Мощен процес на изстрелване при обработка на зъбни колела
Ролята на мощното изстрелване
Важен метод за подобряване на якостта на умора при огъване и якостта на контактна умора на зъбите на зъбните колела е важен начин за подобряване на способността за предотвратяване на прихващане на зъбното колело и увеличаване на живота на зъбното колело.
Принцип на работа
Мощният процес на изпиляване на изстрел използва главно високоскоростна струя на малки стоманени изстрели, за да удари повърхността на детайла, който се пръска при стайна температура, причинявайки еластопластична деформация на повърхностния материал на детайла и представяйки по-високо остатъчно компресивно напрежение, като по този начин подобрява якост на повърхността и якост на умора на детайла. Изстрелването прави изкривяването на повърхността на детайла еластично, но също така произвежда голям брой близнаци и дислокации, така че повърхността на материала се обработва и укрепва. Както е показано на фигура 1:
Фигура 1-а Повърхността на детайла след взривяване на фигурите Фигура 1-b Повърхността на детайла без взривяване с дробела
Влиянието на изстрелването върху морфологията и експлоатационните характеристики на повърхността се проявява главно в промяна на твърдостта на повърхността, грапавостта на повърхността, устойчивостта на корозия на напрежение и живота на умората на частите. Повърхността на материала на детайла претърпява циклична пластична деформация под удара на стоманения изстрел. Според естеството и състоянието на материала, повърхността на материала след изстрелване ще претърпи следните промени: промяна на твърдостта, промяна на организационната структура, фазов преход, образуване на полето на остатъчно напрежение, промяна на грапавостта на повърхността и др.
Метод за измерване на якостта на изстрелване
Когато парче метал бъде ударено от поток от стоманен изстрел, то ще се огъне. Наситеността и здравината на изстрелване са две важни концепции в процеса на изстрелване на изстрела. Наситеното състояние се отнася до състоянието, когато спреят продължава при същите условия, без да променя механичните характеристики на пръсканата зона. Така наречената якост на изстрелване на изстрел е да се направи предварително метален лист с определена спецификация (т.е. проба), като се удари, за да достигне силата на наситеното състояние в рамките на определено време и височината на дъгата на пробата се използва за измерване на взривяването му. Степен на якост.
Понастоящем най-широко използваният стандарт на Американското общество на автомобилното инженерство за изстрелване възприема метода за изпитване на изстрелване, предложен от метода на височината на дъгата Alman. Този метод е предложен от JO Almen (Almen) от GM Company и е разработен от SAEJ442a и Основната точка на метода за измерване, посочен в стандарта SAE443, е да се използва пружинен изпитателен елемент от определена спецификация, за да се отрази ефектът на изстрелване от откриване на промяна на формата след изстрелване. Когато се извършва едностранно изстрелване на изстрел върху тънка плоча, повърхностният слой е подложен на деформация на опън под действието на изстрела, така че тънката плоча е сферично извита към повърхността на изстрела. Обикновено стойността на височината на дъгата на сферичната повърхност се измерва на определено разстояние от разстоянието и се използва за измерване на интензивността на изстрелването. Стойността на височината на дъгата се определя чрез фиксиране на образеца на Almen върху специално приспособление, след изстрелване и след това отстраняване на образеца и след това с помощта на габарит Almen за измерване на деформацията на опън на изпитвания образец, произведен от едностранно изстрелване (Тоест стойността на височината на дъгата). Ако височината на дъгата, измерена от изпитвания образец, е 0,35 мм, тя се записва като 0,35А.
Друг метод за проверка на якостта на изстрелване на изстрела е проверката на остатъчното напрежение, т.е. проверката на остатъчното напрежение на детайла след силно изстрелване на изстрела. Специфичният метод за проверка е рентгеновата дифракция. Следният метод се препоръчва в американския стандарт SAE J784a: падащият и дифракционният лъчи на рентгеновите лъчи трябва да са успоредни на зъбния корен на зъбното колело, положението на измерване на цилиндричната цилиндрична предавка и цилиндричната спирална предавка трябва да бъде в центъра на ширината на зъбния корен и зоната на облъчване трябва да бъдат концентрирани върху зъба. Центърът на филето на корена не може да се простира странично над определената точка за измерване на дълбочината на повърхността на филето на корена на зъба. Размерът на зоната на облъчване може да се контролира чрез насочване на лъча и покриване на повърхността на зъбния корен по подходящ начин; на всяка избрана предавка, която трябва да бъде инспектирана, трябва да бъдат избрани поне два зъба за оценка, а интервалът между двата зъба е 180 °. Ако ефективният зъбен профил на зъба е защитен и не е шлифован, може да се счита, че земята на зъбния корен за измерване на остатъчното напрежение под повърхността не е повредена и може да се използва за производство.
