Vill Deeler vundéi nei EnergiereduktiounszännriederanAutoszännriederDëst Projet erfuerdert Kugelstralen nom Zännradschleifen, wat d'Qualitéit vun der Zännuewerfläch verschlechtert an och d'NVH-Leeschtung vum System beaflosst. Dëse Pabeier ënnersicht d'Zännuewerflächenrauheet ënner verschiddene Kugelstralprozessbedingungen a verschiddenen Deeler virun an nom Kugelstralen. D'Resultater weisen, datt Kugelstralen d'Zännuewerflächenrauheet erhéicht, wat vun den Eegeschafte vun den Deeler, de Kugelstralprozessparameter an aner Faktoren beaflosst gëtt; Ënner de bestehenden Chargenproduktiounsprozessbedingungen ass déi maximal Zännuewerflächenrauheet nom Kugelstralen 3,1 Mol sou grouss wéi virum Kugelstralen. Den Afloss vun der Zännuewerflächenrauheet op d'NVH-Leeschtung gëtt diskutéiert, an et gi Moossname proposéiert fir d'Rauheet nom Kugelstralen ze verbesseren.

Ënnert dem uewe genannten Hannergrond gëtt an dësem Pabeier déi folgend dräi Aspekter behandelt:

Afloss vun de Parameter vum Kugelstrahlprozess op d'Rauheet vun der Zännuewerfläch;

De Verstärkungsgrad vum Kugelstralen op d'Zännuewerflächenrauheet ënner de bestehenden Chargeproduktiounsprozessbedingungen;

Auswierkunge vun der erhéichter Zännoberflächenrauheet op d'NVH-Leeschtung a Moossname fir d'Rauheet nom Kugelstrahlen ze verbesseren.

Kugelstrahlen bezitt sech op de Prozess, bei deem vill kleng Projektiler mat héijer Häert a Bewegung mat héijer Geschwindegkeet d'Uewerfläch vun Deeler treffen. Ënnert dem Héichgeschwindegkeetsschlag vum Projektil wäert d'Uewerfläch vum Deel Lächer bilden an et entsteet plastesch Deformatioun. D'Organisatiounen ronderëm d'Lächer wäerten dëser Deformatioun widderstoen a Reschtdrockspannung generéieren. D'Iwwerlappung vu ville Lächer wäert eng gläichméisseg Reschtdrockspannungsschicht op der Uewerfläch vum Deel bilden, wouduerch d'Middegkeetsfestigkeit vum Deel verbessert gëtt. Jee no der Method fir héich Geschwindegkeet duerch Kugelstrahlen z'erreechen, gëtt Kugelstrahlen allgemeng a Drockloftkugelstrahlen an Zentrifugalkugelstrahlen opgedeelt, wéi an der Figur 1 gewisen.

D'Kugelstrahlen mat Drockloft brauch Drockloft als Energiequell fir d'Schoss aus der Pistoul ze sprëtzen; Zentrifugalkugelstrahlen benotzt e Motor fir den Impeller mat héijer Geschwindegkeet ze dréinen fir d'Schoss ze werfen. Déi wichtegst Prozessparameter vum Kugelstrahlen sinn d'Sättigungsstäerkt, d'Ofdeckung an d'Eegeschafte vum Kugelstrahlmedium (Material, Gréisst, Form, Häert). D'Sättigungsstäerkt ass e Parameter fir d'Kugelstrahlstäerkt ze charakteriséieren, déi duerch d'Boghéicht ausgedréckt gëtt (dh de Biegegrad vum Almen-Teststéck nom Kugelstrahlen); D'Ofdeckungsquote bezitt sech op de Verhältnes vun der Fläch, déi vum Gruef nom Kugelstrahlen bedeckt ass, zu der Gesamtfläch vun der Kugelstrahlfläch; Dacks benotzt Kugelstrahlmedien enthalen Stahldrotschneidkugel, Gossstahlkugel, Keramikkugel, Glaskugel, etc. D'Gréisst, d'Form an d'Häert vun de Kugelstrahlmedien si vu verschiddene Qualitéiten. Déi allgemeng Prozessufuerderunge fir Getriebewelledeeler sinn an der Tabell 1 gewisen.

