Mnogi delinovi reduktorji energijeinavtomobilski zobnikiProjekt zahteva mikrokovanje po brušenju zobnikov, kar poslabša kakovost površine zoba in celo vpliva na delovanje sistema glede na vibracije in vibracije (NVH). Ta članek preučuje hrapavost površine zoba pri različnih pogojih postopka mikrokovanja in različnih delih pred in po mikrokovanju. Rezultati kažejo, da mikrokovanje poveča hrapavost površine zoba, na kar vplivajo značilnosti delov, parametri postopka mikrokovanja in drugi dejavniki; V obstoječih pogojih serijske proizvodnje je največja hrapavost površine zoba po mikrokovanju 3,1-krat večja kot pred mikrokovanjem. Obravnavan je vpliv hrapavosti površine zoba na delovanje NVH in predlagani so ukrepi za izboljšanje hrapavosti po mikrokovanju.

Glede na zgoraj navedeno ta članek obravnava naslednje tri vidike:

Vpliv parametrov procesa mikrokovanja na hrapavost površine zoba;

Stopnja ojačanja hrapavosti površine zoba s krogličnim udarcem v obstoječih pogojih serijskega proizvodnega procesa;

Vpliv povečane hrapavosti površine zoba na delovanje NVH in ukrepi za izboljšanje hrapavosti po mikrokovanju.

Mikrokovanje se nanaša na postopek, pri katerem številni majhni izstrelki z visoko trdoto in veliko hitrostjo udarijo v površino delov. Pod vplivom izstrelka z veliko hitrostjo se na površini dela pojavijo jamice, ki povzročijo plastično deformacijo. Organizmi okoli jamic se uprejo tej deformaciji in ustvarijo preostale tlačne napetosti. Prekrivanje številnih jamic tvori enakomerno plast preostale tlačne napetosti na površini dela, s čimer se izboljša utrujenostna trdnost dela. Glede na način doseganja visoke hitrosti s kroglicami se mikrokovanje običajno deli na mikrokovanje s stisnjenim zrakom in centrifugalno mikrokovanje, kot je prikazano na sliki 1.

Pri peskanju s stisnjenim zrakom se za brizganje zrn iz pištole uporablja stisnjen zrak; pri centrifugalnem peskanju se uporablja motor za pogon rotorja, ki se vrti z veliko hitrostjo in izstreljuje zrno. Ključni procesni parametri peskanja vključujejo nasičeno trdnost, pokritost in lastnosti medija za peskanje (material, velikost, oblika, trdota). Nasičena trdnost je parameter, ki označuje trdnost peskanja in se izraža z višino loka (tj. stopnjo upogibanja Almenovega preskusnega vzorca po peskanju); stopnja pokritosti se nanaša na razmerje med površino, ki jo po peskanju prekrije vdolbina, in skupno površino obdelanega območja; Pogosto uporabljeni mediji za peskanje vključujejo rezanje jeklene žice, lito jeklene zrna, keramične zrna, steklene zrna itd. Velikost, oblika in trdota medijev za peskanje so različnih stopenj. Splošne procesne zahteve za dele gredi menjalnika so prikazane v tabeli 1.

Preskusni del je vmesni zobnik gredi 1/6 hibridnega projekta. Struktura zobnika je prikazana na sliki 2. Po brušenju je mikrostruktura površine zoba 2. stopnje, trdota površine je 710HV30, efektivna globina utrjevalne plasti pa 0,65 mm, kar je vse znotraj tehničnih zahtev. Hrapavost površine zoba pred kroglanjem je prikazana v tabeli 3, natančnost profila zoba pa v tabeli 4. Vidimo lahko, da je hrapavost površine zoba pred kroglanjem dobra, krivulja profila zoba pa gladka.

