care afectează tensiunea de compresiune reziduală. Pentru a reduce rugozitatea după jet de alice, având în vedere asigurarea tensiunii de compresiune reziduale, este necesar un număr mare de teste de proces pentru a optimiza continuu combinația de parametri.

Influența rugozității suprafeței dintelui asupra performanței NVH a sistemului

Piesele angrenajelor fac parte din sistemul de transmisie dinamică, iar rugozitatea suprafeței dintelui le va afecta performanța NVH. Rezultatele experimentale arată că, sub aceeași sarcină și viteză, cu cât rugozitatea suprafeței este mai mare, cu atât vibrațiile și zgomotul sistemului sunt mai mari; când sarcina și viteza cresc, vibrațiile și zgomotul cresc mai evident.

În ultimii ani, proiectele de noi reductoare de energie au crescut rapid și arată tendința de dezvoltare a vitezei mari și a cuplului mare. În prezent, cuplul maxim al noului nostru reductor de energie este de 354 N · m, iar viteza maximă este de 16000 r/min, urmând să crească la peste 20000 r/min în viitor. În astfel de condiții de lucru, trebuie luată în considerare influența creșterii rugozității suprafeței dintelui asupra performanței NVH a sistemului.

Măsuri de îmbunătățire a rugozității suprafeței dentare după cioplire cu alice

Procesul de jet de alice după rectificarea roților dințate poate îmbunătăți rezistența la oboseală prin contact a suprafeței dintelui roții dințate și rezistența la oboseală prin încovoiere a rădăcinii dintelui. Dacă acest proces trebuie utilizat din motive de rezistență în procesul de proiectare a roților dințate, pentru a lua în considerare performanța NVH a sistemului, rugozitatea suprafeței dintelui roții dințate după jet de alice poate fi îmbunătățită din următoarele aspecte:

a. Optimizați parametrii procesului de cioplire cu alice și controlați amplificarea rugozității suprafeței dintelui după cioplire, având în vedere asigurarea tensiunii de compresiune reziduale. Acest lucru necesită numeroase teste de proces, iar versatilitatea procesului nu este mare.

b. Se adoptă procesul de shot peening compozit, adică, după finalizarea shot peening-ului cu rezistență normală, se adaugă o altă shot peening. Rezistența crescută a procesului de shot peening este de obicei mică. Tipul și dimensiunea materialelor ametrallate pot fi ajustate, cum ar fi ametrallate ceramice, ametrallate de sticlă sau ametrallate tăiate din sârmă de oțel cu dimensiuni mai mici.

c. După cioplirea cu alice, se adaugă procese precum lustruirea suprafeței dentare și honuirea liberă.

În această lucrare, este studiată rugozitatea suprafeței dintelui în diferite condiții de proces de shot peening și la diferite piese înainte și după shot peening, iar pe baza literaturii de specialitate se trag următoarele concluzii:

◆ Prelucrarea cu alice va crește rugozitatea suprafeței dintelui, care este afectată de caracteristicile pieselor înainte de prelucrare, de parametrii procesului de prelucrare cu alice și de alți factori, iar acești factori sunt, de asemenea, factorii cheie care afectează tensiunea de compresiune reziduală;

◆ În condițiile existente ale procesului de producție în loturi, rugozitatea maximă a suprafeței dintelui după jet de alice este de 3,1 ori mai mare decât cea de dinainte de jet de alice;

◆ Creșterea rugozității suprafeței dintelui va crește vibrațiile și zgomotul sistemului. Cu cât cuplul și turația sunt mai mari, cu atât creșterea vibrațiilor și a zgomotului este mai evidentă;

◆ Rugozitatea suprafeței dintelui după jet de alice poate fi îmbunătățită prin optimizarea parametrilor procesului de jet de alice, jet de alice compozit, adăugarea de lustruire sau honuire liberă după jet de alice etc. Se așteaptă ca optimizarea parametrilor procesului de jet de alice să controleze amplificarea rugozității de aproximativ 1,5 ori.