Mnohé častinové redukčné prevody energieaautomobilové prevodyProjekt vyžaduje brokovanie po brúsení ozubených kolies, čo zhorší kvalitu povrchu zuba a dokonca ovplyvní výkon systému z hľadiska vibrácií, vibrácií a hlučnosti (NVH). Tento článok skúma drsnosť povrchu zuba za rôznych podmienok procesu brokovania a rôznych dielov pred a po brokovaní. Výsledky ukazujú, že brokovanie zvyšuje drsnosť povrchu zuba, ktorá je ovplyvnená charakteristikami dielov, parametrami procesu brokovania a ďalšími faktormi. Za existujúcich podmienok dávkového výrobného procesu je maximálna drsnosť povrchu zuba po brokovaní 3,1-krát vyššia ako pred brokovaním. Diskutuje sa o vplyve drsnosti povrchu zuba na výkon NVH a navrhujú sa opatrenia na zlepšenie drsnosti po brokovaní.

Na základe vyššie uvedeného kontextu sa tento dokument zaoberá nasledujúcimi tromi aspektmi:

Vplyv parametrov procesu zušľachťovania na drsnosť povrchu zuba;

Stupeň zosilnenia drsnosti povrchu zuba zúbkovaním za existujúcich podmienok dávkového výrobného procesu;

Vplyv zvýšenej drsnosti povrchu zubov na výkonnosť NVH a opatrenia na zlepšenie drsnosti po otryskávaní.

Kuľovanie brokovaním označuje proces, pri ktorom množstvo malých projektilov s vysokou tvrdosťou a vysokou rýchlosťou naráža na povrch súčiastky. Pri náraze projektilu vysokou rýchlosťou sa na povrchu súčiastky vytvoria jamky a dochádza k plastickej deformácii. Útvary okolo jamiek odolávajú tejto deformácii a vytvárajú zvyškové tlakové napätie. Prekrývanie viacerých jamiek vytvorí na povrchu súčiastky rovnomernú vrstvu zvyškového tlakového napätia, čím sa zlepší únavová pevnosť súčiastky. Podľa spôsobu dosiahnutia vysokej rýchlosti brokovaním sa kuľovanie brokovaním všeobecne delí na kuľovanie stlačeným vzduchom a odstredivé kuľovanie brokovaním, ako je znázornené na obrázku 1.

Pri tryskaní stlačeným vzduchom sa ako pohon na striekanie brokov z pištole používa stlačený vzduch. Pri odstredivom tryskaní sa používa motor na pohon obežného kolesa, ktoré sa otáča vysokou rýchlosťou a vystreľuje broky. Medzi kľúčové procesné parametre tryskania patrí pevnosť v nasýtení, pokrytie a vlastnosti tryskacieho média (materiál, veľkosť, tvar, tvrdosť). Pevnosť v nasýtení je parameter charakterizujúci pevnosť v tryskaní a je vyjadrená výškou oblúka (t. j. stupňom ohybu Almenovho skúšobného telesa po tryskaní). Miera pokrytia sa vzťahuje na pomer plochy pokrytej jamkou po tryskaní k celkovej ploche tryskanej plochy. Medzi bežne používané tryskacie médiá patria oceľové drôtené broky, liate oceľové broky, keramické broky, sklenené broky atď. Veľkosť, tvar a tvrdosť tryskacích médií sú rôznych stupňov. Všeobecné procesné požiadavky na časti hriadeľa prevodovky sú uvedené v tabuľke 1.

Testovanou časťou je medziľahlé ozubené koleso 1/6 hybridného projektu. Štruktúra ozubeného kolesa je znázornená na obrázku 2. Po brúsení je mikroštruktúra povrchu zuba triedy 2, tvrdosť povrchu je 710HV30 a efektívna hĺbka kaliteľnej vrstvy je 0,65 mm, čo všetko je v rámci technických požiadaviek. Drsnosť povrchu zuba pred otryskávaním je uvedená v tabuľke 3 a presnosť profilu zuba je uvedená v tabuľke 4. Je vidieť, že drsnosť povrchu zuba pred otryskávaním je dobrá a krivka profilu zuba je hladká.

