Πολλά μέρη τουτα νέα γρανάζια μειωτήρα ενέργειαςκαιγρανάζια αυτοκινήτουΤα έργα απαιτούν σκλήρυνση μετά από λείανση του γραναζιού, η οποία θα επιδεινώσει την ποιότητα της επιφάνειας των δοντιών και θα επηρεάσει ακόμη και την απόδοση NVH του συστήματος. Αυτή η εργασία μελετά την τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών διαφορετικών συνθηκών διεργασίας βολής και διαφορετικών τμημάτων πριν και μετά την βολή. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η βολή θα αυξήσει την τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού, η οποία επηρεάζεται από τα χαρακτηριστικά των εξαρτημάτων, τις παραμέτρους της διαδικασίας βολής και άλλους παράγοντες. Υπό τις υφιστάμενες συνθήκες της διαδικασίας παραγωγής παρτίδας, η μέγιστη τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών μετά την τομογραφία είναι 3,1 φορές μεγαλύτερη από αυτή πριν από την βολή. Συζητείται η επίδραση της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών στην απόδοση NVH και προτείνονται τα μέτρα για τη βελτίωση της τραχύτητας μετά την βολή.

Υπό το παραπάνω υπόβαθρο, η παρούσα εργασία εξετάζει τις ακόλουθες τρεις πτυχές:

Επίδραση των παραμέτρων της διαδικασίας βολής στην τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών.

Ο βαθμός ενίσχυσης της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών υπό τις υπάρχουσες συνθήκες της διαδικασίας παραγωγής παρτίδας.

Επίδραση της αυξημένης τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών στην απόδοση του NVH και μέτρα για τη βελτίωση της τραχύτητας μετά από βολή.

Το shot peening αναφέρεται στη διαδικασία κατά την οποία πολλά μικρά βλήματα με υψηλή σκληρότητα και κίνηση υψηλής ταχύτητας χτυπούν την επιφάνεια των εξαρτημάτων. Κάτω από την πρόσκρουση υψηλής ταχύτητας του βλήματος, η επιφάνεια του εξαρτήματος θα δημιουργήσει κοιλώματα και θα συμβεί πλαστική παραμόρφωση. Οι οργανώσεις γύρω από τα κοιλώματα θα αντισταθούν σε αυτή την παραμόρφωση και θα δημιουργήσουν υπολειπόμενη θλιπτική τάση. Η επικάλυψη πολλών κοιλωμάτων θα σχηματίσει ένα ομοιόμορφο στρώμα υπολειμματικής θλιπτικής τάσης στην επιφάνεια του εξαρτήματος, βελτιώνοντας έτσι την αντοχή του εξαρτήματος σε κόπωση. Ανάλογα με τον τρόπο απόκτησης υψηλής ταχύτητας με βολή, η ρίψη βολής γενικά χωρίζεται σε ρίψη βολής με πεπιεσμένο αέρα και σε φυγοκεντρική βολή, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Η βολή με πεπιεσμένο αέρα παίρνει τον πεπιεσμένο αέρα ως δύναμη για να ψεκάσει τη βολή από το όπλο. Η φυγοκεντρική αμμοβολή χρησιμοποιεί έναν κινητήρα για να οδηγεί την πτερωτή να περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα για να ρίξει τη βολή. Οι βασικές παράμετροι διεργασίας του shot peening περιλαμβάνουν την αντοχή κορεσμού, την κάλυψη και τις ιδιότητες του μέσου κοψίματος (υλικό, μέγεθος, σχήμα, σκληρότητα). Η ισχύς κορεσμού είναι μια παράμετρος για τον χαρακτηρισμό της δύναμης κοψίματος βολής, η οποία εκφράζεται από το ύψος του τόξου (δηλαδή τον βαθμό κάμψης του δοκιμίου Almen μετά την βολή). Το ποσοστό κάλυψης αναφέρεται στην αναλογία της επιφάνειας που καλύπτεται από το λάκκο μετά την βολή προς τη συνολική επιφάνεια της περιοχής που έχει κοπεί. Τα ευρέως χρησιμοποιούμενα μέσα αποκόλλησης βολής περιλαμβάνουν σφηνάκι κοπής από χαλύβδινο σύρμα, σφηνάκι από χυτό χάλυβα, κεραμικό σφηνάκι, σφηνάκι γυαλιού κ.λπ. Οι γενικές απαιτήσεις διεργασίας για τα μέρη του άξονα μετάδοσης κίνησης φαίνονται στον Πίνακα 1.

