חלקים רבים שלהילוכים מפחיתי האנרגיה החדשיםוהילוכים לרכבהפרויקט מצריך חיטוי לאחר שחיקת ציוד, מה שידרדר את איכות משטח השן, ואף ישפיע על ביצועי ה-NVH של המערכת. מאמר זה בוחן את החספוס של פני השן של תנאים שונים של תהליך החטאת ירייה וחלקים שונים לפני ואחרי הצפה. התוצאות מראות שההצצה תגביר את החספוס של פני השן, המושפע ממאפיינים של חלקים, פרמטרים של תהליך ההצצה וגורמים נוספים; בתנאים הקיימים של תהליך ייצור אצווה, החספוס המרבי של פני השן לאחר ההברקה הוא פי 3.1 מזה שלפני ההברקה. נדונה ההשפעה של חספוס משטח השיניים על ביצועי NVH, ומוצעים האמצעים לשיפור החספוס לאחר החטאת זריקה.

ברקע לעיל, מאמר זה דן משלושת ההיבטים הבאים:

השפעת פרמטרים של תהליך החצץ בזריקה על חספוס פני השן;

דרגת ההגברה של חיספוס משטח השן בתנאי תהליך ייצור אצווה קיימים;

השפעת החספוס המוגבר של משטח השיניים על ביצועי NVH ואמצעים לשיפור החספוס לאחר החטאת זריקה.

צילום ירי מתייחס לתהליך שבו קליעים קטנים רבים בעלי קשיות גבוהה ותנועה במהירות גבוהה פוגעים במשטח החלקים. תחת הפגיעה המהירה של הקליע, פני השטח של החלק ייצרו בורות ויתרחש דפורמציה פלסטית. הארגונים מסביב לבורות יתנגדו לעיוות הזה וייצרו לחץ לחיצה שיורי. חפיפה של בורות רבים תיצור שכבת מתח דחיסה שיורית אחידה על פני החלק, ובכך תשפר את חוזק העייפות של החלק. לפי הדרך להשגת מהירות גבוהה בירייה, החבטות זריקות מחולקות בדרך כלל לזריקת אוויר דחוס והצצה צנטריפוגלית, כפי שמוצג באיור 1.

חיטוי זריקת אוויר דחוס לוקח אוויר דחוס ככוח לרסס את הירייה מהאקדח; פיצוץ זריקות צנטריפוגלי משתמש במנוע כדי להניע את האימפלר להסתובב במהירות גבוהה כדי לזרוק את הזריקה. הפרמטרים העיקריים של תהליך ההצפה כוללים חוזק רוויה, כיסוי ומאפיינים בינוניים (חומר, גודל, צורה, קשיות). חוזק הרוויה הוא פרמטר לאפיון חוזק ההצצה בירייה, המתבטא בגובה הקשת (כלומר מידת הכיפוף של חומר הבדיקה של אלמן לאחר הצפה בירייה); שיעור הכיסוי מתייחס ליחס בין השטח המכוסה על ידי הבור לאחר ההצצה לזריקה לבין השטח הכולל של השטח המכוסה בזריקה; המדיה הנפוצה להחצץ כוללות זריקת חיתוך חוט פלדה, זריקת פלדה יצוקה, זריקת קרמיקה, זריקת זכוכית וכו'. הגודל, הצורה והקשיות של חומרי החיתוך ירו הם בדרגות שונות. דרישות התהליך הכלליות עבור חלקי גל גיר הילוכים מוצגות בטבלה 1.

חלק הבדיקה הוא גלגל הביניים 1/6 של פרויקט היברידי. מבנה ההילוכים מוצג באיור 2. לאחר השחזה, מבנה המיקרו של פני השן הוא דרגה 2, קשיות פני השטח היא 710HV30, ועומק שכבת ההתקשות האפקטיבית הוא 0.65 מ"מ, הכל במסגרת הדרישות הטכניות. החספוס של פני השן לפני החבטה בירייה מוצג בטבלה 3, ודיוק פרופיל השן מוצג בטבלה 4. ניתן לראות שחספוס פני השן לפני ההזריקה טוב, ועקומת פרופיל השן חלקה.

