Muchas partes deLos nuevos engranajes reductores de energía.yengranajes automotricesEl proyecto requiere granallado después del rectificado de los engranajes, lo que deteriorará la calidad de la superficie del diente e incluso afectará el rendimiento NVH del sistema. Este artículo estudia la rugosidad de la superficie del diente en diferentes condiciones del proceso de granallado y diferentes piezas antes y después del granallado. Los resultados muestran que el granallado aumentará la rugosidad de la superficie del diente, que se ve afectada por las características de las piezas, los parámetros del proceso de granallado y otros factores; Bajo las condiciones existentes del proceso de producción por lotes, la rugosidad máxima de la superficie del diente después del granallado es 3,1 veces mayor que antes del granallado. Se discute la influencia de la rugosidad de la superficie del diente en el rendimiento del NVH y se proponen medidas para mejorar la rugosidad después del granallado.

Teniendo en cuenta los antecedentes anteriores, este artículo analiza los siguientes tres aspectos:

Influencia de los parámetros del proceso de granallado en la rugosidad de la superficie del diente;

El grado de amplificación del granallado sobre la rugosidad de la superficie del diente en las condiciones del proceso de producción por lotes existente;

Impacto del aumento de la rugosidad de la superficie del diente en el rendimiento de NVH y medidas para mejorar la rugosidad después del granallado.

El shot peening se refiere al proceso en el que numerosos proyectiles pequeños con alta dureza y movimiento a alta velocidad golpean la superficie de las piezas. Bajo el impacto a alta velocidad del proyectil, la superficie de la pieza producirá picaduras y se producirá deformación plástica. Las organizaciones alrededor de las piscinas resistirán esta deformación y generarán tensiones de compresión residuales. La superposición de numerosas picaduras formará una capa uniforme de tensión de compresión residual en la superficie de la pieza, mejorando así la resistencia a la fatiga de la pieza. Según la forma de obtener alta velocidad mediante granallado, el granallado generalmente se divide en granallado con aire comprimido y granallado centrífugo, como se muestra en la Figura 1.

El granallado con aire comprimido utiliza aire comprimido como energía para rociar la granalla de la pistola; El granallado centrífugo utiliza un motor para hacer que el impulsor gire a alta velocidad para lanzar el granalla. Los parámetros clave del proceso de granallado incluyen resistencia a la saturación, cobertura y propiedades del medio de granallado (material, tamaño, forma, dureza). La fuerza de saturación es un parámetro para caracterizar la fuerza del granallado, que se expresa por la altura del arco (es decir, el grado de flexión de la pieza de prueba de Almen después del granallado); La tasa de cobertura se refiere a la relación entre el área cubierta por el pozo después del granallado y el área total del área granallada; Los medios de granallado comúnmente utilizados incluyen granallas para corte de alambre de acero, granallas de acero fundido, granallas de cerámica, granallas de vidrio, etc. El tamaño, la forma y la dureza de los medios de granallado son de diferentes grados. Los requisitos generales del proceso para las piezas del eje del engranaje de transmisión se muestran en la Tabla 1.

La pieza de prueba es el engranaje del eje intermedio 1/6 de un proyecto híbrido. La estructura del engranaje se muestra en la Figura 2. Después del pulido, la microestructura de la superficie del diente es Grado 2, la dureza de la superficie es 710HV30 y la profundidad efectiva de la capa de endurecimiento es 0,65 mm, todo dentro de los requisitos técnicos. La rugosidad de la superficie del diente antes del granallado se muestra en la Tabla 3 y la precisión del perfil del diente se muestra en la Tabla 4. Se puede ver que la rugosidad de la superficie del diente antes del granallado es buena y la curva del perfil del diente es suave.

Plan de prueba y parámetros de prueba.

En la prueba se utiliza una máquina de granallado con aire comprimido. Debido a las condiciones de la prueba, es imposible verificar el impacto de las propiedades del medio de granallado (material, tamaño, dureza). Por lo tanto, las propiedades del medio de granallado son constantes en la prueba. Sólo se verifica el impacto de la fuerza de saturación y la cobertura en la rugosidad de la superficie del diente después del granallado. Consulte la Tabla 2 para ver el esquema de prueba. El proceso de determinación específico de los parámetros de prueba es el siguiente: dibuje la curva de saturación (Figura 3) a través de la prueba del cupón Almen para determinar el punto de saturación, a fin de bloquear la presión del aire comprimido, el flujo de perdigones de acero, la velocidad de movimiento de la boquilla y la distancia de la boquilla a las piezas. y otros parámetros del equipo.

resultado de la prueba

Los datos de rugosidad de la superficie del diente después del granallado se muestran en la Tabla 3, y la precisión del perfil del diente se muestra en la Tabla 4. Se puede ver que bajo las cuatro condiciones de granallado, la rugosidad de la superficie del diente aumenta y la curva del perfil del diente se vuelve cóncava y convexo después del granallado. La relación entre la rugosidad después de la pulverización y la rugosidad antes de la pulverización se utiliza para caracterizar el aumento de la rugosidad (Tabla 3). Se puede observar que el aumento de la rugosidad es diferente en las cuatro condiciones del proceso.

