Daudzas daļas nojaunie enerģijas reduktoriunautomobiļu pārnesumiProjektam ir nepieciešama lodīšu apstrāde pēc zobratu slīpēšanas, kas pasliktinās zoba virsmas kvalitāti un pat ietekmēs sistēmas NVH veiktspēju. Šajā rakstā tiek pētīts zoba virsmas raupjums dažādos lodīšu apstrādes procesa apstākļos un dažādās detaļās pirms un pēc lodīšu apstrādes. Rezultāti liecina, ka lodīšu apstrāde palielinās zoba virsmas raupjumu, ko ietekmē detaļu īpašības, lodīšu apstrādes procesa parametri un citi faktori; Esošajos sērijveida ražošanas procesa apstākļos maksimālais zoba virsmas raupjums pēc lodīšu apstrādes ir 3,1 reizes lielāks nekā pirms lodīšu apstrādes. Tiek apspriesta zoba virsmas raupjuma ietekme uz NVH veiktspēju, un tiek piedāvāti pasākumi raupjuma uzlabošanai pēc lodīšu apstrādes.

Ņemot vērā iepriekš minēto, šajā rakstā tiek aplūkoti šādi trīs aspekti:

Lodīšu apstrādes procesa parametru ietekme uz zoba virsmas raupjumu;

Zobu virsmas raupjuma pastiprināšanas pakāpe lodveida apstrādes rezultātā esošajos partijas ražošanas procesa apstākļos;

Palielināta zobu virsmas raupjuma ietekme uz NVH veiktspēju un pasākumi raupjuma uzlabošanai pēc lodīšu apstrādes.

Lodīšu presēšana ir process, kurā daudzas mazas, augstas cietības un ātrgaitas lādiņi trāpa detaļu virsmās. Lādiņa ātrgaitas trieciena rezultātā detaļas virsmā veidojas bedres un notiek plastiskā deformācija. Ap bedrēm esošie veidojumi pretojas šai deformācijai un rada atlikušo spiedes spriegumu. Daudzu bedru pārklāšanās veido vienmērīgu atlikušo spiedes sprieguma slāni uz detaļas virsmas, tādējādi uzlabojot detaļas noguruma izturību. Atkarībā no tā, kā ar lodēm tiek panākts liels ātrums, lodīšu presēšanu parasti iedala saspiestā gaisa lodīšu presēšanā un centrbēdzes lodīšu presēšanā, kā parādīts 1. attēlā.

Saspiesta gaisa lodveida apstrādē lodes izsmidzināšanai no pistoles tiek izmantots saspiests gaiss; centrbēdzes lodveida apstrādē tiek izmantots motors, kas darbina lāpstiņriteni, lai tas grieztos lielā ātrumā, izmetot lodi. Lodveida apstrādē galvenie procesa parametri ir piesātinājuma stiprība, pārklājums un lodveida apstrādē izmantotās vides īpašības (materiāls, izmērs, forma, cietība). Piesātinājuma stiprums ir parametrs, kas raksturo lodveida apstrādē izmantoto stiprību, ko izsaka ar loka augstumu (t. i., Almena testa parauga lieces pakāpi pēc lodveida apstrādēšanas); pārklājuma ātrums attiecas uz bedres pārklātās platības attiecību pret kopējo apstrādātās platības laukumu; Bieži izmantotie lodveida apstrādē izmantotie materiāli ir tērauda stieples griešanas lodes, lietās tērauda lodes, keramikas lodes, stikla lodes utt. Lodveida apstrādē izmantoto materiālu izmērs, forma un cietība ir dažādas pakāpes. Transmisijas zobratu vārpstas detaļu vispārīgās procesa prasības ir parādītas 1. tabulā.

Testa detaļa ir hibrīda projekta starpvārpstas zobrats 1/6. Zobrata struktūra ir parādīta 2. attēlā. Pēc slīpēšanas zoba virsmas mikrostruktūra ir 2. pakāpes, virsmas cietība ir 710HV30 un efektīvais sacietēšanas slāņa dziļums ir 0,65 mm, kas viss atbilst tehniskajām prasībām. Zoba virsmas raupjums pirms lodveida apstrādes ir parādīts 3. tabulā, bet zoba profila precizitāte - 4. tabulā. Var redzēt, ka zoba virsmas raupjums pirms lodveida apstrādes ir labs, un zoba profila līkne ir gluda.

