Veel delen vande nieuwe energiereductietandwielenenauto versnellingenproject vereisen kogelstralen na het slijpen van tandwielen, wat de kwaliteit van het tandoppervlak zal verslechteren en zelfs de NVH-prestaties van het systeem zal beïnvloeden.Dit artikel bestudeert de ruwheid van het tandoppervlak van verschillende procescondities voor kogelstralen en verschillende onderdelen voor en na kogelstralen.De resultaten laten zien dat kogelstralen de ruwheid van het tandoppervlak verhoogt, wat wordt beïnvloed door de kenmerken van onderdelen, procesparameters voor kogelstralen en andere factoren;Onder de huidige omstandigheden van het batchproductieproces is de maximale ruwheid van het tandoppervlak na kogelstralen 3,1 keer zo hoog als vóór kogelstralen.De invloed van de ruwheid van het tandoppervlak op de prestaties van NVH wordt besproken en er worden maatregelen voorgesteld om de ruwheid na kogelstralen te verbeteren.

Tegen de bovenstaande achtergrond bespreekt dit document de volgende drie aspecten:

Invloed van shotpeenprocesparameters op de ruwheid van het tandoppervlak;

De versterkingsgraad van kogelstralen op de ruwheid van het tandoppervlak onder de bestaande omstandigheden van het batchproductieproces;

Impact van verhoogde ruwheid van het tandoppervlak op NVH-prestaties en maatregelen om de ruwheid na kogelstralen te verbeteren.

Shotpeening verwijst naar het proces waarbij talloze kleine projectielen met een hoge hardheid en snelle beweging het oppervlak van onderdelen raken.Onder de snelle impact van het projectiel zal het oppervlak van het onderdeel putjes produceren en zal er plastische vervorming optreden.De organisaties rond de putten zullen deze vervorming weerstaan ​​en resterende drukspanning genereren.De overlapping van talloze putjes vormt een uniforme resterende drukspanningslaag op het oppervlak van het onderdeel, waardoor de vermoeiingssterkte van het onderdeel wordt verbeterd.Volgens de manier om hoge snelheid per schot te verkrijgen, wordt kogelstralen over het algemeen verdeeld in kogelstralen met perslucht en centrifugaal kogelstralen, zoals weergegeven in figuur 1.

Persluchtkogelstralen neemt perslucht als kracht om het schot uit het pistool te spuiten;Centrifugaal gritstralen gebruikt een motor om de waaier aan te drijven om met hoge snelheid te draaien om het schot te werpen.De belangrijkste procesparameters van shot peening zijn verzadigingssterkte, dekking en eigenschappen van shot peening medium (materiaal, grootte, vorm, hardheid).Verzadigingssterkte is een parameter om de sterkte van het kogelstralen te karakteriseren, die wordt uitgedrukt door de booghoogte (dwz de buiggraad van het Almen-proefstuk na kogelstralen);Dekkingsgraad verwijst naar de verhouding van het gebied bedekt door de put na kogelstralen tot het totale gebied van het kogelstraalgebied;Veelgebruikte shot peening-media zijn onder meer staaldraadsnijdende shot, gegoten stalen shot, keramische shot, glazen shot, enz. De grootte, vorm en hardheid van shot peening-media zijn van verschillende kwaliteiten.De algemene procesvereisten voor asonderdelen van transmissietandwielen worden weergegeven in tabel 1.

Het testonderdeel is het tussenas tandwiel 1/6 van een hybride project.De tandwielstructuur wordt getoond in figuur 2. Na het slijpen is de microstructuur van het tandoppervlak klasse 2, de oppervlaktehardheid is 710HV30 en de effectieve diepte van de verhardingslaag is 0,65 mm, allemaal binnen de technische vereisten.De ruwheid van het tandoppervlak vóór het kogelstralen wordt weergegeven in tabel 3 en de nauwkeurigheid van het tandprofiel wordt weergegeven in tabel 4. Te zien is dat de ruwheid van het tandoppervlak vóór het kogelstralen goed is en dat de curve van het tandprofiel glad is.

