Banyak bahagiangear pengurang tenaga baharudangear automotifprojek memerlukan pukulan peening selepas pengisaran gear, yang akan merosot kualiti permukaan gigi, dan juga menjejaskan prestasi NVH sistem. Kertas kerja ini mengkaji kekasaran permukaan gigi keadaan proses peening pukulan yang berbeza dan bahagian yang berbeza sebelum dan selepas peening pukulan. Keputusan menunjukkan bahawa pukulan peening akan meningkatkan kekasaran permukaan gigi, yang dipengaruhi oleh ciri-ciri bahagian, parameter proses peening pukulan dan faktor lain; Di bawah keadaan proses pengeluaran kumpulan sedia ada, kekasaran permukaan gigi maksimum selepas pukulan pukulan adalah 3.1 kali ganda daripada sebelum pukulan pukulan. Pengaruh kekasaran permukaan gigi terhadap prestasi NVH dibincangkan, dan langkah-langkah untuk memperbaiki kekasaran selepas pukulan peening dicadangkan.

Berdasarkan latar belakang di atas, makalah ini membincangkan dari tiga aspek berikut:

Pengaruh parameter proses shot peening pada kekasaran permukaan gigi;

Tahap penguatan pukulan peening pada kekasaran permukaan gigi di bawah keadaan proses pengeluaran kelompok sedia ada;

Kesan peningkatan kekasaran permukaan gigi pada prestasi NVH dan langkah-langkah untuk memperbaiki kekasaran selepas pukulan peening.

Shot peening merujuk kepada proses di mana banyak projektil kecil dengan kekerasan tinggi dan pergerakan berkelajuan tinggi mengenai permukaan bahagian. Di bawah hentakan peluru berkelajuan tinggi, permukaan bahagian akan menghasilkan lubang dan ubah bentuk plastik akan berlaku. Organisasi di sekeliling lubang akan menentang ubah bentuk ini dan menjana tekanan mampatan sisa. Pertindihan banyak lubang akan membentuk lapisan tegasan mampatan sisa seragam pada permukaan bahagian, sekali gus meningkatkan kekuatan keletihan bahagian tersebut. Mengikut cara mendapatkan kelajuan tinggi dengan pukulan, pukulan pukulan secara amnya dibahagikan kepada pukulan pukulan udara termampat dan pukulan pukulan emparan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

Peening tembakan udara termampat mengambil udara termampat sebagai kuasa untuk menyembur tembakan dari pistol; Letupan pukulan emparan menggunakan motor untuk memacu pendesak berputar pada kelajuan tinggi untuk melontar pukulan. Parameter proses utama peening shot termasuk kekuatan ketepuan, liputan dan sifat medium peening shot (bahan, saiz, bentuk, kekerasan). Kekuatan ketepuan ialah parameter untuk mencirikan kekuatan peening pukulan, yang dinyatakan oleh ketinggian arka (iaitu tahap lenturan bahagian ujian Almen selepas pukulan peening); Kadar liputan merujuk kepada nisbah kawasan yang diliputi oleh pit selepas pukulan peening kepada jumlah kawasan kawasan pukulan peened; Media peening pukulan yang biasa digunakan termasuk pukulan pemotongan dawai keluli, pukulan keluli tuang, pukulan seramik, pukulan kaca, dll. Saiz, bentuk dan kekerasan media peening pukulan adalah daripada gred yang berbeza. Keperluan proses am untuk bahagian aci gear penghantaran ditunjukkan dalam Jadual 1.

Bahagian ujian ialah gear aci perantaraan 1/6 projek hibrid. Struktur gear ditunjukkan dalam Rajah 2. Selepas pengisaran, struktur mikro permukaan gigi ialah Gred 2, kekerasan permukaan ialah 710HV30, dan kedalaman lapisan pengerasan berkesan ialah 0.65mm, semuanya mengikut keperluan teknikal. Kekasaran permukaan gigi sebelum pukulan peening ditunjukkan dalam Jadual 3, dan ketepatan profil gigi ditunjukkan dalam Jadual 4. Dapat dilihat bahawa kekasaran permukaan gigi sebelum pukulan peening adalah baik, dan lengkung profil gigi adalah licin.