Testa plāns un testa parametri

Testā tiek izmantota saspiesta gaisa lodīšu apstrādes iekārta. Testa apstākļu dēļ nav iespējams pārbaudīt lodīšu apstrādes vides īpašību (materiāla, izmēra, cietības) ietekmi. Tāpēc lodīšu apstrādes vides īpašības testā ir nemainīgas. Tiek pārbaudīta tikai piesātinājuma stipruma un pārklājuma ietekme uz zoba virsmas raupjumu pēc lodīšu apstrādes. Testa shēmu skatīt 2. tabulā. Testa parametru noteikšanas process ir šāds: ar Almena testa palīdzību uzzīmējiet piesātinājuma līkni (3. attēls), lai noteiktu piesātinājuma punktu un fiksētu saspiesta gaisa spiedienu, tērauda lodīšu plūsmu, sprauslas kustības ātrumu, sprauslas attālumu no detaļām un citus aprīkojuma parametrus.

testa rezultāts

Zoba virsmas raupjuma dati pēc lodveida apstrādes ir parādīti 3. tabulā, bet zoba profila precizitāte — 4. tabulā. Var redzēt, ka četru lodveida apstrādes apstākļu ietekmē zoba virsmas raupjums palielinās un zoba profila līkne pēc lodveida apstrādes kļūst ieliekta un izliekta. Raupjuma attiecība pēc izsmidzināšanas pret raupjumu pirms izsmidzināšanas tiek izmantota, lai raksturotu raupjuma palielinājumu (3. tabula). Var redzēt, ka raupjuma palielinājums atšķiras četros procesa apstākļos.

Zobu virsmas raupjuma palielināšanas partijas izsekošana ar lodveida presēšanu

3. sadaļā sniegtie testa rezultāti liecina, ka zobu virsmas raupjums pēc lodveida apstrādes dažādos procesos palielinās dažādās pakāpēs. Lai pilnībā izprastu lodveida apstrādes pastiprināšanos uz zobu virsmas raupjumu un palielinātu paraugu skaitu, tika izvēlēti 5 priekšmeti, 5 veidi un kopā 44 detaļas, lai izsekotu raupjumu pirms un pēc lodveida apstrādes partijas ražošanas lodveida apstrādes procesa apstākļos. Skatīt 5. tabulu, lai iegūtu informāciju par izsekoto detaļu fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām un lodveida apstrādes procesu pēc zobu slīpēšanas. Priekšējās un aizmugurējās zobu virsmas raupjuma un palielinājuma dati pirms lodveida apstrādes ir parādīti 4. attēlā. 4. attēlā redzams, ka zobu virsmas raupjuma diapazons pirms lodveida apstrādes ir Rz1,6 μm-Rz4,3 μm； Pēc lodveida apstrādes raupjums palielinās, un sadalījuma diapazons ir Rz2,3 μm-Rz6,7 μm； Maksimālais raupjums var palielināties līdz 3,1 reizei pirms lodveida apstrādes.

Zoba virsmas raupjuma ietekmējošie faktori pēc lodīšu apstrādes

No lodveida apstrādes principa var redzēt, ka augstā cietība un lielā ātrumā kustīgā lode atstāj uz detaļas virsmas neskaitāmas bedres, kas ir atlikušā spiedes sprieguma avots. Vienlaikus šīs bedres neizbēgami palielina virsmas raupjumu. Detaļu īpašības pirms lodveida apstrādes un lodveida apstrādes procesa parametri ietekmēs raupjumu pēc lodveida apstrādes, kā norādīts 6. tabulā. Šī raksta 3. sadaļā, četros procesa apstākļos, zoba virsmas raupjums pēc lodveida apstrādes palielinās dažādā mērā. Šajā testā ir divi mainīgie, proti, raupjums pirms lodveida apstrādes un procesa parametri (piesātinājuma stiprums vai pārklājums), kas nevar precīzi noteikt saistību starp raupjumu pēc lodveida apstrādes un katru atsevišķo ietekmējošo faktoru. Pašlaik daudzi zinātnieki ir veikuši pētījumus par šo tēmu un, pamatojoties uz galīgo elementu simulāciju, ir izvirzījuši teorētisku virsmas raupjuma prognozēšanas modeli pēc lodveida apstrādes, ko izmanto, lai prognozētu atbilstošās raupjuma vērtības dažādos lodveida apstrādes procesos.

