Molte parti dii nuovi riduttori di energiaEingranaggi automobilisticiprogetto richiede la pallinatura dopo la rettifica degli ingranaggi, che deteriorerà la qualità della superficie del dente e influenzerà anche le prestazioni NVH del sistema. Questo articolo studia la rugosità della superficie del dente in diverse condizioni del processo di pallinatura e in diverse parti prima e dopo la pallinatura. I risultati mostrano che la pallinatura aumenterà la ruvidità della superficie del dente, che è influenzata dalle caratteristiche delle parti, dai parametri del processo di pallinatura e da altri fattori; Nelle condizioni del processo di produzione in lotti esistente, la ruvidità massima della superficie del dente dopo la pallinatura è 3,1 volte quella prima della pallinatura. Viene discussa l'influenza della rugosità della superficie del dente sulle prestazioni NVH e vengono proposte le misure per migliorare la rugosità dopo la pallinatura.

Alla luce di quanto sopra, il presente documento discute i seguenti tre aspetti:

Influenza dei parametri del processo di pallinatura sulla rugosità della superficie del dente;

Il grado di amplificazione della pallinatura sulla rugosità della superficie del dente nelle condizioni del processo di produzione batch esistente;

Impatto dell'aumento della ruvidità della superficie del dente sulle prestazioni NVH e misure per migliorare la rugosità dopo la pallinatura.

La pallinatura si riferisce al processo in cui numerosi piccoli proiettili con elevata durezza e movimento ad alta velocità colpiscono la superficie delle parti. Sotto l'impatto ad alta velocità del proiettile, la superficie della parte produrrà cavità e si verificherà una deformazione plastica. Le organizzazioni attorno ai pozzi resisteranno a questa deformazione e genereranno uno stress di compressione residuo. La sovrapposizione di numerosi alveoli formerà uno strato uniforme di sollecitazione di compressione residua sulla superficie della parte, migliorando così la resistenza alla fatica della parte. A seconda del modo in cui si ottiene l'alta velocità mediante pallinatura, la pallinatura è generalmente divisa in pallinatura ad aria compressa e pallinatura centrifuga, come mostrato nella Figura 1.

La pallinatura ad aria compressa utilizza l'aria compressa come potenza per spruzzare i pallini dalla pistola; La granigliatura centrifuga utilizza un motore per far ruotare la girante ad alta velocità per lanciare la pallina. I parametri chiave del processo di pallinatura includono la resistenza alla saturazione, la copertura e le proprietà del mezzo di pallinatura (materiale, dimensione, forma, durezza). La resistenza alla saturazione è un parametro per caratterizzare la resistenza alla pallinatura, che è espressa dall'altezza dell'arco (cioè il grado di flessione del provino Almen dopo la pallinatura); Il tasso di copertura si riferisce al rapporto tra l'area coperta dalla fossa dopo la pallinatura e l'area totale dell'area pallinata; I mezzi di pallinatura comunemente usati includono pallini da taglio di filo di acciaio, pallini di acciaio fuso, pallini di ceramica, pallini di vetro, ecc. Le dimensioni, la forma e la durezza dei mezzi di pallinatura sono di diversi gradi. I requisiti di processo generali per le parti dell'albero degli ingranaggi di trasmissione sono mostrati nella Tabella 1.

La parte di prova è l'ingranaggio dell'albero intermedio 1/6 di un progetto ibrido. La struttura dell'ingranaggio è mostrata nella Figura 2. Dopo la rettifica, la microstruttura della superficie del dente è di grado 2, la durezza superficiale è 710HV30 e la profondità effettiva dello strato indurente è 0,65 mm, il tutto entro i requisiti tecnici. La rugosità della superficie del dente prima della pallinatura è mostrata nella Tabella 3, mentre la precisione del profilo del dente è mostrata nella Tabella 4. Si può vedere che la rugosità della superficie del dente prima della pallinatura è buona e la curva del profilo del dente è liscia.

