机械网--喷丸强化有效提高齿轮的使用寿命

喷丸强化工艺可以有效提高齿轮使用寿命。该工艺采取钢丸高速击打齿轮齿根曲折部位，从而在表面产生压应力，破坏工件内部本身存在的拉应力，改进齿轮齿根的抗曲折疲劳性能，提高其使用寿命。在汽车生产进程中，工程师们已普遍利用喷丸强化工艺来提高传动零部件的使用寿命（图1）。通常，这些零部件在热处理落后行喷丸强化，特别是1些关键零部件，如齿圈和行星齿轮等，喷丸强化是生产制造的最后1道非常必要的工序。

喷丸强化的原理和效果喷丸强化工艺即采取高速喷射的钢丸颗粒撞击金属零件表面，使工件表面材料产生弹塑性变形并显现较高的残余压应力。由于金属介质（钢丸或切丝丸）在高速撞击零件表面时，会使表面产生塑性变形，这1变形将延伸到材料表层，在表层下产生1个压应力，从而抵消零件制造时产生的不良拉应力（图2）。该残余压应力延缓了零件疲劳断裂的构成，从而延长了零件的安全使用寿命。对汽车传动部件中最关键的齿轮部件，在热处理工序以后，采取喷丸强化工艺使其表面接受连续丸粒撞击，还可将其齿面材料晶相组织中的残余奥氏体转化为马氏体，从而增加齿面硬度。图2抛丸强化工艺的原理

强度丈量单就齿轮而言，其最大的剪切应力出现在齿根部和齿轮过渡区的圆角半径处，而齿轮的两个齿面——主动面和从动面，在工作时都承受着不断增加的负载，因此，齿轮强化的重点就在于对这些部位的强化：主动面、从动面、齿根部位。从强化要求来看，主要包括强度和覆盖率两大参数，固然，不同的齿轮有不同的要求，必须根据其终究利用环境来肯定。覆盖率可以通过目测视察，而强度则需利用阿尔门试片进行丈量。零件校正工具（PVT）被设计用来将测试试片置于1些特定位置，在这些试片可模拟零件有强度要求且必须进行强度测试的区域位置,根据不同利用现在的违建厂房能强制拆除吗，齿轮的强化1般要求是强度范围0.015～0.03（在等级“A”上），覆盖率为100%～200%。3种喷丸强化工艺喷丸强化工艺有以下3种方式：离心力抛丸强化、紧缩空气喷丸强化、混合式（喷嘴和抛头）。从产量方面考虑，大批量生产中，离心力抛丸强化优于另外两种方式。离心力抛丸强化工艺中，钢丸在离心力的作用下从叶轮轴上的孔溢出到叶片上，再由高速转动的叶片沿固定角度抛出（图3），单位时间内，抛丸丸流覆盖的面积大于喷嘴喷丸，但抛丸强化的利用受限于待处理齿轮的尺寸，如果是强化小齿轮且齿根部面积狭窄，就需要多个抛头固定在不同角度，以到达所需的强化效果。紧缩空气式喷丸强化必须利用多个喷嘴（图4），对准齿面、齿根的特定部位，使丸流更集中、目标更肯定，可到达精确强化的效果。混合式喷丸强化虽然利用比较少，但它的优势在于在1台设备上集合了抛丸强化的高产量和喷丸强化的高精确度和可控性等优势。图3适于大批量生产的离心力抛丸强化

图4紧缩空气式喷丸强化

工艺参数对强化效果的影响不管哪种强化技术，目的都是要获得1个延续恒定、可重复的强化强度，因此强拆后如何主张财产，必须了解工艺进程中哪些关键变量会影响到最后的强化结果。对离心力式抛丸强化，抛头、抛头转速、抛射速度、抛射角度（触及抛头位置、定向套移动等）等工艺变量会影响到终究强化效果。对直接压力式喷丸强化，喷嘴、喷嘴尺寸、喷射压力、喷射角度（触及喷嘴移动、多个喷嘴）等变量会影响终究强化效果。1、在离心力抛丸强化中，抛头工艺变量对强化效果的影响□ 抛头直径决定了钢丸介质从1定角度被抛射出去时的速度。在1样的抛头转速下，直径大的抛头产生的强化强度更高。□ 抛头的功率决定了单位时间内被打出去的钢丸数量。□ 抛头采取变频电机直接驱动，通过改变电机的频率可以改变抛头的转速，从而改变钢丸抛出的初速度。□ 抛头通常都被永久地固定在抛丸室的特定位置强拆违法应追究哪些责任，但可以通过调解定向套的位置来改变抛射方向。定向套的位置终究决定了钢丸被抛头抛射出去的角度。2、直接压力式喷丸强化中工艺变量对强化效果的影响□ 喷丸强化中的喷射压力类似于抛丸强化中的抛头速度，压力越大，强度越大。对复杂的齿轮强化，通常在1个封闭环路内，通过1个比例调理器监控喷嘴压力，如果出现任何偏离预先设定的压力值，系统就会发出警报，唆使关闭机器。□ 喷嘴尺寸的大小决定了钢丸介质被喷射到零件表面的数量。对喷丸强化工艺，最重要的因素就是要取得精确的方向性，目标准确，钢丸被无误差地打到零件表面指定点，到达所需的强度。□ 安装在多轴机械手上的喷嘴可实现自由移动，该机械手在伺服驱动系统和动态控制器的协助下操纵喷嘴的移动，让喷嘴沿零件的外缘和内部线路运动，比如沿行星齿轮和齿轮圈的轮廓进行喷射，可到达均匀1致、重复性高的强化效果。当同时对1组行星齿轮和齿圈进行强化时，必须特别注意它们的齿根角度是不同的，因此，对喷丸强化各个喷嘴位置的设定10分关键，公道的设置才能到达理想的齿轮、齿圈强化效果。影响喷丸强化结果的其他工艺参数还包括：钢丸的流量、钢丸的尺寸、尺寸的1致性等。丸料的流量由1个专门的流量控制阀控制。在抛丸强化设备中，该控制阀被安装在抛头进料区，通过调理流量控制阀的开口大小来调理经过该阀进入抛头的钢丸流量，而在喷丸强化设备中，丸料控制被阀安装在压力罐出口区。钢丸的尺寸需具有较高的1致性。强化设备中采取1个振动筛对丸料进行过滤，确保钢丸尺寸1致，从而到达稳定的强化效果。钢丸（或切丝）的尺寸会直接影响覆盖率和强化时间，1般规律是： 钢丸直径小，工件表面产生的残余应力较高，但强化层较浅；钢丸直径大，工件表面产生的残余应力较低，但强化层较深；固然，钢丸的直径必须小于齿轮过渡区的圆角半径。结语喷丸强化工艺发展迅速，利用范围将越来越广。现在，通过采取精密的自动化控制系统对工艺参数实行同步监控，喷丸强化系统的柔性程度已得到了极大的增强，从而可以获得更加理想的零件强化效果。随着技术的发展，汽车工程师也将不再局限于单1的抛丸强化或喷丸强化，新的混合式系统能将两种技术优势结合在1起，以满足更多用户特定的生产要求。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章