Seguimiento por lotes de aumento de la rugosidad de la superficie del diente mediante granallado

Los resultados de las pruebas en la Sección 3 muestran que la rugosidad de la superficie del diente aumenta en diversos grados después del granallado con diferentes procesos. Para comprender completamente la amplificación del granallado en la rugosidad de la superficie del diente y aumentar el número de muestras, se seleccionaron 5 artículos, 5 tipos y 44 piezas en total, para rastrear la rugosidad antes y después del granallado en las condiciones del granallado de producción por lotes. proceso de granallado. Consulte la Tabla 5 para obtener información física y química y la información del proceso de granallado de las piezas con orugas después del rectificado de engranajes. Los datos de rugosidad y aumento de las superficies de los dientes delanteros y traseros antes del granallado se muestran en la Fig. 4. La Figura 4 muestra que el rango de rugosidad de la superficie del diente antes del granallado es Rz1,6 μ m-Rz4,3 μ m； Después del granallado, la rugosidad aumenta y el rango de distribución es Rz2,3 μ m-Rz6,7 μ m ； La rugosidad máxima se puede amplificar hasta 3,1 veces antes del granallado.

Factores que influyen en la rugosidad de la superficie del diente después del granallado

Del principio del granallado se puede ver que la alta dureza y el movimiento de alta velocidad del granalla dejan innumerables picaduras en la superficie de la pieza, que es la fuente de tensión de compresión residual. Al mismo tiempo, estas picaduras aumentan la rugosidad de la superficie. Las características de las piezas antes del granallado y los parámetros del proceso de granallado afectarán la rugosidad después del granallado, como se enumera en la Tabla 6. En la Sección 3 de este documento, bajo las cuatro condiciones del proceso, la rugosidad de la superficie del diente después del granallado aumenta a diferentes grados. En esta prueba, hay dos variables, a saber, la rugosidad previa al granallado y los parámetros del proceso (fuerza de saturación o cobertura), que no pueden determinar con precisión la relación entre la rugosidad posterior al granallado y cada factor que influye. En la actualidad, muchos académicos han investigado este tema y han propuesto un modelo de predicción teórica de la rugosidad de la superficie después del granallado basado en la simulación de elementos finitos, que se utiliza para predecir los valores de rugosidad correspondientes de diferentes procesos de granallado.

Con base en la experiencia real y la investigación de otros académicos, se pueden especular los modos de influencia de varios factores como se muestra en la Tabla 6. Se puede ver que la rugosidad después del granallado se ve afectada de manera integral por muchos factores, que también son los factores clave. afectando la tensión de compresión residual. Para reducir la rugosidad después del granallado bajo la premisa de garantizar la tensión de compresión residual, se requiere una gran cantidad de pruebas de proceso para optimizar continuamente la combinación de parámetros.

Influencia de la rugosidad de la superficie del diente en el rendimiento NVH del sistema.

Las piezas del engranaje están en el sistema de transmisión dinámica y la rugosidad de la superficie del diente afectará su rendimiento NVH. Los resultados experimentales muestran que bajo la misma carga y velocidad, cuanto mayor es la rugosidad de la superficie, mayor es la vibración y el ruido del sistema; Cuando la carga y la velocidad aumentan, la vibración y el ruido aumentan de forma más evidente.

En los últimos años, los proyectos de nuevos reductores de energía han aumentado rápidamente y muestran la tendencia de desarrollo de alta velocidad y gran par. Actualmente, el par máximo de nuestro nuevo reductor de energía es de 354 N·m y la velocidad máxima es de 16000 r/min, que se incrementará a más de 20 000 r/min en el futuro. En tales condiciones de trabajo, se debe considerar la influencia del aumento de la rugosidad de la superficie del diente en el rendimiento NVH del sistema.

Medidas de mejora de la rugosidad de la superficie dental tras el shot peening

El proceso de granallado después del rectificado de engranajes puede mejorar la resistencia a la fatiga por contacto de la superficie del diente del engranaje y la resistencia a la fatiga por flexión de la raíz del diente. Si este proceso debe usarse por razones de resistencia en el proceso de diseño del engranaje, para tener en cuenta el rendimiento NVH del sistema, la rugosidad de la superficie del diente del engranaje después del granallado se puede mejorar a partir de los siguientes aspectos:

a. Optimice los parámetros del proceso de granallado y controle la amplificación de la rugosidad de la superficie del diente después del granallado con la premisa de garantizar la tensión de compresión residual. Esto requiere muchas pruebas de proceso y la versatilidad del proceso no es fuerte.

b. Se adopta el proceso de granallado compuesto, es decir, después de completar el granallado de resistencia normal, se agrega otro granallado. El aumento de la fuerza del proceso de granallado suele ser pequeño. Se puede ajustar el tipo y tamaño de los materiales de granalla, como granalla de cerámica, granalla de vidrio o granalla cortada con alambre de acero de menor tamaño.

do. Después del shot peening, se añaden procesos como el pulido de la superficie del diente y el bruñido libre.

En este artículo, se estudia la rugosidad de la superficie del diente de diferentes condiciones del proceso de granallado y diferentes partes antes y después del granallado, y se extraen las siguientes conclusiones basadas en la literatura:

◆ El granallado aumentará la rugosidad de la superficie del diente, que se ve afectada por las características de las piezas antes del granallado, los parámetros del proceso de granallado y otros factores, y estos factores también son los factores clave que afectan la tensión de compresión residual;

◆ Bajo las condiciones del proceso de producción por lotes existente, la rugosidad máxima de la superficie del diente después del granallado es 3,1 veces mayor que antes del granallado;

◆ El aumento de la rugosidad de la superficie del diente aumentará la vibración y el ruido del sistema. Cuanto mayor sea el par y la velocidad, más evidente será el aumento de la vibración y el ruido;

◆ La rugosidad de la superficie del diente después del granallado se puede mejorar optimizando los parámetros del proceso de granallado, granallado compuesto, agregando pulido o bruñido libre después del granallado, etc. Se espera que la optimización de los parámetros del proceso de granallado controle la amplificación de la rugosidad para aproximadamente 1,5 veces.