Den Testdeel ass den Zwëschenwellenzännrad 1/6 vun engem Hybridprojet. D'Zännradstruktur ass an der Figur 2 gewisen. Nom Schleifen ass d'Mikrostruktur vun der Zännuewerfläch Grad 2, d'Uewerflächenhäert ass 710HV30, an d'effektiv Härtungsschichtdéift ass 0,65 mm, alles bannent den techneschen Ufuerderungen. D'Zännuewerflächenrauheet virum Kugelstrahlen ass an der Tabell 3 gewisen, an d'Genauegkeet vum Zännprofil ass an der Tabell 4 gewisen. Et kann een gesinn, datt d'Zännuewerflächenrauheet virum Kugelstrahlen gutt ass, an d'Zännprofilkurve glat ass.

Testplang an Testparameter

Am Test gëtt eng kompriméiert Loftkugelstrahlmaschinn benotzt. Wéinst den Testbedingungen ass et onméiglech, den Impakt vun den Eegeschafte vum Kugelstrahlmedium (Material, Gréisst, Häert) ze verifizéieren. Dofir sinn d'Eegeschafte vum Kugelstrahlmedium am Test konstant. Nëmmen den Impakt vun der Sättigungsstäerkt an der Ofdeckung op d'Rauheet vun der Zännoberfläche nom Kugelstrahlen gëtt verifizéiert. Kuckt Tabelle 2 fir d'Testschema. De spezifesche Bestëmmungsprozess vun den Testparameter ass wéi follegt: Zeechent d'Sättigungskurve (Figur 3) mam Almen-Coupontest fir de Sättigungspunkt ze bestëmmen, fir den Drock vum kompriméierte Loft, de Stolkugelfloss, d'Düsebeweegungsgeschwindegkeet, d'Distanz vun der Düse zu den Deeler an aner Ausrüstungsparameter ze fixéieren.

Testergebnis

D'Donnéeën iwwer d'Rauheet vun der Zännuewerfläch nom Kugelstrahlen sinn an der Tabell 3 gewisen, an d'Genauegkeet vum Zännprofil ass an der Tabell 4 gewisen. Et ass ze gesinn, datt ënner de véier Kugelstrahlbedingungen d'Rauheet vun der Zännuewerfläch eropgeet an d'Zännprofilkurv nom Kugelstrahlen konkav a konvex gëtt. D'Verhältnes vun der Rauheet nom Sprëtzen zu der Rauheet virum Sprëtzen gëtt benotzt fir d'Rauheetsvergréisserung ze charakteriséieren (Tabell 3). Et ass ze gesinn, datt d'Rauheetsvergréisserung ënner de véier Prozessbedingungen ënnerschiddlech ass.

Batch-Tracking vun der Vergréisserung vun der Zännoberflächenrauheet duerch Kugelstrahlen

D'Testergebnisse an der Sektioun 3 weisen datt d'Rauheet vun der Zännuewerfläch a verschiddene Grad no dem Kugelstralen mat verschiddene Prozesser zouhëlt. Fir d'Verstäerkung vum Kugelstralen op d'Rauheet vun der Zännuewerfläch vollstänneg ze verstoen an d'Zuel vun de Proben ze erhéijen, goufen 5 Elementer, 5 Typen an am Ganzen 44 Deeler ausgewielt fir d'Rauheet virun an nom Kugelstralen ënner de Bedingunge vum Batchproduktiounskugelstralprozess ze verfollegen. Kuckt Tabelle 5 fir déi physikalesch a chemesch Informatiounen an Informatiounen iwwer de Kugelstralprozess vun de verfollegten Deeler nom Zännradschleifen. D'Rauheets- an d'Vergréisserungsdaten vun den viischten an hënneschten Zännuewerflächen virum Kugelstralen sinn an der Fig. 4 gewisen. Figur 4 weist, datt de Beräich vun der Rauheet vun der Zännuewerfläch virum Kugelstralen Rz1,6 μm - Rz4,3 μm ass; Nom Kugelstralen klëmmt d'Rauheet, an de Verdeelungsberäich ass Rz2,3 μm - Rz6,7 μm; Déi maximal Rauheet kann op d'3,1-facht virum Kugelstralen verstäerkt ginn.

