Banyak bagian dariroda gigi peredam energi baruDanroda gigi otomotifproyek memerlukan shot peening setelah penggilingan gigi, yang akan menurunkan kualitas permukaan gigi, dan bahkan mempengaruhi kinerja NVH sistem. Tulisan ini mempelajari kekasaran permukaan gigi pada berbagai kondisi proses shot peening dan bagian-bagian yang berbeda sebelum dan sesudah shot peening. Hasil penelitian menunjukkan bahwa shot peening akan meningkatkan kekasaran permukaan gigi yang dipengaruhi oleh karakteristik bagian, parameter proses shot peening dan faktor lainnya; Pada kondisi proses produksi batch eksisting, kekasaran permukaan gigi maksimum setelah shot peening adalah 3,1 kali lipat dibandingkan sebelum shot peening. Pengaruh kekasaran permukaan gigi terhadap kinerja NVH dibahas, dan langkah-langkah untuk meningkatkan kekasaran setelah shot peening diusulkan.

Berdasarkan latar belakang di atas, tulisan ini membahas dari tiga aspek berikut:

Pengaruh parameter proses shot peening terhadap kekasaran permukaan gigi;

Tingkat amplifikasi shot peening pada kekasaran permukaan gigi dalam kondisi proses produksi batch yang ada;

Dampak peningkatan kekasaran permukaan gigi terhadap kinerja NVH dan langkah-langkah untuk meningkatkan kekasaran setelah shot peening.

Shot peening mengacu pada proses di mana banyak proyektil kecil dengan kekerasan tinggi dan gerakan berkecepatan tinggi menghantam permukaan suatu bagian. Di bawah dampak proyektil berkecepatan tinggi, permukaan bagian tersebut akan menghasilkan lubang dan deformasi plastis akan terjadi. Organisasi di sekitar pit akan menahan deformasi ini dan menghasilkan tegangan tekan sisa. Tumpang tindih banyak lubang akan membentuk lapisan tegangan tekan sisa yang seragam pada permukaan bagian tersebut, sehingga meningkatkan kekuatan lelah bagian tersebut. Menurut cara memperoleh kecepatan tinggi dengan tembakan, shot peening secara umum dibagi menjadi shot peening udara terkompresi dan shot peening sentrifugal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Peening tembakan udara terkompresi mengambil udara terkompresi sebagai kekuatan untuk menyemprotkan tembakan dari pistol; Peledakan tembakan sentrifugal menggunakan motor untuk menggerakkan impeler agar berputar dengan kecepatan tinggi untuk melepaskan tembakan. Parameter proses utama dari shot peening meliputi kekuatan saturasi, cakupan, dan sifat medium shot peening (bahan, ukuran, bentuk, kekerasan). Kekuatan saturasi adalah parameter untuk mengkarakterisasi kekuatan shot peening, yang dinyatakan dengan tinggi busur (yaitu derajat tekukan benda uji Almen setelah shot peening); Tingkat cakupan mengacu pada rasio area yang ditutupi oleh pit setelah shot peening terhadap total luas area shot peening; Media shot peening yang umum digunakan antara lain shot peening kawat baja, shot baja tuang, shot keramik, shot kaca, dll. Ukuran, bentuk, dan kekerasan media shot peening memiliki tingkatan yang berbeda-beda. Persyaratan proses umum untuk bagian poros roda gigi transmisi ditunjukkan pada Tabel 1.

Bagian uji adalah roda gigi poros perantara 1/6 dari proyek hibrida. Struktur roda gigi ditunjukkan pada Gambar 2. Setelah penggilingan, struktur mikro permukaan gigi adalah Kelas 2, kekerasan permukaan adalah 710HV30, dan kedalaman lapisan pengerasan efektif adalah 0,65 mm, semuanya sesuai dengan persyaratan teknis. Kekasaran permukaan gigi sebelum shot peening ditunjukkan pada Tabel 3, dan keakuratan profil gigi ditunjukkan pada Tabel 4. Terlihat kekasaran permukaan gigi sebelum shot peening baik, dan kurva profil gigi halus.

