研究一下汽车齿轮的抛丸强化

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做家:余登基、廖福平、谢宝强、伍复亮、张翼

单元:格特拉克(江西)传动系统有限公司赣州分公司

起源:《金属加工(热加工)》杂志

抛丸加强是当今汽车行业改观齿轮疲惫寿命的罕用权谋之一,其道理是欺诈高速弹丸对齿轮表面施行冲锋,使轮齿表层在必然深度内生成残存压应力,用来对消部份外加负荷致使的拉应力,进而按捺或推迟裂纹的萌发和伸展。是以,它也许显著抬高轮齿的抗曲折疲惫寿命,改观来往疲惫特点。抛丸加强成就表白式为:

B=F(P,M,R,V,Q,H,T,α)

式中:B——抛丸成就;

P——抛打工件表面机能;

M——弹丸材料;

R——弹丸尺寸;

V——抛丸速率;

Q——单元时光内抛丸量;

H——弹丸与工件表面间隔;

T——抛丸时光;

α——抛丸角度。

在轮齿材料及热处置目标选定的前提下,弹丸工艺筛选是获得正当残存压应力层的关键成分之一。本文就怎样筛选弹丸工艺参数进而获得正当加强成就开展陈说。

1.实验前提和办法

(1)齿轮材料和抛丸前状况

齿轮材料为低碳合金钢,锻后等温正火,经渗碳淬回火处置后表面硬度≥HV1。

(2)实验用做战及探测办法

加强做战采纳死板离心式抛丸机;硬度探测采纳维氏硬度计;残存应力探测采纳Proto-LXRD型X射线应力解析仪,因材料为铁素体型合金钢,探测晶面为()。探测实行ASTM-E—、EN—、GB—及GFT—准则;借助Proto-型电解抛光机及饱和NaCl水电解液施行剥层。

2.弹丸的筛选

(1)弹丸硬度肯定

加强零件用弹丸硬度普遍即是或略高于零件自己硬度,硬度不能过高,不然轻易致使本质损伤。本文齿轮齿面和齿根硬度探测如图1所示。从图中可知,齿轮表层硬度在HV1以上,依据墟市也许供给的弹丸,咱们选定弹丸形式硬度在(±30)HV1。

图1轮齿硬度梯度

(2)丸料直径筛选

齿根过渡圆弧处是应力聚集点,裂纹萌发常常此后处着手,是以做为抛丸加强成就考验场所(见图2)。本文齿轮齿根过渡圆弧半径为0.85mm,为到达加强成就,必需有充裕的弹丸抛射到该场所,是以筛选丸料形式直径为0.6mm、0.8mm两种规格的钢丸施行考证。

图2

3.了局与解析

(1)雷同工艺前提下弹丸直径对残存应力的影响

图3、图4别离为φ0.6mm和φ0.8mm弹丸在雷同工艺前提下获得的齿根残存应力散布了局;图5为两种弹丸效用下5次探测了局的平匀值对照。从图中也许得悉,两种弹丸效用下雷同深度残存压应力值不同略有差别,且最大压应力值所处深度有所不同,φ0.6mm弹丸的最大压应力值在距表面约40μm处;而φ0.8mm弹丸的最大压应力值在距表面约50μm处。附表是两种钢丸的单个分量,也许看到,W0.8mm≈2W0.6mm;P=MV,在速率必然的状况下,原料是决议动量巨细的成分,是以φ0.8mm弹丸所能形成的变形会更大些,深度更深。

从图5还也许看到,两种弹丸获得的应力趋向基础一致,但最表层φ0.8mm弹丸所得残存压应力更低,象征着所能抵抗外力的本事更弱,更轻易被打破形成裂纹。

图3Φ0.8mm弹丸残存应力了局

图4Φ0.6mm弹丸残存应力了局

图5两种弹丸残存应力平匀值对照

两种钢丸的单个分量

规格

粒分量/mg

单粒分量/mg

φ0.6mm

.17

0.

φ0.8mm

.6

0.

(2)雷同工艺前提下弹丸直径对齿面粗陋度的影响

图6是两种弹丸做使劲获得的齿面粗陋度了局,抛丸前的齿面粗陋度基础一致;抛丸后,φ0.6mm弹丸获得的了局要显然优于φ0.8mm弹丸。齿面粗陋度影响变速器噪声,粗陋度越小越好。

图6两种弹丸做使劲获得的齿面粗陋度了局

4.结语

抛丸后的残存应力要紧起源于表层不平匀的塑性变形,在零件参数同意的规模内,尺寸越大,弹丸耗损响应会更少,成本更低,但需求归纳斟酌弹丸对零件残存应力和齿面粗陋度的影响,需依据实验了局筛选适合的弹丸。

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