תוכנית בדיקה ופרמטרים של בדיקה

בבדיקה נעשה שימוש במכונת חיטוי זריקת אוויר דחוס. בשל תנאי הבדיקה, לא ניתן לאמת את ההשפעה של תכונות בינוניות (חומר, גודל, קשיות). לכן, המאפיינים של מדיום הצפה בירייה קבועים בבדיקה. רק ההשפעה של חוזק הרוויה והכיסוי על החספוס של משטח השן לאחר החטאת זריקה מאומתת. ראה טבלה 2 עבור ערכת הבדיקה. תהליך הקביעה הספציפי של פרמטרי הבדיקה הוא כדלקמן: צייר את עקומת הרוויה (איור 3) דרך בדיקת קופון Almen כדי לקבוע את נקודת הרוויה, כדי לנעול את לחץ האוויר הדחוס, זרימת זריקת הפלדה, מהירות תנועת הזרבובית, מרחק הזרבובית מחלקים ופרמטרים נוספים של ציוד.

תוצאת הבדיקה

נתוני החספוס של משטח השן לאחר החבטת זריקות מוצגים בטבלה 3, ודיוק פרופיל השן מוצג בטבלה 4. ניתן לראות כי בארבעת תנאי ההזריקה, החספוס של פני השן גדל ועקומת פרופיל השן הופכת קעורה. קמור לאחר חיטוי ירייה. היחס בין החספוס לאחר הריסוס לחספוס לפני הריסוס משמש לאפיון הגדלת החספוס (טבלה 3). ניתן לראות שהגדלת החספוס שונה בארבעת תנאי התהליך.

מעקב אצווה של הגדלה של חספוס משטח השן על ידי חיטוי

תוצאות הבדיקה בסעיף 3 מראות שחספוס משטח השן גדל בדרגות שונות לאחר החטאת זריקה בתהליכים שונים. על מנת להבין היטב את ההגברה של חיספוס משטח השיניים ולהגדיל את מספר הדגימות, נבחרו 5 פריטים, 5 סוגים ו-44 חלקים בסך הכל, כדי לעקוב אחר החספוס לפני ואחרי החספוס של זריקה בתנאים של זריקת ייצור אצווה תהליך ההצרה. ראה טבלה 5 למידע הפיזיקלי והכימי ומידע על תהליך ההצצה של חלקים במעקב לאחר שחיקה של ציוד. נתוני החספוס וההגדלה של משטחי שיניים קדמיים ואחוריים לפני החבטה בירייה מוצגים באיור 4. איור 4 מראה שטווח החספוס של משטח השן לפני החבטה הוא Rz1.6 μ m-Rz4.3 μ m； לאחר חיספוס ירייה, החספוס גדל, וטווח ההתפלגות הוא Rz2.3 μ m-Rz6.7 μ m； המקסימום ניתן להגביר את החספוס ל-3.1 פעמים לפני החפירה.

גורמים משפיעים של חספוס משטח השיניים לאחר חיטוי

ניתן לראות מהעקרון של shot pening שהקשיחות הגבוהה והזריקה המהירה מותירה אינספור בורות על פני החלק, המהווה מקור ללחץ לחיצה שיורי. יחד עם זאת, בורות אלה מחויבים להגדיל את חספוס פני השטח. המאפיינים של החלקים לפני ההזריקה והפרמטרים של תהליך ההזריקה ישפיעו על החספוס לאחר ההצפה, כפי שמופיע בטבלה 6. בסעיף 3 של מאמר זה, תחת ארבעת תנאי התהליך, החספוס של פני השן לאחר ההצפה גדל ל- דרגות שונות. במבחן זה, ישנם שני משתנים, דהיינו, חספוס טרום ירייה ופרמטרים של תהליך (חוזק רוויה או כיסוי), אשר אינם יכולים לקבוע במדויק את הקשר בין החספוס שלאחר ירייה לבין כל גורם משפיע בודד. נכון לעכשיו, חוקרים רבים ערכו מחקר על זה, והציגו מודל חיזוי תיאורטי של חספוס פני השטח לאחר החבטת ירייה על בסיס הדמיית אלמנטים סופיים, המשמש לניבוי ערכי החספוס המתאימים של תהליכי חיטוי שונים.