Testplan en testparameters

In de test wordt een persluchtstraalmachine gebruikt.Vanwege de testomstandigheden is het onmogelijk om de impact van de eigenschappen van het shot peening medium (materiaal, grootte, hardheid) te verifiëren.Daarom zijn de eigenschappen van shot peing medium constant in de test.Alleen de impact van verzadigingssterkte en dekking op de ruwheid van het tandoppervlak na kogelstralen wordt geverifieerd.Zie tabel 2 voor het testschema.Het specifieke bepalingsproces van testparameters is als volgt: teken de verzadigingscurve (figuur 3) door de Almen-coupontest om het verzadigingspunt te bepalen, om de persluchtdruk, de stroom van het staalschot, de bewegingssnelheid van het mondstuk, de afstand van het mondstuk tot onderdelen te vergrendelen en andere apparatuurparameters.

testresultaat

De gegevens over de ruwheid van het tandoppervlak na kogelstralen worden weergegeven in tabel 3 en de nauwkeurigheid van het tandprofiel wordt weergegeven in tabel 4. Het is te zien dat onder de vier omstandigheden voor kogelstralen de ruwheid van het tandoppervlak toeneemt en de kromming van het tandprofiel concaaf wordt en convex na kogelstralen.De verhouding van de ruwheid na het spuiten tot de ruwheid voor het spuiten wordt gebruikt om de ruwheidsvergroting te karakteriseren (Tabel 3).Te zien is dat de ruwheidsvergroting verschillend is onder de vier procescondities.

Batch-tracking van vergroting van de ruwheid van het tandoppervlak door middel van shot peening

De testresultaten in hoofdstuk 3 laten zien dat de ruwheid van het tandoppervlak in verschillende mate toeneemt na kogelstralen met verschillende processen.Om de versterking van kogelstralen op de ruwheid van het tandoppervlak volledig te begrijpen en het aantal monsters te vergroten, werden 5 items, 5 soorten en 44 onderdelen in totaal geselecteerd om de ruwheid voor en na kogelstralen te volgen onder de omstandigheden van batchproductie schot peening proces.Zie Tabel 5 voor de fysische en chemische informatie en informatie over het kogelstraalproces van geslepen onderdelen na het slijpen van tandwielen.Ruwheid en vergrotingsgegevens van de voorste en achterste tandoppervlakken vóór het kogelstralen worden getoond in Fig. 4. Figuur 4 laat zien dat het bereik van de ruwheid van het tandoppervlak vóór het kogelstralen Rz1,6 μm-Rz4,3 μm is; Na het kogelstralen, de ruwheid neemt toe en het distributiebereik is Rz2.3 μm-Rz6.7 μm; De maximale ruwheid kan worden versterkt tot 3,1 keer vóór het kogelstralen.

Beïnvloedende factoren van de ruwheid van het tandoppervlak na kogelstralen

Uit het principe van kogelstralen blijkt dat de hoge hardheid en het snel bewegende schot ontelbare putjes op het oppervlak van het onderdeel achterlaten, wat de bron is van resterende drukspanning.Tegelijkertijd zullen deze putjes de oppervlakteruwheid vergroten.De kenmerken van de onderdelen vóór het kogelstralen en de procesparameters voor het kogelstralen zijn van invloed op de ruwheid na het kogelstralen, zoals vermeld in tabel 6. In sectie 3 van dit document, onder de vier procesomstandigheden, neemt de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelstralen toe tot verschillende graden.In deze test zijn er twee variabelen, namelijk de ruwheid vóór het spuiten en de procesparameters (verzadigingssterkte of dekking), die de relatie tussen ruwheid na spuitgieten en elke afzonderlijke beïnvloedende factor niet nauwkeurig kunnen bepalen.Op dit moment hebben veel wetenschappers hier onderzoek naar gedaan en een theoretisch voorspellingsmodel van oppervlakteruwheid na kogelstralen op basis van eindige-elementensimulatie naar voren gebracht, dat wordt gebruikt om de overeenkomstige ruwheidswaarden van verschillende kogelstraalprocessen te voorspellen.