Το μέρος δοκιμής είναι το γρανάζι ενδιάμεσου άξονα 1/6 ενός υβριδικού έργου. Η δομή του γραναζιού φαίνεται στο Σχήμα 2. Μετά το τρίψιμο, η μικροδομή της επιφάνειας των δοντιών είναι Βαθμού 2, η σκληρότητα της επιφάνειας είναι 710HV30 και το πραγματικό βάθος του στρώματος σκλήρυνσης είναι 0,65mm, όλα σύμφωνα με τις τεχνικές απαιτήσεις. Η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού πριν από την βολή φαίνεται στον Πίνακα 3 και η ακρίβεια του προφίλ του δοντιού φαίνεται στον Πίνακα 4. Μπορεί να φανεί ότι η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού πριν από την βολή είναι καλή και η καμπύλη του προφίλ του δοντιού είναι ομαλή.

Σχέδιο δοκιμής και παράμετροι δοκιμής

Στη δοκιμή χρησιμοποιείται μηχάνημα εκτόξευσης βολής πεπιεσμένου αέρα. Λόγω των συνθηκών δοκιμής, είναι αδύνατο να επαληθευτεί ο αντίκτυπος των ιδιοτήτων του μέσου εκσκαφής (υλικό, μέγεθος, σκληρότητα). Ως εκ τούτου, οι ιδιότητες του μέσου εκσκαφής είναι σταθερές στη δοκιμή. Επαληθεύεται μόνο η επίδραση της αντοχής κορεσμού και της κάλυψης στην τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού μετά την βολή. Δείτε τον Πίνακα 2 για το σχήμα δοκιμής. Η ειδική διαδικασία προσδιορισμού των παραμέτρων δοκιμής είναι η εξής: σχεδιάστε την καμπύλη κορεσμού (Εικόνα 3) μέσω της δοκιμής κουπονιού Almen για να προσδιορίσετε το σημείο κορεσμού, έτσι ώστε να κλειδώσετε την πίεση πεπιεσμένου αέρα, τη ροή βολής χάλυβα, την ταχύτητα κίνησης του ακροφυσίου, την απόσταση του ακροφυσίου από τα μέρη και άλλες παραμέτρους εξοπλισμού.

αποτέλεσμα δοκιμής

Τα δεδομένα τραχύτητας της επιφάνειας του δοντιού μετά την βολή φαίνονται στον Πίνακα 3 και η ακρίβεια του προφίλ του δοντιού φαίνεται στον Πίνακα 4. Μπορεί να φανεί ότι κάτω από τις τέσσερις συνθήκες τραχύτητας βολής, η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού αυξάνεται και η καμπύλη του προφίλ του δοντιού γίνεται κοίλη και κυρτό μετά από βολή. Ο λόγος της τραχύτητας μετά τον ψεκασμό προς την τραχύτητα πριν από τον ψεκασμό χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό της μεγέθυνσης τραχύτητας (Πίνακας 3). Μπορεί να φανεί ότι η μεγέθυνση τραχύτητας είναι διαφορετική στις τέσσερις συνθήκες διεργασίας.

Παρακολούθηση παρτίδας της μεγέθυνσης της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών με σκοποβολή

