Mnogi dijelovinovi reduktori energijeiautomobilski zupčaniciProjekt zahtijeva sačmarenje nakon brušenja zupčanika, što će pogoršati kvalitetu površine zuba, pa čak i utjecati na NVH performanse sustava. Ovaj rad proučava hrapavost površine zuba u različitim uvjetima procesa sačmarenja i različitih dijelova prije i nakon sačmarenja. Rezultati pokazuju da sačmarenje povećava hrapavost površine zuba, na što utječu karakteristike dijelova, parametri procesa sačmarenja i drugi čimbenici; U postojećim uvjetima procesa serijske proizvodnje, maksimalna hrapavost površine zuba nakon sačmarenja je 3,1 puta veća nego prije sačmarenja. Raspravlja se utjecaj hrapavosti površine zuba na NVH performanse i predlažu se mjere za poboljšanje hrapavosti nakon sačmarenja.

U skladu s gore navedenim, ovaj rad razmatra sljedeća tri aspekta:

Utjecaj parametara procesa sačmarstva na hrapavost površine zuba;

Stupanj pojačanja sačmarenjem hrapavosti površine zuba pod postojećim uvjetima procesa serijske proizvodnje;

Utjecaj povećane hrapavosti površine zuba na NVH performanse i mjere za poboljšanje hrapavosti nakon sačmarstva.

Sačmarenje se odnosi na proces u kojem brojni mali projektili visoke tvrdoće i brzine kretanja udaraju u površinu dijelova. Pod utjecajem projektila velikom brzinom, površina dijela stvara udubljenja i dolazi do plastične deformacije. Tvari oko udubljenja odupiru se toj deformaciji i stvaraju zaostala tlačna naprezanja. Preklapanje brojnih udubljenja formirat će ujednačen sloj zaostalih tlačnih naprezanja na površini dijela, čime se poboljšava čvrstoća dijela na zamor. Prema načinu postizanja velike brzine sačmarenjem, sačmarenje se općenito dijeli na sačmarenje komprimiranim zrakom i centrifugalno sačmarenje, kao što je prikazano na slici 1.

Sačmarenje komprimiranim zrakom koristi komprimirani zrak kao pogon za raspršivanje kuglica iz pištolja; Centrifugalno sačmarenje koristi motor za pogon impelera koji se okreće velikom brzinom kako bi izbacio kuglice. Ključni parametri procesa sačmarenja uključuju čvrstoću zasićenja, pokrivenost i svojstva medija za sačmarenje (materijal, veličina, oblik, tvrdoća). Čvrstoća zasićenja je parametar koji karakterizira čvrstoću sačmarenja, a izražava se visinom luka (tj. stupnjem savijanja Almenovog ispitnog uzorka nakon sačmarenja); Stopa pokrivenosti odnosi se na omjer površine prekrivene udubljenjem nakon sačmarenja i ukupne površine sačmarenog područja; Uobičajeno korišteni mediji za sačmarenje uključuju sačmu za rezanje čelične žice, sačmu od lijevanog čelika, keramičku sačmu, staklenu sačmu itd. Veličina, oblik i tvrdoća medija za sačmarenje su različitih stupnjeva. Opći zahtjevi procesa za dijelove osovine zupčanika mjenjača prikazani su u Tablici 1.

Ispitni dio je zupčanik međuvratila 1/6 hibridnog projekta. Struktura zupčanika prikazana je na slici 2. Nakon brušenja, mikrostruktura površine zuba je stupnja 2, tvrdoća površine je 710HV30, a efektivna dubina sloja kaljenja je 0,65 mm, sve unutar tehničkih zahtjeva. Hrapavost površine zuba prije sačmarenja prikazana je u tablici 3, a točnost profila zuba prikazana je u tablici 4. Može se vidjeti da je hrapavost površine zuba prije sačmarenja dobra, a krivulja profila zuba glatka.