Testovací plán a testovacie parametre

V teste sa používa stroj na brokovanie so stlačeným vzduchom. Vzhľadom na testovacie podmienky nie je možné overiť vplyv vlastností brokovacieho média (materiál, veľkosť, tvrdosť). Preto sú vlastnosti brokovacieho média v teste konštantné. Overuje sa iba vplyv saturačnej pevnosti a pokrytia na drsnosť povrchu zuba po brokovaní. Schéma testu je uvedená v tabuľke 2. Konkrétny proces stanovenia testovacích parametrov je nasledovný: nakreslite saturačnú krivku (obrázok 3) pomocou Almenovho kupónového testu na určenie bodu nasýtenia, aby ste zablokovali tlak stlačeného vzduchu, prietok oceľových brok, rýchlosť pohybu trysky, vzdialenosť trysky od dielov a ďalšie parametre zariadenia.

výsledok testu

Údaje o drsnosti povrchu zuba po brokovaní sú uvedené v tabuľke 3 a presnosť profilu zuba je uvedená v tabuľke 4. Je vidieť, že za štyroch podmienok brokovania sa drsnosť povrchu zuba zvyšuje a krivka profilu zuba sa po brokovaní stáva konkávnou a konvexnou. Pomer drsnosti po striekaní k drsnosti pred striekaním sa používa na charakterizáciu zväčšenia drsnosti (tabuľka 3). Je vidieť, že zväčšenie drsnosti je za štyroch procesných podmienok odlišné.

Dávkové sledovanie zväčšenia drsnosti povrchu zubov pomocou brokovania

Výsledky testov v časti 3 ukazujú, že drsnosť povrchu zuba sa po brokovaní rôznymi procesmi zvyšuje v rôznej miere. Aby sa plne pochopil vplyv brokovania na drsnosť povrchu zuba a zvýšil sa počet vzoriek, na sledovanie drsnosti pred a po brokovaní za podmienok procesu brokovania v dávkovej výrobe bolo vybraných 5 položiek, 5 typov a celkovo 44 dielov. Fyzikálne a chemické informácie a informácie o procese brokovania sledovaných dielov po brúsení ozubených kolies nájdete v tabuľke 5. Údaje o drsnosti a zväčšení predného a zadného povrchu zuba pred brokovaním sú znázornené na obr. 4. Obrázok 4 ukazuje, že rozsah drsnosti povrchu zuba pred brokovaním je Rz1,6 μm - Rz4,3 μm; po brokovaní sa drsnosť zvyšuje a rozsah rozloženia je Rz2,3 μm - Rz6,7 μm; Maximálna drsnosť sa môže pred brokovaním zvýšiť až 3,1-krát.

Faktory ovplyvňujúce drsnosť povrchu zuba po brokovaní

Z princípu brokovania je zrejmé, že vysoká tvrdosť a rýchlo sa pohybujúce broky zanechávajú na povrchu súčiastky nespočetné množstvo jamiek, ktoré sú zdrojom zvyškového tlakového napätia. Zároveň tieto jamky nevyhnutne zvyšujú drsnosť povrchu. Charakteristiky súčiastok pred brokovaním a parametre procesu brokovania ovplyvnia drsnosť po brokovaní, ako je uvedené v tabuľke 6. V časti 3 tejto práce sa za štyroch procesných podmienok drsnosť povrchu zubov po brokovaní zvyšuje v rôznej miere. V tomto teste existujú dve premenné, a to drsnosť pred brokovaním a procesné parametre (pevnosť nasýtenia alebo krytie), ktoré nedokážu presne určiť vzťah medzi drsnosťou po brokovaní a každým jednotlivým ovplyvňujúcim faktorom. V súčasnosti sa mnoho vedcov venuje výskumu v tejto oblasti a predložili teoretický predikčný model drsnosti povrchu po brokovaní založený na simulácii metódou konečných prvkov, ktorý sa používa na predpovedanie zodpovedajúcich hodnôt drsnosti rôznych procesov brokovania.

Na základe skutočných skúseností a výskumu iných vedcov možno špekulovať o spôsoboch vplyvu rôznych faktorov, ako je uvedené v tabuľke 6. Je zrejmé, že drsnosť po zušľachťovaní je komplexne ovplyvnená mnohými faktormi, ktoré sú zároveň kľúčovými faktormi ovplyvňujúcimi zvyškové tlakové napätie. Na zníženie drsnosti po zušľachťovaní za predpokladu zabezpečenia zvyškového tlakového napätia je potrebný veľký počet procesných testov na nepretržitú optimalizáciu kombinácie parametrov.