Pelan ujian dan parameter ujian

Mesin peening pukulan udara termampat digunakan dalam ujian. Oleh kerana keadaan ujian, adalah mustahil untuk mengesahkan kesan sifat medium peening shot (bahan, saiz, kekerasan). Oleh itu, sifat medium shot peening adalah malar dalam ujian. Hanya kesan kekuatan tepu dan liputan pada kekasaran permukaan gigi selepas pukulan peening disahkan. Lihat Jadual 2 untuk skema ujian. Proses penentuan khusus parameter ujian adalah seperti berikut: lukis lengkung tepu (Rajah 3) melalui ujian kupon Almen untuk menentukan titik tepu, untuk mengunci tekanan udara termampat, aliran pukulan keluli, kelajuan bergerak muncung, jarak muncung dari bahagian. dan parameter peralatan lain.

keputusan ujian

Data kekasaran permukaan gigi selepas penipisan pukulan ditunjukkan dalam Jadual 3, dan ketepatan profil gigi ditunjukkan dalam Jadual 4. Dapat dilihat bahawa di bawah empat keadaan peening pukulan, kekasaran permukaan gigi meningkat dan lengkung profil gigi menjadi cekung dan cembung selepas pukulan peening. Nisbah kekasaran selepas semburan kepada kekasaran sebelum semburan digunakan untuk mencirikan pembesaran kekasaran (Jadual 3). Ia boleh dilihat bahawa pembesaran kekasaran adalah berbeza di bawah empat keadaan proses.

Penjejakan Berkelompok Pembesaran Kekasaran Permukaan Gigi dengan Shot Peening

Keputusan ujian dalam Bahagian 3 menunjukkan bahawa kekasaran permukaan gigi meningkat dalam darjah yang berbeza-beza selepas pukulan peening dengan proses yang berbeza. Untuk memahami sepenuhnya penguatan pukulan peening pada kekasaran permukaan gigi dan meningkatkan bilangan sampel, 5 item, 5 jenis dan 44 bahagian secara keseluruhan, telah dipilih untuk mengesan kekasaran sebelum dan selepas pukulan peening di bawah keadaan pukulan pengeluaran kelompok proses peening. Lihat Jadual 5 untuk maklumat fizikal dan kimia dan maklumat proses peening shot bagi bahagian yang dikesan selepas pengisaran gear. Data kekasaran dan pembesaran permukaan gigi hadapan dan belakang sebelum pukulan peening ditunjukkan dalam Rajah 4. Rajah 4 menunjukkan bahawa julat kekasaran permukaan gigi sebelum pukulan pukulan ialah Rz1.6 μ m-Rz4.3 μ m； Selepas pukulan peening, kekasaran meningkat, dan julat pengedaran ialah Rz2.3 μ m-Rz6.7 μ m； Kekasaran maksimum boleh dikuatkan kepada 3.1 kali sebelum shot peening.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan gigi selepas pening tembakan

Ia boleh dilihat daripada prinsip pukulan peening bahawa kekerasan tinggi dan pukulan bergerak berkelajuan tinggi meninggalkan lubang yang tidak terkira pada permukaan bahagian, yang merupakan sumber tegasan mampatan sisa. Pada masa yang sama, lubang ini terikat untuk meningkatkan kekasaran permukaan. Ciri-ciri bahagian sebelum pukulan peening dan parameter proses pukulan pukulan akan mempengaruhi kekasaran selepas pukulan pukulan, seperti yang disenaraikan dalam Jadual 6. Dalam Bahagian 3 kertas ini, di bawah empat keadaan proses, kekasaran permukaan gigi selepas pukulan pukulan meningkat kepada darjah yang berbeza. Dalam ujian ini, terdapat dua pembolehubah, iaitu, kekasaran pra pukulan dan parameter proses (kekuatan atau liputan tepu), yang tidak dapat menentukan dengan tepat hubungan antara kekasaran post shot peening dan setiap faktor yang mempengaruhi. Pada masa ini, ramai sarjana telah melakukan penyelidikan mengenai perkara ini, dan mengemukakan model ramalan teori tentang kekasaran permukaan selepas pukulan peening berdasarkan simulasi unsur terhingga, yang digunakan untuk meramalkan nilai kekasaran yang sepadan bagi proses peening pukulan yang berbeza.