Načrt testiranja in parametri testiranja

V preskusu je bil uporabljen stroj za mikrokovanje s stisnjenim zrakom. Zaradi preskusnih pogojev ni mogoče preveriti vpliva lastnosti medija za mikrokovanje (material, velikost, trdota). Zato so lastnosti medija za mikrokovanje v preskusu konstantne. Preverjen je le vpliv nasičenosti in pokritosti na hrapavost površine zoba po mikrokovanju. Za shemo preskusa glejte tabelo 2. Specifičen postopek določanja preskusnih parametrov je naslednji: z Almenovim preskusom s kuponom narišite krivuljo nasičenosti (slika 3), da določite točko nasičenosti, tako da zaklenete tlak stisnjenega zraka, pretok jeklenih zrn, hitrost premikanja šobe, oddaljenost šobe od delov in druge parametre opreme.

rezultat testa

Podatki o hrapavosti površine zoba po mikrokovanju so prikazani v tabeli 3, natančnost profila zoba pa v tabeli 4. Vidimo lahko, da se pri štirih pogojih mikrokovanja hrapavost površine zoba poveča, krivulja profila zoba pa po mikrokovanju postane konkavna in konveksna. Razmerje med hrapavostjo po brizganju in hrapavostjo pred brizganjem se uporablja za karakterizacijo povečave hrapavosti (tabela 3). Vidimo lahko, da se povečava hrapavosti razlikuje pri štirih procesnih pogojih.

Serijsko sledenje povečanja hrapavosti površine zoba s krogličnim mikrokovanjem

Rezultati preskusov v 3. poglavju kažejo, da se hrapavost površine zoba po mikrokovanju z različnimi postopki v različni meri poveča. Da bi v celoti razumeli vpliv mikrokovanja na hrapavost površine zoba in povečali število vzorcev, je bilo za spremljanje hrapavosti pred in po mikrokovanju v pogojih serijske proizvodnje izbranih 5 elementov, 5 vrst in skupno 44 delov. Za fizikalne in kemijske podatke ter informacije o postopku mikrokovanja sledenih delov po brušenju zobnikov glejte tabelo 5. Podatki o hrapavosti in povečavi sprednje in zadnje površine zoba pred mikrokovanjem so prikazani na sliki 4. Slika 4 prikazuje, da je razpon hrapavosti površine zoba pred mikrokovanjem Rz1,6 μm–Rz4,3 μm; po mikrokovanju se hrapavost poveča, razpon porazdelitve pa je Rz2,3 μm–Rz6,7 μm; največja hrapavost se lahko pred mikrokovanjem poveča do 3,1-krat.

Vplivni dejavniki hrapavosti površine zoba po mikrokovanju

Iz principa mikrokovanja je razvidno, da visoka trdota in hitro premikajoči se krogel puščata na površini dela nešteto vdolbin, ki so vir preostalih tlačnih napetosti. Hkrati te vdolbine nujno povečajo hrapavost površine. Značilnosti delov pred mikrokovanjem in parametri postopka mikrokovanja bodo vplivali na hrapavost po mikrokovanju, kot je navedeno v tabeli 6. V 3. poglavju tega članka je opisano, da se hrapavost površine zoba po mikrokovanju pod štirimi procesnimi pogoji različno poveča. V tem preskusu sta prisotni dve spremenljivki, in sicer hrapavost pred mikrokovanjem in procesni parametri (nasičenost ali pokritost), ki ne moreta natančno določiti razmerja med hrapavostjo po mikrokovanju in vsakim posameznim vplivnim dejavnikom. Trenutno je veliko znanstvenikov opravilo raziskave na to temo in predstavilo teoretični napovedni model hrapavosti površine po mikrokovanju, ki temelji na simulaciji končnih elementov, in se uporablja za napovedovanje ustreznih vrednosti hrapavosti različnih postopkov mikrokovanja.