Piano di prova e parametri di prova

Nel test viene utilizzata una pallinatrice ad aria compressa. A causa delle condizioni del test, è impossibile verificare l'impatto delle proprietà del mezzo di pallinatura (materiale, dimensione, durezza). Pertanto, le proprietà del mezzo di pallinatura sono costanti nel test. Viene verificato solo l'impatto della resistenza alla saturazione e della copertura sulla rugosità della superficie del dente dopo la pallinatura. Vedere la Tabella 2 per lo schema di prova. Il processo specifico di determinazione dei parametri di prova è il seguente: tracciare la curva di saturazione (Figura 3) attraverso il test Almen coupon per determinare il punto di saturazione, in modo da bloccare la pressione dell'aria compressa, il flusso di graniglia d'acciaio, la velocità di movimento dell'ugello, la distanza dell'ugello dalle parti e altri parametri dell'apparecchiatura.

risultato del test

I dati sulla rugosità della superficie del dente dopo la pallinatura sono mostrati nella Tabella 3, mentre la precisione del profilo del dente è mostrata nella Tabella 4. Si può vedere che nelle quattro condizioni di pallinatura, la rugosità della superficie del dente aumenta e la curva del profilo del dente diventa concava e convesso dopo la pallinatura. Il rapporto tra la rugosità dopo la spruzzatura e la rugosità prima della spruzzatura viene utilizzato per caratterizzare l'ingrandimento della rugosità (Tabella 3). Si può vedere che l'ingrandimento della rugosità è diverso nelle quattro condizioni di processo.

Monitoraggio in batch dell'ingrandimento della rugosità della superficie del dente mediante pallinatura

I risultati dei test nella Sezione 3 mostrano che la ruvidità della superficie del dente aumenta in vari gradi dopo la pallinatura con diversi processi. Per comprendere appieno l'amplificazione della pallinatura sulla rugosità della superficie del dente e aumentare il numero di campioni, sono stati selezionati 5 elementi, 5 tipi e 44 parti in totale, per monitorare la rugosità prima e dopo la pallinatura nelle condizioni di produzione in batch. processo di pallinatura. Vedere la Tabella 5 per le informazioni fisiche e chimiche e le informazioni sul processo di pallinatura delle parti cingolate dopo la rettifica degli ingranaggi. I dati di rugosità e ingrandimento delle superfici dei denti anteriori e posteriori prima della pallinatura sono mostrati nella Fig. 4. La Figura 4 mostra che l'intervallo di rugosità della superficie del dente prima della pallinatura è Rz1,6 μ m-Rz4,3 μ m； Dopo la pallinatura, la rugosità aumenta e l'intervallo di distribuzione è Rz2,3 μ m-Rz6,7 μ m; La rugosità massima può essere amplificata fino a 3,1 volte prima della pallinatura.

Fattori che influenzano la rugosità della superficie del dente dopo la pallinatura

Dal principio della pallinatura si può vedere che l'elevata durezza e la graniglia in movimento ad alta velocità lasciano innumerevoli cavità sulla superficie del pezzo, che sono la fonte dello stress di compressione residuo. Allo stesso tempo, questi avvallamenti sono destinati ad aumentare la rugosità superficiale. Le caratteristiche delle parti prima della pallinatura e i parametri del processo di pallinatura influenzeranno la rugosità dopo la pallinatura, come elencato nella Tabella 6. Nella Sezione 3 di questo documento, nelle quattro condizioni di processo, la rugosità della superficie del dente dopo la pallinatura aumenta a gradi diversi. In questo test, ci sono due variabili, vale a dire la rugosità pre-pallinatura e i parametri di processo (resistenza alla saturazione o copertura), che non possono determinare con precisione la relazione tra la rugosità post-pallinatura e ogni singolo fattore di influenza. Attualmente, molti studiosi hanno condotto ricerche su questo argomento e hanno proposto un modello teorico di previsione della rugosità superficiale dopo la pallinatura basato sulla simulazione degli elementi finiti, che viene utilizzato per prevedere i corrispondenti valori di rugosità dei diversi processi di pallinatura.