Gebaseerd op de feitelijke ervaring en het onderzoek van andere geleerden, kunnen de invloedsmodi van verschillende factoren worden gespeculeerd, zoals weergegeven in Tabel 6. Het is te zien dat de ruwheid na kogelstralen volledig wordt beïnvloed door vele factoren, die ook de sleutelfactoren zijn invloed op de resterende drukspanning.Om de ruwheid na kogelstralen te verminderen met als uitgangspunt de resterende drukspanning te waarborgen, is een groot aantal procestesten vereist om de parametercombinatie continu te optimaliseren.

Invloed van de ruwheid van het tandoppervlak op de NVH-prestaties van het systeem

Tandwielonderdelen bevinden zich in het dynamische transmissiesysteem en de ruwheid van het tandoppervlak zal hun NVH-prestaties beïnvloeden.De experimentele resultaten tonen aan dat onder dezelfde belasting en snelheid, hoe groter de oppervlakteruwheid, hoe groter de trillingen en het geluid van het systeem;Wanneer de belasting en snelheid toenemen, nemen de trillingen en het geluid duidelijker toe.

In de afgelopen jaren zijn de projecten van nieuwe energiereductoren snel toegenomen en tonen ze de ontwikkelingstrend van hoge snelheden en een groot koppel.Op dit moment is het maximale koppel van onze nieuwe energiereductor 354N · m en de maximale snelheid 16000 omw/min, die in de toekomst zal worden verhoogd tot meer dan 20000 omw/min.Onder dergelijke werkomstandigheden moet rekening worden gehouden met de invloed van de toename van de ruwheid van het tandoppervlak op de NVH-prestaties van het systeem.

Maatregelen ter verbetering van de ruwheid van het tandoppervlak na kogelstralen

Het kogelstraalproces na het slijpen van tandwielen kan de contactmoeheidssterkte van het tandwieltandoppervlak en de buigmoeheidssterkte van de tandwortel verbeteren.Als dit proces moet worden gebruikt vanwege sterkteredenen in het tandwielontwerpproces, om rekening te houden met de NVH-prestaties van het systeem, kan de ruwheid van het tandwieltandoppervlak na kogelstralen worden verbeterd op basis van de volgende aspecten:

a.Optimaliseer de procesparameters van het kogelstralen en controleer de versterking van de ruwheid van het tandoppervlak na het kogelstralen op de premisse dat de resterende drukspanning wordt gewaarborgd.Dit vereist veel procestesten en de procesveelzijdigheid is niet sterk.

b.Het samengestelde shot peening-proces wordt toegepast, dat wil zeggen dat nadat de shot peening met normale sterkte is voltooid, nog een shot peening wordt toegevoegd.De verhoogde sterkte van het shot peing-proces is meestal klein.Het type en de grootte van shotmaterialen kan worden aangepast, zoals keramische shot, glazen shot of staaldraad gesneden shot met een kleiner formaat.

c.Na het kogelstralen worden processen zoals het polijsten van het tandoppervlak en vrij honen toegevoegd.

In dit artikel wordt de ruwheid van het tandoppervlak van verschillende procescondities voor shot peening en verschillende onderdelen voor en na shot peening bestudeerd, en de volgende conclusies worden getrokken op basis van literatuur:

◆ Kogelstralen verhoogt de ruwheid van het tandoppervlak, die wordt beïnvloed door de kenmerken van onderdelen vóór kogelstralen, procesparameters voor kogelstralen en andere factoren, en deze factoren zijn ook de belangrijkste factoren die de resterende drukspanning beïnvloeden;

◆ Onder de bestaande omstandigheden van het batchproductieproces is de maximale ruwheid van het tandoppervlak na kogelstralen 3,1 keer die vóór kogelstralen;

◆ De toename van de ruwheid van het tandoppervlak zal de trillingen en het geluid van het systeem verhogen.Hoe groter het koppel en de snelheid, hoe duidelijker de toename van trillingen en geluid;

◆ De ruwheid van het tandoppervlak na kogelstralen kan worden verbeterd door optimalisatie van de procesparameters voor kogelstralen, composiet kogelstralen, polijsten of vrij honen na kogelstralen, enz. Naar verwachting zal de optimalisatie van de procesparameters voor kogelstralen de versterking van de ruwheid regelen ongeveer 1,5 keer.