Τα αποτελέσματα της δοκιμής στην Ενότητα 3 δείχνουν ότι η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού αυξάνεται σε διάφορους βαθμούς μετά από βολή με διαφορετικές διαδικασίες. Προκειμένου να κατανοηθεί πλήρως η ενίσχυση της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών και να αυξηθεί ο αριθμός των δειγμάτων, επιλέχθηκαν 5 είδη, 5 τύποι και 44 μέρη συνολικά, για την παρακολούθηση της τραχύτητας πριν και μετά το shot peening υπό τις συνθήκες βολής παραγωγής παρτίδας διαδικασία ούρησης. Ανατρέξτε στον Πίνακα 5 για τις φυσικές και χημικές πληροφορίες και τις πληροφορίες διαδικασίας κοψίματος βολής των ιχνηλατούμενων εξαρτημάτων μετά τη λείανση του γραναζιού. Τα δεδομένα τραχύτητας και μεγέθυνσης των μπροστινών και οπίσθιων επιφανειών των δοντιών πριν από την βολή φαίνονται στο Σχ. 4. Το Σχήμα 4 δείχνει ότι το εύρος της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών πριν από την βολή είναι Rz1,6 μ m-Rz4,3 μ m. η τραχύτητα αυξάνεται και το εύρος κατανομής είναι Rz2,3 μ m-Rz6,7 μ m. Η μέγιστη τραχύτητα μπορεί να ενισχυθεί σε 3,1 φορές πριν από την βολή.

Παράγοντες που επηρεάζουν την τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών μετά από βολή

Μπορεί να φανεί από την αρχή της βολής βολής ότι η υψηλή σκληρότητα και η υψηλή ταχύτητα κινούμενης βολής αφήνουν αναρίθμητα κοιλώματα στην επιφάνεια του εξαρτήματος, η οποία είναι η πηγή της υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης. Ταυτόχρονα, αυτά τα κοιλώματα είναι βέβαιο ότι θα αυξήσουν την τραχύτητα της επιφάνειας. Τα χαρακτηριστικά των εξαρτημάτων πριν από τη ρίψη βολής και οι παράμετροι της διαδικασίας ρίψης βολής θα επηρεάσουν την τραχύτητα μετά τη ρίψη βολής, όπως παρατίθενται στον Πίνακα 6. Στην Ενότητα 3 αυτού του άρθρου, υπό τις τέσσερις συνθήκες διεργασίας, η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού μετά τη ρίψη βολής αυξάνεται σε διαφορετικούς βαθμούς. Σε αυτή τη δοκιμή, υπάρχουν δύο μεταβλητές, δηλαδή, η τραχύτητα πριν τη λήψη και οι παράμετροι διεργασίας (ισχύς κορεσμού ή κάλυψη), οι οποίες δεν μπορούν να προσδιορίσουν με ακρίβεια τη σχέση μεταξύ της τραχύτητας μετά τη λήψη και κάθε μεμονωμένο παράγοντα επιρροής. Επί του παρόντος, πολλοί μελετητές έχουν κάνει έρευνα σχετικά με αυτό και έχουν προτείνει ένα θεωρητικό μοντέλο πρόβλεψης της τραχύτητας της επιφάνειας μετά το κοψίδι με βάση την προσομοίωση πεπερασμένων στοιχείων, η οποία χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη των αντίστοιχων τιμών τραχύτητας διαφορετικών διαδικασιών κοψίματος.

Με βάση την πραγματική εμπειρία και την έρευνα άλλων μελετητών, οι τρόποι επιρροής διάφορων παραγόντων μπορούν να εικασθούν όπως φαίνεται στον Πίνακα 6. Μπορεί να φανεί ότι η τραχύτητα μετά το shot peening επηρεάζεται πλήρως από πολλούς παράγοντες, οι οποίοι είναι επίσης οι βασικοί παράγοντες επηρεάζοντας την υπολειπόμενη θλιπτική τάση. Προκειμένου να μειωθεί η τραχύτητα μετά την βολή με την προϋπόθεση της εξασφάλισης της υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης, απαιτείται μεγάλος αριθμός δοκιμών διεργασίας για τη συνεχή βελτιστοποίηση του συνδυασμού παραμέτρων.

Επίδραση της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών στην απόδοση NVH του συστήματος

Τα εξαρτήματα μετάδοσης βρίσκονται στο σύστημα δυναμικής μετάδοσης και η τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών θα επηρεάσει την απόδοσή τους NVH. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι κάτω από το ίδιο φορτίο και ταχύτητα, όσο μεγαλύτερη είναι η τραχύτητα της επιφάνειας, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κραδασμός και ο θόρυβος του συστήματος. Όταν το φορτίο και η ταχύτητα αυξάνονται, οι κραδασμοί και ο θόρυβος αυξάνονται πιο εμφανώς.