Pamatojoties uz faktisko pieredzi un citu zinātnieku pētījumiem, var spriest par dažādu faktoru ietekmes veidiem, kā parādīts 6. tabulā. Var redzēt, ka raupjumu pēc lodveida apstrādes vispusīgi ietekmē daudzi faktori, kas ir arī galvenie faktori, kas ietekmē atlikušo spiedes spriegumu. Lai samazinātu raupjumu pēc lodveida apstrādes, nodrošinot atlikušo spiedes spriegumu, ir nepieciešams veikt lielu skaitu procesa testu, lai nepārtraukti optimizētu parametru kombinācijas.

Zobu virsmas raupjuma ietekme uz sistēmas NVH veiktspēju

Dinamiskās transmisijas sistēmā esošās zobratu daļas ietekmē to vibrācijas, vibrācijas un trokšņa līmeni (NVH). Eksperimentālie rezultāti liecina, ka pie vienādas slodzes un ātruma, jo lielāks virsmas raupjums, jo lielāka ir sistēmas vibrācija un troksnis. Palielinoties slodzei un ātrumam, vibrācija un troksnis palielinās vēl izteiktāk.

Pēdējos gados jaunu enerģijas reduktoru projektu skaits ir strauji pieaudzis, un tie parāda liela ātruma un liela griezes momenta attīstības tendences. Pašlaik mūsu jaunā enerģijas reduktora maksimālais griezes moments ir 354 N·m, un maksimālais ātrums ir 16000 apgr./min, kas nākotnē tiks palielināts līdz vairāk nekā 20000 apgr./min. Šādos darba apstākļos jāņem vērā zobu virsmas raupjuma palielināšanās ietekme uz sistēmas NVH veiktspēju.

Zobu virsmas raupjuma uzlabošanas pasākumi pēc lodīšu presēšanas

Lodīšu apstrādes process pēc zobratu slīpēšanas var uzlabot zobrata zoba virsmas kontakta noguruma izturību un zoba saknes lieces noguruma izturību. Ja šis process ir jāizmanto zobratu projektēšanas procesā izturības apsvērumu dēļ, lai ņemtu vērā sistēmas NVH veiktspēju, zobrata zoba virsmas raupjumu pēc lodīšu apstrādes var uzlabot no šādiem aspektiem:

a. Optimizēt lodveida apstrādes procesa parametrus un kontrolēt zobu virsmas raupjuma pastiprināšanos pēc lodveida apstrādes, lai nodrošinātu atlikušo spiedes spriegumu. Tas prasa daudz procesa testu, un procesa daudzpusība nav liela.

b. Tiek izmantots kompozītmateriālu lodīšu apstrādes process, tas ir, pēc parastās stiprības lodīšu apstrādes tiek veikta vēl viena lodīšu apstrāde. Palielinātā lodīšu apstrādes stiprība parasti ir maza. Lodīšu materiālu veidu un izmēru var pielāgot, piemēram, keramikas lodītes, stikla lodītes vai tērauda stieples griešanas lodītes ar mazāku izmēru.

c. Pēc lodīšu apstrādes tiek pievienoti tādi procesi kā zobu virsmas pulēšana un brīvā honēšana.

Šajā rakstā tiek pētīta zobu virsmas raupjuma pakāpe dažādos lodveida apstrādes procesa apstākļos un dažādās detaļās pirms un pēc lodveida apstrādes, un, pamatojoties uz literatūru, tiek izdarīti šādi secinājumi:

◆ Lodveida apstrāde palielinās zobu virsmas raupjumu, ko ietekmē detaļu īpašības pirms lodveida apstrādes, lodveida apstrādes procesa parametri un citi faktori, un šie faktori ir arī galvenie faktori, kas ietekmē atlikušo spiedes spriegumu;

◆ Esošajos partijas ražošanas procesa apstākļos maksimālais zobu virsmas raupjums pēc lodveida apstrādes ir 3,1 reizes lielāks nekā pirms lodveida apstrādes;

◆ Zoba virsmas raupjuma palielināšanās palielinās sistēmas vibrāciju un troksni. Jo lielāks griezes moments un ātrums, jo izteiktāks ir vibrācijas un trokšņa pieaugums;

◆ Zoba virsmas raupjumu pēc lodveida apstrādes var uzlabot, optimizējot lodveida apstrādes procesa parametrus, kompozītmateriālu lodveida apstrādi, pievienojot pulēšanu vai brīvo honēšanu pēc lodveida apstrādes utt. Paredzams, ka lodveida apstrādes procesa parametru optimizācija samazinās raupjuma palielināšanos līdz aptuveni 1,5 reizēm.