Faktoren, déi d'Zännuewerflächenrauheet no Kugelstrahlen beaflossen

Aus dem Prinzip vum Kugelstrahlen kann een erkennen, datt déi héich Häert an déi séier bewegend Kugel onzueleg Lächer op der Uewerfläch vum Deel hannerloossen, wat d'Quell vun der Reschtdrockspannung ass. Gläichzäiteg erhéijen dës Lächer d'Uewerflächenrauheet. D'Charakteristike vun den Deeler virum Kugelstrahlen an d'Parameter vum Kugelstrahlprozess beaflossen d'Rauheet nom Kugelstrahlen, wéi an der Tabell 6 opgezielt. An der Sektioun 3 vun dësem Pabeier klëmmt d'Zännuewerflächenrauheet nom Kugelstrahlen ënner de véier Prozessbedingungen a verschiddene Grad. An dësem Test ginn et zwou Variabelen, nämlech d'Rauheet virum Kugelstrahlen an d'Prozessparameter (Sättigungsstäerkt oder Ofdeckung), déi d'Bezéiung tëscht der Rauheet nom Kugelstrahlen an all eenzelne beaflossende Faktor net genee bestëmmen kënnen. De Moment hunn vill Wëssenschaftler doriwwer Fuerschung gemaach a baséiert op enger Finite-Element-Simulatioun e theoretescht Prognosemodell vun der Uewerflächenrauheet nom Kugelstrahlen virgestallt, dat benotzt gëtt fir déi entspriechend Rauheetswäerter vu verschiddene Kugelstrahlprozesser virauszesoen.

Baséierend op den tatsächlechen Erfarungen an der Fuerschung vun anere Wëssenschaftler, kënnen d'Aflossmodi vu verschiddene Faktoren spekuléiert ginn, wéi an der Tabell 6 gewisen. Et kann een erkennen, datt d'Rauheet nom Kugelstrahlen ëmfaassend vu ville Faktoren beaflosst gëtt, déi och Schlësselfaktoren sinn, déi d'Reschtdrockspannung beaflossen. Fir d'Rauheet nom Kugelstrahlen ze reduzéieren, ënner der Viraussetzung, d'Reschtdrockspannung ze garantéieren, ass eng grouss Zuel vu Prozesstester noutwendeg, fir d'Parameterkombinatioun kontinuéierlech ze optimiséieren.

Afloss vun der Zännuewerflächenrauheet op d'NVH-Leeschtung vum System

D'Zännraddeeler sinn am dynamesche Getriebesystem, an d'Rauheet vun der Zännoberfläche beaflosst hir NVH-Leeschtung. Déi experimentell Resultater weisen, datt ënner der selwechter Belaaschtung a Geschwindegkeet, wat méi grouss d'Uewerflächenrauheet ass, wat méi grouss d'Vibratioun an de Kaméidi vum System sinn; wann d'Belaaschtung an d'Geschwindegkeet eropgoen, huelen d'Vibratioun an de Kaméidi méi däitlech zou.