Ефектът от изстрелването върху подобряването на устойчивостта на умора на частите
Същността на укрепването на повърхността на материала чрез повърхностна студена деформация е, че студената деформация причинява промени в повърхностната структура на материала, въвеждането на остатъчно компресивно напрежение и промени в морфологията на повърхността.
Изстрелването подобрява повърхностните свойства на материала
В процеса на укрепване на изстрелването, когато малкият сферичен изстрел от стомана удря с висока скорост върху повърхността на напръскания детайл, повърхностният материал на детайла ще се деформира еластично и пластично. Мястото на удара ще създаде кратер поради пластична деформация. Ударът ще накара повърхностния материал в близост до кратера да развие диаметър. За удължаване. Когато все повече стоманени изстрели удрят повърхността на обработвания детайл, който се пръска, все повече и повече части от повърхността на детайла поглъщат кинетичната енергия на високоскоростните стоманени изстрели и произвеждат пластична реология, което причинява радиалното удължаване на повърхностен материал поради пластични промени. Площта става все по-голяма и пластично деформираните повърхности постепенно се свързват на парчета, така че на повърхността на обработвания детайл постепенно се образува еднороден пластмасов деформационен слой. След като се формира пластмасовият деформационен слой, непрекъснатото изстрелване ще направи пластмасовия деформационен слой постепенно по-тънък поради непрекъснатото удължаване. В същото време радиалното удължаване на пластмасовия деформационен слой ще бъде ограничено от съседната зона и ще доведе до разрушаване на припокриващата се част. Непрекъснато изстрелване и пилинг. Следователно времето на изстрелване трябва да бъде строго контролирано.
Ефект на изстрелването върху остатъчното напрежение на повърхността с въглеродено зъбно колело
По отношение на причината за образуването на остатъчно напрежение върху повърхността на детайла чрез изстрелване, според гледната точка на Al-Obaid et al .: Когато високоскоростният стоманен изстрел удари повърхността на пробата, пластичната деформация възниква в място на удара и остава кратер. Когато все повече и повече стоманени изстрели Когато удари повърхността на пробата, на повърхността на пробата ще се образува еднороден пластмасов деформационен слой. Тъй като обемното разширение на пластмасовия деформационен слой ще бъде ограничено от непластично деформираната съседна зона, целият пластмасов деформационен слой е подложен на натиск.
Тъй като остатъчното компресионно напрежение и неговото разпределение оказват голямо влияние върху умората на предавката, плюсовете и минусите на процеса на пиниране на изстрела ще повлияят пряко на остатъчното напрежение и неговото разпределение. Следователно точното определяне на остатъчното напрежение върху повърхността на пръсканите части е ефективен метод за оценка на плюсовете и минусите на процеса на пиниране.
Ефектът от изстрелването върху повърхностната грапавост на частите
Укрепването на изстрелването ще доведе до пластична деформация на напръсканата повърхност на детайла и ще промени грапавостта на повърхността на детайла. Грапавостта на повърхността е вид микроскопична геометрична грешка във формата, наричана още микроскопични неравности. Грапавостта на повърхността е същата като вълнообразността на повърхността и грешката във формата. Той принадлежи към грешката на геометричната форма на детайла. Грапавостта на повърхността има важно влияние върху работата на машинните части. Въздействието на изстрелването върху повърхностната грапавост на материала обикновено е в диапазона от Ra0,6-20 mm. Без промяна на параметрите на процеса, колкото по-висока е първоначалната грапавост на повърхността на материала, толкова по-голяма е стойността на Ra след изстрелване. Производствената практика е доказала, че при нормални обстоятелства, ако грапавостта на повърхността преди пръскането е под 6,3 мм, изстрелването може да увеличи или поддържа първоначалната грапавост на повърхността. Ако първоначалната грапавост на повърхността е над 6,3 мм, грапавостта на повърхността след изстрелване ще намалее. В производствената практика, за да се получи по-идеална повърхност за пиниране на изстрела, трябва да се започне от следните аспекти: осигурете по-добра оригинална повърхност, стойността на Ra трябва да бъде под 6,3 мм; изберете разумен диаметър на изстрела от стомана и налягане на изстрела; След като диаметърът на стоманения изстрел е обелен, той се покрива веднъж с по-малък стоманен изстрел при ниско налягане (стойността на якостта на издърпване на изстрела не може да се промени), за да се постигне по-добра грапавост на повърхността.