Rencana pengujian dan parameter pengujian

Mesin peening tembakan udara terkompresi digunakan dalam pengujian ini. Karena kondisi pengujian, tidak mungkin untuk memverifikasi dampak sifat medium shot peening (bahan, ukuran, kekerasan). Oleh karena itu, sifat-sifat media shot peening adalah konstan dalam pengujian. Hanya dampak kekuatan saturasi dan cakupan pada kekasaran permukaan gigi setelah shot peening yang diverifikasi. Lihat Tabel 2 untuk skema pengujian. Proses penentuan spesifik parameter pengujian adalah sebagai berikut: menggambar kurva saturasi (Gambar 3) melalui uji kupon Almen untuk menentukan titik jenuh, sehingga dapat mengunci tekanan udara tekan, aliran tembakan baja, kecepatan gerak nosel, jarak nosel dari bagian dan parameter peralatan lainnya.

hasil tes

Data kekasaran permukaan gigi setelah shot peening ditunjukkan pada Tabel 3, dan keakuratan profil gigi ditunjukkan pada Tabel 4. Terlihat bahwa pada kondisi four shot peening, kekasaran permukaan gigi meningkat dan kurva profil gigi menjadi cekung dan cembung setelah shot peening. Rasio kekasaran setelah penyemprotan dengan kekasaran sebelum penyemprotan digunakan untuk mengkarakterisasi perbesaran kekasaran (Tabel 3). Terlihat bahwa perbesaran kekasaran berbeda-beda pada keempat kondisi proses.

Pelacakan Batch Pembesaran Kekasaran Permukaan Gigi dengan Shot Peening

Hasil pengujian pada Bagian 3 menunjukkan bahwa kekasaran permukaan gigi meningkat dalam derajat yang bervariasi setelah shot peening dengan proses yang berbeda-beda. Untuk memahami sepenuhnya amplifikasi shot peening pada kekasaran permukaan gigi dan meningkatkan jumlah sampel, total 5 item, 5 jenis, dan 44 bagian dipilih untuk melacak kekasaran sebelum dan sesudah shot peening dalam kondisi shot peening produksi batch. proses peening. Lihat Tabel 5 untuk informasi fisik dan kimia serta informasi proses shot peening pada bagian yang dilacak setelah penggilingan roda gigi. Data kekasaran dan perbesaran permukaan gigi depan dan belakang sebelum shot peening ditunjukkan pada Gambar 4. Gambar 4 menunjukkan kisaran kekasaran permukaan gigi sebelum shot peening adalah Rz1,6 μm-Rz4,3 μm； Setelah shot peening, kekasaran meningkat, dan rentang distribusinya adalah Rz2,3 μm-Rz6,7 μm； Kekasaran maksimum dapat diperkuat hingga 3,1 kali sebelum shot peening.

Faktor yang mempengaruhi kekasaran permukaan gigi pasca shot peening

Hal ini dapat dilihat dari prinsip shot peening bahwa kekerasan tinggi dan tembakan bergerak berkecepatan tinggi meninggalkan lubang yang tak terhitung banyaknya pada permukaan bagian, yang merupakan sumber tegangan tekan sisa. Pada saat yang sama, lubang-lubang ini akan meningkatkan kekasaran permukaan. Karakteristik bagian-bagian sebelum shot peening dan parameter proses shot peening akan mempengaruhi kekasaran setelah shot peening, seperti tercantum pada Tabel 6. Pada Bagian 3 makalah ini, pada empat kondisi proses, kekasaran permukaan gigi setelah shot peening meningkat menjadi derajat yang berbeda. Dalam pengujian ini terdapat dua variabel yaitu kekasaran pre shot dan parameter proses (kekuatan saturasi atau cakupan), yang tidak dapat secara akurat menentukan hubungan antara kekasaran post shot peening dan masing-masing faktor yang mempengaruhinya. Saat ini, banyak ilmuwan telah melakukan penelitian mengenai hal ini, dan mengajukan model prediksi teoritis kekasaran permukaan setelah shot peening berdasarkan simulasi elemen hingga, yang digunakan untuk memprediksi nilai kekasaran yang sesuai dari berbagai proses shot peening.