An de leschte Joren ass d'Zuel vun de Projeten vun neien Energiereduktiounsapparater rapid zougeholl a weist en Entwécklungstrend vun héijer Geschwindegkeet a groussen Dréimoment. Am Moment ass dat maximalt Dréimoment vun eisem neien Energiereduktiounsapparat 354 N·m, an d'maximal Geschwindegkeet ass 16000 U/min, wat an Zukunft op méi wéi 20000 U/min eropgesat gëtt. Ënner sou Aarbechtsbedingungen muss den Afloss vun der Erhéijung vun der Zännuewerflächenrauheet op d'NVH-Leeschtung vum System berécksiichtegt ginn.

Verbesserungsmoossname fir d'Zännuewerflächenrauheet no Kugelstrahlen

De Kugelstrahlprozess nom Schleifen vum Zännrad kann d'Kontaktmiddegkeetsfestigkeit vun der Zännfläche vum Zännrad an d'Biegemiddegkeetsfestigkeit vun der Zännwurzel verbesseren. Wann dëse Prozess aus Stäerktgrënn am Designprozess vum Zännrad muss benotzt ginn, fir d'NVH-Leeschtung vum System ze berücksichtegen, kann d'Rauheet vun der Zännfläche nom Kugelstrahlen aus de folgende Aspekter verbessert ginn:

a. Optiméiert d'Parameter vum Kugelstrahlprozess a kontrolléiert d'Verstäerkung vun der Zännuewerflächenrauheet nom Kugelstrahlen ënner der Viraussetzung, déi reschtlech Drockspannung ze garantéieren. Dëst erfuerdert vill Prozesstester, an d'Prozessvielfältegkeet ass net grouss.

b. De Komposit-Kugelstrahlprozess gëtt ugeholl, dat heescht, nodeems d'Kugelstrahlen mat normaler Stäerkt ofgeschloss ass, gëtt en anert Kugelstrahlprozess bäigefüügt. Déi erhéicht Stäerkt vum Kugelstrahlprozess ass normalerweis kleng. D'Aart a Gréisst vun de Kugelmaterialien kënnen ugepasst ginn, wéi z. B. Keramikkugel, Glaskugel oder aus Stoldrot geschniddene Kugel mat méi klenger Gréisst.

c. Nom Kugelstrahlen ginn Prozesser wéi Zännoberflächenpoléierung a fräit Honen bäigefüügt.

An dëser Aarbecht gëtt d'Rauheet vun der Zännuewerfläch bei verschiddene Konditioune vum Kugelstrahlen a verschiddenen Deeler virun an nom Kugelstrahlen ënnersicht, an déi folgend Conclusiounen ginn op Basis vun der Literatur gezunn:

◆ Kugelstralen erhéicht d'Zännuewerflächenrauheet, déi vun den Eegeschafte vun den Deeler virum Kugelstralen, de Parameter vum Kugelstralenprozess an aner Faktoren beaflosst gëtt, an dës Faktoren sinn och déi Schlësselfaktoren, déi d'Reschtdrockspannung beaflossen;

◆ Ënner de bestehenden Bedingungen vum Serienproduktiounsprozess ass déi maximal Zännuewerflächenrauheet nom Kugelstrahlen 3,1 Mol sou grouss wéi virum Kugelstrahlen;

◆ D'Zouhuele vun der Zännuewerfläch wäert d'Vibratioun an de Kaméidi vum System erhéijen. Wat méi Dréimoment a Geschwindegkeet méi grouss sinn, wat méi däitlech d'Zouhuele vu Vibratiounen a Kaméidi ass;

◆ D'Rauheet vum Zännoberflächen nom Kugelstrahlen kann verbessert ginn andeems d'Parameter vum Kugelstrahlprozess optimiséiert ginn, andeems Kompositkugelstrahlen benotzt gëtt, andeems Polieren oder fräit Honen nom Kugelstrahlen bäigefüügt ginn, asw. D'Optimiséierung vun de Parameter vum Kugelstrahlprozess soll d'Rauheetsverstäerkung op ongeféier 1,5-facht kontrolléieren.