Повърхността на частите след изпиляване на изстрела трябва да бъде леко полирана и количеството отстраняване на метала върху повърхността трябва да се контролира по време на полирането. По този начин усилващият ефект на изстрелването не се уврежда и грапавостта на повърхността може да се подобри. Разбира се, това е многофакторен проблем, независимо какъв метод е възприет, влиянието на други фактори трябва да се разглежда едновременно.
Влиянието на технологичните параметри върху ефекта на изстрелване
Основните фактори, влияещи върху качеството на изстрелването, са както следва: материал на изстрела, диаметър на изстрела, скорост на изстрела, скорост на изстрела, ъгъл на изстрела, разстояние на изстрела, време на изстрел, степен на покритие и др. Промяната на някой от тези параметри ще повлияе ефектът от изстрелването в различна степен.
Влиянието на стоманения материал, твърдост, размер и размер на частиците върху ефекта на изстрелване
Чугунени изстрели и чугунени изстрели обикновено се използват за изстрелване на закалени зъбни колела. Недостатъкът на чугунения изстрел е ниската му жилавост. Лесно е да се счупи по време на изстрелване и има голямо износване. Счупеният стоманен изстрел трябва да бъде отделен навреме, в противен случай това ще повлияе на качеството на повърхността на изстрела. Предимствата на чугунените изстрели обаче са ниска цена и висока твърдост, което може да причини голямо остатъчно компресивно напрежение върху пръсканата повърхност. В сравнение с чугунения изстрел, чугуненият чугун има предимството, че не е лесно да се счупи и е от полза за геометрията на пръсканата повърхност. Твърдостта на чугунения чугун обаче е по-ниска от тази на чугунения чугун. При други условия остатъчното компресионно напрежение на пръсканата повърхност е по-ниско от това на чугунената струя.
За пръскания детайл качеството на стоманения изстрел и скоростта на стоманения изстрел определят стабилността на ефекта на изстрелване на изстрела. Сред тях качеството на стоманения изстрел оказва голямо влияние върху ефекта на изстрелване. Общото правило е: диаметърът на стоманения изстрел е малък, остатъчното напрежение върху повърхността на детайла е по-голямо, но укрепващият слой е плитък; диаметърът на стоманения изстрел е голям, остатъчното напрежение върху повърхността на детайла е по-ниско, но укрепващият слой е по-дълбок; твърдостта на стоманената изстрел е висока, якостта на изстрелване на изстрела също е висока; диаметърът на стоманената изстрел се увеличава, якостта на изстрелване на изстрела също се увеличава; увеличава се скоростта на изстрела от стомана, увеличава се якостта на изстрелване, напрежението на натиск върху повърхността и се увеличава дълбочината на укрепващия слой.
Разумният избор и контрол на параметрите за изстрелване на изстрела могат да постигнат добри ефекти на изстрелване на изстрела. При нормални обстоятелства диаметърът на стоманения изстрел се влияе от пръсканите части. Обикновено диаметърът на стоманения изстрел не трябва да бъде по-голям от половината от диаметъра на отвора на зоната на прехода на зъбното колело. Прекалено големи стоманени изстрели не могат да се пръскат по кръглите ъгли на зъбното колело. Когато се изисква грапавост на повърхността, трябва да се използват възможно най-малки стоманени изстрели. За да се отговори на изискванията за покритие, времето на изстрелване ще се увеличи бързо, тъй като размерът на стоманения изстрел се увеличава, а малките стоманени изстрели могат бързо да отговорят на изискванията за покритие. Следователно диаметърът на стоманения изстрел не трябва да бъде твърде голям. Според реалната ситуация нашата компания избира стоманени изстрели с диаметри φ0.6mm и φ0.8mm, а полученият ефект е идеален.