Berdasarkan pengalaman aktual dan penelitian para sarjana lain, mode pengaruh berbagai faktor dapat diperkirakan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 6. Terlihat bahwa kekasaran setelah shot peening secara komprehensif dipengaruhi oleh banyak faktor, yang juga merupakan faktor kunci. mempengaruhi tegangan tekan sisa. Untuk mengurangi kekasaran setelah shot peening dengan alasan untuk memastikan tegangan tekan sisa, sejumlah besar pengujian proses diperlukan untuk terus mengoptimalkan kombinasi parameter.

Pengaruh kekasaran permukaan gigi terhadap kinerja sistem NVH

Suku cadang roda gigi berada dalam sistem transmisi dinamis, dan kekasaran permukaan gigi akan mempengaruhi kinerja NVH-nya. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pada beban dan kecepatan yang sama, semakin besar kekasaran permukaan, semakin besar pula getaran dan kebisingan sistem; Ketika beban dan kecepatan meningkat, getaran dan kebisingan semakin meningkat.

Dalam beberapa tahun terakhir, proyek pengurang energi baru telah meningkat pesat, dan menunjukkan tren perkembangan kecepatan tinggi dan torsi besar. Saat ini, torsi maksimum peredam energi baru kami adalah 354N · m, dan kecepatan maksimum adalah 16000r/mnt, yang akan ditingkatkan menjadi lebih dari 20000r/mnt di masa mendatang. Dalam kondisi kerja seperti itu, pengaruh peningkatan kekasaran permukaan gigi terhadap kinerja NVH sistem harus diperhatikan.

Tindakan perbaikan kekasaran permukaan gigi setelah shot peening

Proses shot peening setelah gerinda gigi dapat meningkatkan kekuatan kelelahan kontak permukaan gigi gigi dan kekuatan kelelahan lentur akar gigi. Jika proses ini harus digunakan karena alasan kekuatan dalam proses desain roda gigi, untuk mempertimbangkan kinerja NVH sistem, kekasaran permukaan gigi roda gigi setelah shot peening dapat ditingkatkan dari aspek berikut:

A. Optimalkan parameter proses shot peening, dan kendalikan amplifikasi kekasaran permukaan gigi setelah shot peening dengan alasan untuk memastikan tegangan tekan sisa. Hal ini memerlukan banyak pengujian proses, dan keserbagunaan prosesnya tidak kuat.

B. Proses shot peening komposit diadopsi, yaitu, setelah shot peening kekuatan normal selesai, shot peening lainnya ditambahkan. Peningkatan kekuatan proses shot peening biasanya kecil. Jenis dan ukuran bahan shot dapat disesuaikan, seperti ceramic shot, glass shot atau steel wire cut shot dengan ukuran yang lebih kecil.

C. Setelah shot peening, proses seperti pemolesan permukaan gigi dan pengasahan bebas ditambahkan.

Dalam tulisan ini, kekasaran permukaan gigi pada kondisi proses shot peening yang berbeda dan bagian yang berbeda sebelum dan sesudah shot peening dipelajari, dan diambil kesimpulan sebagai berikut berdasarkan literatur:

◆ Shot peening akan meningkatkan kekasaran permukaan gigi, yang dipengaruhi oleh karakteristik bagian sebelum shot peening, parameter proses shot peening dan faktor lainnya, dan faktor-faktor ini juga merupakan faktor kunci yang mempengaruhi tegangan tekan sisa;

◆ Dalam kondisi proses produksi batch yang ada, kekasaran permukaan gigi maksimum setelah shot peening adalah 3,1 kali lipat sebelum shot peening;

◆ Meningkatnya kekasaran permukaan gigi akan meningkatkan getaran dan kebisingan sistem. Semakin besar torsi dan kecepatan, semakin jelas peningkatan getaran dan kebisingan;

◆ Kekasaran permukaan gigi setelah shot peening dapat diperbaiki dengan mengoptimalkan parameter proses shot peening, komposit shot peening, menambahkan pemolesan atau free honing setelah shot peening, dll. Optimalisasi parameter proses shot peening diharapkan dapat mengontrol amplifikasi kekasaran menjadi sekitar 1,5 kali.