Plan testiranja i parametri testiranja

U ispitivanju se koristi stroj za sačmarenje komprimiranim zrakom. Zbog uvjeta ispitivanja, nemoguće je provjeriti utjecaj svojstava medija za sačmarenje (materijal, veličina, tvrdoća). Stoga su svojstva medija za sačmarenje u ispitivanju konstantna. Provjerava se samo utjecaj čvrstoće zasićenja i pokrivenosti na hrapavost površine zuba nakon sačmarenja. Shemu ispitivanja pogledajte u Tablici 2. Specifičan postupak određivanja parametara ispitivanja je sljedeći: nacrtajte krivulju zasićenja (Slika 3) pomoću Almenovog kuponskog testa kako biste odredili točku zasićenja, kako biste blokirali tlak komprimiranog zraka, protok čelične sačme, brzinu kretanja mlaznice, udaljenost mlaznice od dijelova i ostale parametre opreme.

rezultat testa

Podaci o hrapavosti površine zuba nakon sačmarenja prikazani su u Tablici 3, a točnost profila zuba prikazana je u Tablici 4. Može se vidjeti da se pod četiri uvjeta sačmarenja hrapavost površine zuba povećava, a krivulja profila zuba postaje konkavna i konveksna nakon sačmarenja. Omjer hrapavosti nakon prskanja i hrapavosti prije prskanja koristi se za karakterizaciju povećanja hrapavosti (Tablica 3). Može se vidjeti da je povećanje hrapavosti različito pod četiri uvjeta procesa.

Praćenje serije povećanja hrapavosti površine zuba sačmarnim udarom

Rezultati ispitivanja u Odjeljku 3 pokazuju da se hrapavost površine zuba povećava u različitim stupnjevima nakon sačmaranja različitim postupcima. Kako bi se u potpunosti razumio učinak sačmaranja na hrapavost površine zuba i povećao broj uzoraka, odabrano je 5 predmeta, 5 vrsta i ukupno 44 dijela za praćenje hrapavosti prije i nakon sačmaranja u uvjetima procesa sačmaranja u serijskoj proizvodnji. Pogledajte Tablicu 5 za fizičke i kemijske informacije i informacije o procesu sačmaranja praćenih dijelova nakon brušenja zupčanika. Podaci o hrapavosti i uvećanju prednjih i stražnjih površina zuba prije sačmaranja prikazani su na Sl. 4. Slika 4 pokazuje da je raspon hrapavosti površine zuba prije sačmaranja Rz1,6 μm - Rz4,3 μm; Nakon sačmaranja, hrapavost se povećava, a raspon distribucije je Rz2,3 μm - Rz6,7 μm; Maksimalna hrapavost može se povećati do 3,1 puta prije sačmaranja.

Utjecajni faktori hrapavosti površine zuba nakon sačmarstva

Iz principa sačmarenja može se vidjeti da visoka tvrdoća i brzo kretanje sačme ostavljaju bezbrojne udubine na površini dijela, što je izvor zaostalog tlačnog naprezanja. Istovremeno, te udubine će vjerojatno povećati hrapavost površine. Karakteristike dijelova prije sačmarenja i parametri procesa sačmarenja utjecat će na hrapavost nakon sačmarenja, kao što je navedeno u Tablici 6. U odjeljku 3 ovog rada, pod četiri uvjeta procesa, hrapavost površine zuba nakon sačmarenja povećava se u različitim stupnjevima. U ovom ispitivanju postoje dvije varijable, naime hrapavost prije sačmarenja i parametri procesa (čvrstoća zasićenja ili pokrivenost), koji ne mogu točno odrediti odnos između hrapavosti nakon sačmarenja i svakog pojedinog utjecajnog faktora. Trenutno su mnogi znanstvenici istraživali ovo i predložili teorijski model predviđanja hrapavosti površine nakon sačmarenja na temelju simulacije konačnih elemenata, koji se koristi za predviđanje odgovarajućih vrijednosti hrapavosti različitih procesa sačmarenja.