В същото време материалът от стоманен изстрел също е много важен. Националните стандарти вече са дали строги спецификации за металографската структура, химичния състав, минималната плътност и обхвата на отклонение на твърдостта на стоманената изстрел. Качеството на стоманените изстрели от квалифицирани материали трябва да бъде строго контролирано, за да се осигури еднаква сферична форма и размер и достатъчно стоманени изстрели. Намаляването на количеството на изстрела от стомана ще намали съответната якост на издърпване на изстрела. Следователно стоманените изстрели трябва да се проверяват на определени интервали, неквалифицираните изстрели от стомана трябва да бъдат отстранени навреме и определено количество стоманени изстрели трябва да бъдат заменени и увеличени. В противен случай краищата и ъглите на деформираната стоманена изстрел е вероятно да причинят микропукнатини по повърхността на пръсканите части и да причинят източници на умора. По принцип броят на квалифицираните изстрели от стомана трябва да бъде не по-малък от 80%. Съдържанието на квалифицирани стоманени изстрели обикновено се контролира от екрани с различни спецификации
Твърдостта на стоманения изстрел трябва да отчита твърдостта на материала на детайла. Когато твърдостта на стоманената струя е много близка до твърдостта на материала на зъбното колело, максималното напрежение на натиск и дълбочината на компресия няма да бъдат повлияни от твърдостта на стоманената струя. Следователно, при избора на стоманен изстрел, твърдостта на стоманения изстрел трябва да бъде по-голяма или равна на твърдостта на нагласената повърхност на изстрел. За цементирани зъбни колела е най-добре да се използват стоманени изстрели с твърдост 55-65HRC, за да се получи задоволителен ефект на натиск при натиск.
Влиянието на скоростта на потока, скоростта и ъгъла на впръскване на изстрела от стомана върху ефекта на изстрелване
Хвърлящата глава се задвижва директно от двигател с променлива честота и скоростта на хвърлящата глава може да се променя чрез промяна на честотата на двигателя. Под действието на центробежна сила стоманеният изстрел прелива от отвора на вала на работното колело към острието и след това се хвърля под фиксиран ъгъл от високоскоростното въртящо се острие. Скоростта на работното колело определя първоначалната скорост на стоманения изстрел. Максималната скорост на двигателя е 3000r / min.
Тъй като взривната глава се върти, стоманените изстрели непрекъснато ще бъдат изхвърляни, така че потокът от стоманен изстрел, влизащ в вала на работното колело на взривната глава, трябва да може да гарантира, че взривната глава има достатъчно количество стоманени изстрели, което изисква често допълване на дробеструйната машина' s система за възстановяване на изстрела от стомана, По-важното е, че запасите от стоманени изстрели в средата се регулират чрез регулиране на размера на отвора на клапана за управление на изстрела, за да се регулира потока на стоманените изстрели, преминаващи през клапана за управление на изстрела в хвърлящата глава. Входящият обем на дробеструйната машина' s стоманен изстрел е фиксиран, след като е настроен. При нормална употреба промяната на скоростта на потока на стоманената струя се постига чрез регулиране на скоростта на въртене на взривната глава, тоест тя се увеличава, когато входният обем на стоманената струя остане непроменен. Ако работното колело се върти, дебитът на стоманената струя за единица време е по-голям и обратно. На дробеструйната машина към всяка взривна глава има свързан амперметър, който да показва скоростта на потока на стоманената струя. Когато качеството на изстрелването не отговаря на техническите изисквания, честотата на двигателя трябва да се регулира. Настройката е да се определи степента на настройка чрез показанията, показани на амперметъра. Диапазонът на отчитане на амперметъра е 0-30А.
в заключение
В процеса на пиниране на изстрела повърхността на материала е подложена на силното въздействие на стоманения изстрел, за да се получи деформационно втвърден слой, който ще предизвика два ефекта:
Първо, структурата причинява подкристално усъвършенстване, плътността на дислокациите се увеличава и изкривяването на решетката се увеличава;
Вторият е да се въведе висок макроскопичен остатъчен компресионен стрес.
В допълнение, грапавостта на повърхността се увеличава поради удара на стоманения изстрел, което ще направи острите следи от инструменти, получени по време на рязане, да са гладки. Тези промени значително ще подобрят устойчивостта на умора и устойчивостта на корозия на материала, като по този начин значително ще подобрят живота на предавката.