Na podlagi dejanskih izkušenj in raziskav drugih znanstvenikov je mogoče ugibati o vplivu različnih dejavnikov, kot je prikazano v tabeli 6. Vidimo lahko, da na hrapavost po mikrokovanju vpliva veliko dejavnikov, ki so tudi ključni dejavniki, ki vplivajo na preostalo tlačno napetost. Da bi zmanjšali hrapavost po mikrokovanju ob predpostavki zagotavljanja preostale tlačne napetosti, je potrebno veliko število procesnih preizkusov za nenehno optimizacijo kombinacije parametrov.

Vpliv hrapavosti površine zoba na delovanje sistema glede na vibracije in vibracije

Deli zobnikov so del dinamičnega prenosnega sistema, hrapavost površine zob pa vpliva na njihovo delovanje glede vibracij in vibracij (NVH). Eksperimentalni rezultati kažejo, da pri enaki obremenitvi in ​​hitrosti, večja kot je hrapavost površine, večje so vibracije in hrup sistema; ko se obremenitev in hitrost povečata, se vibracije in hrup opazneje povečata.

V zadnjih letih so se projekti novih reduktorjev energije hitro povečali in kažejo trend razvoja visokih hitrosti in velikega navora. Trenutno je največji navor našega novega reduktorja energije 354 N·m, največja hitrost pa 16000 vrt/min, v prihodnosti pa se bo povečala na več kot 20000 vrt/min. V takšnih delovnih pogojih je treba upoštevati vpliv povečane hrapavosti površine zob na delovanje sistema glede na vibracije in vibracije.

Ukrepi za izboljšanje hrapavosti površine zoba po mikrokovanju

Postopek mikrokovanja po brušenju zobnikov lahko izboljša kontaktno utrujenostno trdnost površine zobnikov in upogibno utrujenostno trdnost korena zobnika. Če je ta postopek treba uporabiti zaradi trdnostnih razlogov pri načrtovanju zobnikov, je mogoče hrapavost površine zobnikov po mikrokovanju izboljšati z naslednjih vidikov, da se upošteva delovanje sistema glede na vibracije in vibracije.

a. Optimizirajte parametre procesa mikrokovanja in nadzorujte povečanje hrapavosti površine zoba po mikrokovanju, da zagotovite preostalo tlačno napetost. To zahteva veliko procesnih preizkusov, vsestranskost procesa pa ni velika.

b. Uporablja se postopek kompozitnega mikrokovanja, kar pomeni, da se po končanem mikrokovanju z normalno trdnostjo doda še eno mikrokovanje. Povečana trdnost pri postopku mikrokovanja je običajno majhna. Vrsta in velikost materiala za mikrokovanje se lahko prilagodita, na primer keramični krogel, steklen krogel ali jeklena žica, rezani krogel manjše velikosti.

c. Po mikrokovanju se dodajo postopki, kot sta poliranje zobne površine in prosto honanje.

V tem članku je preučena hrapavost površine zoba pri različnih pogojih postopka mikrokovanja in različnih delih pred in po mikrokovanju, na podlagi literature pa so bili sprejeti naslednji sklepi:

◆ Mikrokovanje bo povečalo hrapavost površine zoba, na katero vplivajo značilnosti delov pred mikrokovanjem, parametri postopka mikrokovanja in drugi dejavniki, ti dejavniki pa so tudi ključni dejavniki, ki vplivajo na preostalo tlačno napetost;

◆ V obstoječih pogojih serijskega proizvodnega procesa je največja hrapavost površine zoba po mikrokovanju 3,1-krat večja kot pred mikrokovanjem;

◆ Povečanje hrapavosti površine zob bo povečalo vibracije in hrup sistema. Večji kot je navor in hitrost, bolj očitno je povečanje vibracij in hrupa;

◆ Hrapavost površine zoba po mikrokovanju se lahko izboljša z optimizacijo parametrov postopka mikrokovanja, kompozitnim mikrokovanjem, dodajanjem poliranja ali prostega honanja po mikrokovanju itd. Pričakuje se, da bo optimizacija parametrov postopka mikrokovanja nadzorovala povečanje hrapavosti za približno 1,5-krat.