בהתבסס על הניסיון בפועל ומחקריהם של חוקרים אחרים, ניתן לשער את אופני ההשפעה של גורמים שונים כפי שמוצג בטבלה 6. ניתן לראות כי החספוס לאחר ההצצה בירייה מושפע באופן מקיף מגורמים רבים, שהם גם גורמי המפתח. משפיע על הלחץ הלחיצה השיורי. על מנת להקטין את החספוס לאחר הצפה בהנחה של הבטחת מתח הלחיצה השיורי, נדרשות מספר רב של בדיקות תהליך כדי לייעל באופן רציף את שילוב הפרמטרים.

השפעת חספוס משטח השיניים על ביצועי ה-NVH של המערכת

חלקי הילוכים נמצאים במערכת ההילוכים הדינמית, וחספוס פני השן ישפיע על ביצועי ה-NVH שלהם. תוצאות הניסוי מראות שתחת אותו עומס ומהירות, ככל שחספוס פני השטח גדול יותר, כך גדלים הרטט והרעש של המערכת; כאשר העומס והמהירות גדלים, הרטט והרעש גדלים בצורה ברורה יותר.

בשנים האחרונות, הפרויקטים של מפחיתי אנרגיה חדשים גדלו במהירות, ומראים את מגמת הפיתוח של מהירות גבוהה ומומנט גדול. נכון לעכשיו, המומנט המרבי של מפחית האנרגיה החדש שלנו הוא 354N · m, והמהירות המרבית היא 16000r/min, אשר תוגדל ליותר מ-20000r/min בעתיד. בתנאי עבודה כאלה, יש לשקול את ההשפעה של העלייה בחספוס משטח השיניים על ביצועי ה-NVH של המערכת.

אמצעי שיפור לחספוס משטח השיניים לאחר החפירה

תהליך ההזריקה לאחר שחיקת הילוכים יכול לשפר את חוזק עייפות המגע של משטח שן גלגל השיניים ואת חוזק עייפות הכיפוף של שורש השן. אם יש להשתמש בתהליך זה מסיבות חוזק בתהליך תכנון הציוד, על מנת לתת את הדעת לביצועי ה-NVH של המערכת, ניתן לשפר את החספוס של משטח שן גלגל השיניים לאחר החפירה בירייה מההיבטים הבאים:

א. בצע אופטימיזציה של הפרמטרים של תהליך ההצפה בירייה, ושלוט בהגברה של חספוס משטח השיניים לאחר החטאת זריקה בהנחה של הבטחת מתח הלחיצה השיורי. זה דורש הרבה בדיקות תהליכיות, והרבגוניות של התהליך אינה חזקה.

ב. תהליך ה-Composite shot peening מאומץ, כלומר לאחר השלמת ה-shot shot-peening רגיל, מתווספת הצפה נוספת. חוזק תהליך ההצצה המוגבר הוא בדרך כלל קטן. ניתן להתאים את הסוג והגודל של חומרי הזריקה, כגון זריקת קרמיקה, זריקת זכוכית או חיתוך חוט פלדה בגודל קטן יותר.

ג. לאחר ההזריקה, מוסיפים תהליכים כמו ליטוש משטח השיניים והשחזה חופשית.

במאמר זה, נחקר החספוס של פני השן של תנאים שונים של תהליך החטאת ירייה וחלקים שונים לפני ואחרי החטאת ירייה, והמסקנות הבאות מוסקות על סמך ספרות:

◆ החצץ יריות יגדיל את החספוס של פני השן, המושפע מהמאפיינים של חלקים לפני ההזריקה, פרמטרים של תהליך ההצצה בירייה וגורמים נוספים, וגורמים אלו הם גם גורמי המפתח המשפיעים על הלחץ הלחיצה השיורי;

◆ בתנאים הקיימים של תהליך ייצור אצווה, החספוס המרבי של פני השיניים לאחר ההצפה הוא פי 3.1 מזה שלפני ההצפה;

◆ העלייה בחספוס משטח השיניים תגביר את הרטט והרעש של המערכת. ככל שהמומנט והמהירות גדולים יותר, כך הגברת הרטט והרעש ברורה יותר;

◆ ניתן לשפר את החספוס של פני השן לאחר ההצפה בירייה על ידי אופטימיזציה של הפרמטרים של תהליך החצץ בזריקה, החטאת זריקה מרוכבת, הוספת ליטוש או השחזה חופשית לאחר ההצפה בירייה וכו'. בערך 1.5 פעמים.