Sulla base dell'esperienza reale e della ricerca di altri studiosi, si possono ipotizzare le modalità di influenza di vari fattori, come mostrato nella Tabella 6. Si può vedere che la rugosità dopo la pallinatura è influenzata in modo completo da molti fattori, che sono anche i fattori chiave influenzando lo sforzo di compressione residuo. Per ridurre la rugosità dopo la pallinatura con la premessa di garantire la tensione di compressione residua, sono necessari un gran numero di test di processo per ottimizzare continuamente la combinazione di parametri.

Influenza della rugosità della superficie del dente sulle prestazioni NVH del sistema

Le parti degli ingranaggi si trovano nel sistema di trasmissione dinamica e la rugosità della superficie dei denti influirà sulle loro prestazioni NVH. I risultati sperimentali mostrano che a parità di carico e velocità, maggiore è la rugosità superficiale, maggiore è la vibrazione e il rumore del sistema; Quando il carico e la velocità aumentano, le vibrazioni e il rumore aumentano in modo più evidente.

Negli ultimi anni, i progetti di nuovi riduttori di energia sono aumentati rapidamente e mostrano la tendenza allo sviluppo di alta velocità e coppia elevata. Attualmente, la coppia massima del nostro nuovo riduttore di energia è di 354 N · m, e la velocità massima è di 16.000 giri/min, che in futuro verrà aumentata a oltre 20.000 giri/min. In tali condizioni di lavoro è necessario considerare l'influenza dell'aumento della ruvidità della superficie del dente sulle prestazioni NVH del sistema.

Misure di miglioramento della rugosità della superficie del dente dopo la pallinatura

Il processo di pallinatura dopo la rettifica degli ingranaggi può migliorare la resistenza alla fatica da contatto della superficie del dente dell'ingranaggio e la resistenza alla fatica da flessione della radice del dente. Se questo processo deve essere utilizzato per motivi di resistenza nel processo di progettazione degli ingranaggi, al fine di tenere in considerazione le prestazioni NVH del sistema, la rugosità della superficie del dente dell'ingranaggio dopo la pallinatura può essere migliorata dai seguenti aspetti:

UN. Ottimizza i parametri del processo di pallinatura e controlla l'amplificazione della rugosità della superficie del dente dopo la pallinatura con la premessa di garantire lo stress di compressione residuo. Ciò richiede molti test di processo e la versatilità del processo non è elevata.

B. Viene adottato il processo di pallinatura composita, ovvero, dopo aver completato la pallinatura a resistenza normale, viene aggiunta un'altra pallinatura. La maggiore resistenza del processo di pallinatura è generalmente ridotta. È possibile regolare il tipo e la dimensione dei materiali da pallinare, ad esempio pallini in ceramica, pallini in vetro o pallini tagliati in filo di acciaio di dimensioni più piccole.

C. Dopo la pallinatura vengono aggiunti processi come la lucidatura della superficie del dente e la levigatura libera.

In questo articolo viene studiata la rugosità della superficie del dente in diverse condizioni del processo di pallinatura e in diverse parti prima e dopo la pallinatura e, sulla base della letteratura, vengono tratte le seguenti conclusioni:

◆ La pallinatura aumenterà la ruvidità della superficie del dente, che è influenzata dalle caratteristiche delle parti prima della pallinatura, dai parametri del processo di pallinatura e da altri fattori, e questi fattori sono anche i fattori chiave che influenzano lo stress di compressione residuo;

◆ Nelle condizioni del processo di produzione in lotti esistente, la ruvidità massima della superficie del dente dopo la pallinatura è 3,1 volte quella prima della pallinatura;

◆ L'aumento della rugosità della superficie del dente aumenterà la vibrazione e il rumore del sistema. Maggiore è la coppia e la velocità, più evidente è l'aumento delle vibrazioni e del rumore;

◆ La rugosità della superficie del dente dopo la pallinatura può essere migliorata ottimizzando i parametri del processo di pallinatura, la pallinatura del composito, aggiungendo lucidatura o levigatura libera dopo la pallinatura, ecc. Si prevede che l'ottimizzazione dei parametri del processo di pallinatura controlli l'amplificazione della rugosità circa 1,5 volte.