Τα τελευταία χρόνια, τα έργα νέων μειωτήρων ενέργειας έχουν αυξηθεί ραγδαία και δείχνουν την τάση ανάπτυξης της υψηλής ταχύτητας και της μεγάλης ροπής. Προς το παρόν, η μέγιστη ροπή του νέου μας μειωτήρα ενέργειας είναι 354 N · m και η μέγιστη ταχύτητα είναι 16000r/min, η οποία θα αυξηθεί σε περισσότερα από 20000r/min στο μέλλον. Κάτω από τέτοιες συνθήκες εργασίας, πρέπει να ληφθεί υπόψη η επίδραση της αύξησης της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών στην απόδοση NVH του συστήματος.

Βελτιωτικά μέτρα για την τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών μετά από βολή

Η διαδικασία κοψίματος μετά το τρίψιμο του γραναζιού μπορεί να βελτιώσει την αντοχή σε κόπωση επαφής της επιφάνειας του δοντιού του γραναζιού και την αντοχή κόπωσης κάμψης της ρίζας του δοντιού. Εάν αυτή η διαδικασία πρέπει να χρησιμοποιηθεί για λόγους αντοχής στη διαδικασία σχεδιασμού του γραναζιού, προκειμένου να ληφθεί υπόψη η απόδοση NVH του συστήματος, η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού του γραναζιού μετά την βολή μπορεί να βελτιωθεί από τις ακόλουθες πτυχές:

ένα. Βελτιστοποιήστε τις παραμέτρους της διεργασίας βολής και ελέγξτε την ενίσχυση της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών μετά την βολή με την προϋπόθεση της εξασφάλισης της υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης. Αυτό απαιτεί πολλές δοκιμές διαδικασίας και η ευελιξία της διαδικασίας δεν είναι ισχυρή.

σι. Υιοθετείται η διαδικασία του σύνθετου πενίσματος βολής, δηλαδή αφού ολοκληρωθεί η κανονική ρίψη βολής δύναμης, προστίθεται άλλη μια βολή. Η αυξημένη ισχύς της διεργασίας κρυστάλλωσης είναι συνήθως μικρή. Ο τύπος και το μέγεθος των πυροβολισμένων υλικών μπορούν να ρυθμιστούν, όπως κεραμική βολή, γυάλινη σφήνα ή πλάκα από χαλύβδινο σύρμα με μικρότερο μέγεθος.

ντο. Μετά το shot peening, προστίθενται διαδικασίες όπως γυάλισμα επιφάνειας δοντιών και δωρεάν λείανση.

Σε αυτή την εργασία, μελετάται η τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών των διαφορετικών συνθηκών διεργασίας βολής και των διαφορετικών τμημάτων πριν και μετά την βολή και εξάγονται τα ακόλουθα συμπεράσματα με βάση τη βιβλιογραφία:

◆ Η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού θα αυξήσει την τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού, η οποία επηρεάζεται από τα χαρακτηριστικά των εξαρτημάτων πριν από την βολή, τις παραμέτρους της διαδικασίας κοψίματος και άλλους παράγοντες, και αυτοί οι παράγοντες είναι επίσης οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την υπολειπόμενη θλιπτική τάση.

◆ Υπό τις υφιστάμενες συνθήκες της διαδικασίας παραγωγής παρτίδας, η μέγιστη τραχύτητα της επιφάνειας των δοντιών μετά την παραμόρφωση με βολή είναι 3,1 φορές μεγαλύτερη από αυτήν πριν από την βολή.

◆ Η αύξηση της τραχύτητας της επιφάνειας των δοντιών θα αυξήσει τους κραδασμούς και τον θόρυβο του συστήματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η ροπή και η ταχύτητα, τόσο πιο εμφανής είναι η αύξηση των κραδασμών και του θορύβου.

◆ Η τραχύτητα της επιφάνειας του δοντιού μετά το shot peening μπορεί να βελτιωθεί βελτιστοποιώντας τις παραμέτρους της διαδικασίας peening βολής, το composite shot peening, την προσθήκη γυαλίσματος ή ελεύθερης λείανσης μετά το shot peening κ.λπ. Η βελτιστοποίηση των παραμέτρων της διαδικασίας shot peening αναμένεται να ελέγχει την ενίσχυση της τραχύτητας σε περίπου 1,5 φορές.