Vplyv drsnosti povrchu zubov na výkon systému z hľadiska vibrácií, vibrácií a vibrácií (NVH)

Časti ozubeného kolesa sú súčasťou dynamického prevodového systému a drsnosť povrchu zubov ovplyvňuje ich výkonnosť v oblasti hluku, vibrácií a vibrácií (NVH). Experimentálne výsledky ukazujú, že pri rovnakom zaťažení a rýchlosti platí, že čím väčšia je drsnosť povrchu, tým väčšie sú vibrácie a hluk systému. So zvyšujúcim sa zaťažením a rýchlosťou sa vibrácie a hluk výraznejšie zvyšujú.

V posledných rokoch sa projekty nových reduktorov energie rýchlo rozrástli a vykazujú trend vývoja vysokých rýchlostí a veľkého krútiaceho momentu. V súčasnosti je maximálny krútiaci moment nášho nového reduktora energie 354 N·m a maximálna rýchlosť je 16 000 ot./min, pričom v budúcnosti sa zvýši na viac ako 20 000 ot./min. Za takýchto prevádzkových podmienok je potrebné zvážiť vplyv zvýšenia drsnosti povrchu zubov na výkon systému z hľadiska hluku, vibrácií a vibrácií.

Opatrenia na zlepšenie drsnosti povrchu zubov po brokovaní

Proces zušľachťovania po brúsení ozubených kolies môže zlepšiť kontaktnú únavovú pevnosť povrchu zuba ozubeného kolesa a ohybovú únavovú pevnosť koreňa zuba. Ak sa tento proces musí použiť z pevnostných dôvodov v procese návrhu ozubeného kolesa, aby sa zohľadnil výkon systému voči vibráciám a vibráciám, drsnosť povrchu zuba ozubeného kolesa po zušľachťovaní sa dá zlepšiť z nasledujúcich hľadísk:

a. Optimalizovať parametre procesu zušľachťovania a riadiť zosilnenie drsnosti povrchu zuba po zušľachťovaní za predpokladu zabezpečenia zvyškového tlakového napätia. To si vyžaduje veľa procesných testov a všestrannosť procesu nie je vysoká.

b. Používa sa proces kompozitného brokovania, čo znamená, že po dokončení brokovania s normálnou pevnosťou sa pridá ďalšie brokovanie. Zvýšenie pevnosti pri brokovaní je zvyčajne malé. Typ a veľkosť materiálu brokovania sa dá upraviť, napríklad keramické brokovanie, sklenené brokovanie alebo oceľové drôtené brokovanie s menšou veľkosťou.

c. Po brokovaní sa pridávajú procesy ako leštenie povrchu zubov a voľné honovanie.

V tejto práci sa skúma drsnosť povrchu zubov za rôznych podmienok procesu zušľachťovania a rôznych častí pred a po zušľachťovaní a na základe literatúry sa vyvodzujú nasledujúce závery:

◆ Kuľkovanie zvýši drsnosť povrchu zuba, ktorá je ovplyvnená vlastnosťami súčiastok pred kuľkovaním, parametrami procesu kuľkovania a ďalšími faktormi, a tieto faktory sú tiež kľúčovými faktormi ovplyvňujúcimi zvyškové tlakové napätie;

◆ Za existujúcich podmienok dávkového výrobného procesu je maximálna drsnosť povrchu zuba po brokovaní 3,1-krát vyššia ako pred brokovaním;

◆ Zvýšenie drsnosti povrchu zubov zvýši vibrácie a hluk systému. Čím väčší je krútiaci moment a rýchlosť, tým výraznejšie je zvýšenie vibrácií a hluku;

◆ Drsnosť povrchu zuba po zušľachťovaní je možné zlepšiť optimalizáciou parametrov procesu zušľachťovania, zušľachťovaním kompozitných materiálov, pridaním leštenia alebo honovania po zušľachťovaní atď. Očakáva sa, že optimalizácia parametrov procesu zušľachťovania zvýši drsnosť približne na 1,5-násobok.