Berdasarkan pengalaman sebenar dan kajian sarjana lain, mod pengaruh pelbagai faktor boleh dibuat spekulasi seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 6. Dapat dilihat bahawa kekasaran selepas pukulan peening secara menyeluruh dipengaruhi oleh banyak faktor, yang juga merupakan faktor utama menjejaskan tegasan mampatan sisa. Untuk mengurangkan kekasaran selepas pukulan peening pada premis memastikan tekanan mampatan sisa, sejumlah besar ujian proses diperlukan untuk terus mengoptimumkan gabungan parameter.

Pengaruh kekasaran permukaan gigi terhadap prestasi NVH sistem

Bahagian gear berada dalam sistem penghantaran dinamik, dan kekasaran permukaan gigi akan menjejaskan prestasi NVH mereka. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa di bawah beban dan kelajuan yang sama, semakin besar kekasaran permukaan, semakin besar getaran dan bunyi sistem; Apabila beban dan kelajuan meningkat, getaran dan bunyi meningkat dengan lebih jelas.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, projek pengurang tenaga baharu telah meningkat dengan pesat, dan menunjukkan trend pembangunan berkelajuan tinggi dan tork yang besar. Pada masa ini, tork maksimum pengurang tenaga baharu kami ialah 354N · m, dan kelajuan maksimum ialah 16000r/min, yang akan ditingkatkan kepada lebih daripada 20000r/min pada masa hadapan. Di bawah keadaan kerja sedemikian, pengaruh peningkatan kekasaran permukaan gigi pada prestasi NVH sistem mesti dipertimbangkan.

Langkah-langkah penambahbaikan untuk kekasaran permukaan gigi selepas pukulan peening

Proses pening pukulan selepas pengisaran gear boleh meningkatkan kekuatan kelesuan sentuhan permukaan gigi gear dan kekuatan keletihan lenturan akar gigi. Jika proses ini mesti digunakan atas sebab kekuatan dalam proses reka bentuk gear, untuk memberi pertimbangan kepada prestasi NVH sistem, kekasaran permukaan gigi gear selepas pukulan peening boleh diperbaiki dari aspek berikut:

a. Optimumkan parameter proses pening pukulan, dan kawal penguatan kekasaran permukaan gigi selepas peening pukulan pada premis untuk memastikan tekanan mampatan sisa. Ini memerlukan banyak ujian proses, dan fleksibiliti proses tidak kuat.

b. Proses peening pukulan komposit diguna pakai, iaitu selepas peening pukulan kekuatan biasa selesai, peening pukulan lain ditambah. Kekuatan proses peening pukulan yang meningkat biasanya kecil. Jenis dan saiz bahan pukulan boleh dilaraskan, seperti pukulan seramik, pukulan kaca atau pukulan potong dawai keluli dengan saiz yang lebih kecil.

c. Selepas pukulan peening, proses seperti penggilapan permukaan gigi dan pengasah percuma ditambah.

Dalam kertas ini, kekasaran permukaan gigi bagi keadaan proses pukulan pukulan yang berbeza dan bahagian yang berbeza sebelum dan selepas pukulan pukulan dikaji, dan kesimpulan berikut dibuat berdasarkan literatur:

◆ Shot peening akan meningkatkan kekasaran permukaan gigi, yang dipengaruhi oleh ciri-ciri bahagian sebelum shot peening, parameter proses peening shot dan faktor-faktor lain, dan faktor-faktor ini juga merupakan faktor utama yang mempengaruhi tekanan mampatan sisa;

◆ Di bawah keadaan proses pengeluaran kumpulan yang sedia ada, kekasaran permukaan gigi maksimum selepas peening pukulan adalah 3.1 kali ganda daripada sebelum peening pukulan;

◆ Peningkatan kekasaran permukaan gigi akan meningkatkan getaran dan bunyi sistem. Lebih besar tork dan kelajuan, lebih jelas peningkatan getaran dan bunyi;

◆ Kekasaran permukaan gigi selepas peening pukulan boleh dipertingkatkan dengan mengoptimumkan parameter proses peening pukulan, peening pukulan komposit, menambah penggilap atau pengasah percuma selepas peening pukulan, dll. Pengoptimuman parameter proses peening pukulan dijangka mengawal penguatan kekasaran kepada lebih kurang 1.5 kali.