Na temelju stvarnog iskustva i istraživanja drugih znanstvenika, mogu se nagađati načini utjecaja različitih čimbenika, kao što je prikazano u Tablici 6. Može se vidjeti da na hrapavost nakon sačmarenja sveobuhvatno utječu mnogi čimbenici, koji su ujedno i ključni čimbenici koji utječu na preostalo tlačno naprezanje. Kako bi se smanjila hrapavost nakon sačmarenja uz pretpostavku osiguranja preostalog tlačnog naprezanja, potreban je veliki broj procesnih ispitivanja kako bi se kontinuirano optimizirala kombinacija parametara.

Utjecaj hrapavosti površine zuba na NVH performanse sustava

Dijelovi zupčanika nalaze se u dinamičkom prijenosnom sustavu, a hrapavost površine zuba utjecat će na njihove NVH performanse. Eksperimentalni rezultati pokazuju da pod istim opterećenjem i brzinom, što je veća hrapavost površine, to su veće vibracije i buka sustava; Kada se opterećenje i brzina povećaju, vibracije i buka se očitije povećavaju.

Posljednjih godina, projekti novih reduktora energije su se brzo povećali i pokazuju trend razvoja velikih brzina i velikog okretnog momenta. Trenutno, maksimalni okretni moment našeg novog reduktora energije je 354 N · m, a maksimalna brzina je 16000 o/min, koja će se u budućnosti povećati na više od 20000 o/min. U takvim radnim uvjetima, mora se uzeti u obzir utjecaj povećanja hrapavosti površine zuba na NVH performanse sustava.

Mjere za poboljšanje hrapavosti površine zuba nakon sačmarstva

Postupak sačmarenjem nakon brušenja zupčanika može poboljšati kontaktnu čvrstoću na umor površine zuba zupčanika i čvrstoću na umor savijanjem korijena zuba. Ako se ovaj postupak mora koristiti zbog čvrstoće u procesu projektiranja zupčanika, kako bi se uzele u obzir NVH performanse sustava, hrapavost površine zuba zupčanika nakon sačmarenjem može se poboljšati iz sljedećih aspekata:

a. Optimizirati parametre procesa sačmarenjem i kontrolirati povećanje hrapavosti površine zuba nakon sačmarenjem uz pretpostavku osiguranja preostalog tlačnog naprezanja. To zahtijeva mnogo procesnih ispitivanja, a svestranost procesa nije jaka.

b. Uvodi se postupak kompozitnog sačmaranja, odnosno nakon završetka sačmaranja normalne čvrstoće, dodaje se još jedno sačmarenje. Povećana čvrstoća procesa sačmaranja obično je mala. Vrsta i veličina materijala za sačmu mogu se prilagoditi, kao što su keramička sačma, staklena sačma ili sačma od čelične žice manje veličine.

c. Nakon sačmarskog čišćenja dodaju se procesi poput poliranja površine zuba i slobodnog honanja.

U ovom radu proučava se hrapavost površine zuba u različitim uvjetima procesa sačmarenja i različitih dijelova prije i nakon sačmarenja, te se na temelju literature izvode sljedeći zaključci:

◆ Sačmarenje će povećati hrapavost površine zuba, na što utječu karakteristike dijelova prije sačmarenje, parametri procesa sačmarenje i drugi čimbenici, a ti čimbenici su ujedno i ključni čimbenici koji utječu na preostalo tlačno naprezanje;

◆ U postojećim uvjetima procesa serijske proizvodnje, maksimalna hrapavost površine zuba nakon sačmaranja je 3,1 puta veća nego prije sačmaranja;

◆ Povećanje hrapavosti površine zuba povećat će vibracije i buku sustava. Što je veći okretni moment i brzina, to je očitije povećanje vibracija i buke;

◆ Hrapavost površine zuba nakon sačmarenja može se poboljšati optimizacijom parametara procesa sačmarenja, sačmarenjem kompozitnih materijala, dodavanjem poliranja ili slobodnog honanja nakon sačmarenja itd. Očekuje se da će optimizacija parametara procesa sačmarenja kontrolirati povećanje hrapavosti do oko 1,5 puta.