많은 부분새로운 에너지 감속기 기어그리고자동차 기어프로젝트에는 기어 연삭 후 샷 피닝이 필요하므로 치아 표면의 품질이 악화되고 시스템의 NVH 성능에도 영향을 미칩니다. 이 논문은 다른 샷 피닝 공정 조건과 샷 피닝 전후의 다른 부분의 치아 표면 거칠기를 연구합니다. 결과는 샷 피닝이 치아 표면 거칠기를 증가시킬 것이며, 이는 부품의 특성, 샷 피닝 공정 매개 변수 및 기타 요인에 의해 영향을 받는다. 기존 배치 생산 공정 조건에서, 샷 피닝 후 최대 치아 표면 거칠기는 샷 피닝 전에 3.1 배입니다. NVH 성능에 대한 치아 표면 거칠기의 영향에 대해 논의하고, 샷 피닝 후 거칠기를 개선하기위한 조치가 제안됩니다.

위의 배경 에서이 논문은 다음 세 가지 측면에서 논의합니다.

치아 표면 거칠기에 대한 샷 피닝 공정 매개 변수의 영향;

기존 배치 생산 공정 조건 하에서 치아 표면 거칠기에서 샷 피닝의 증폭 정도;

치아 표면 거칠기가 NVH 성능에 미치는 영향과 샷 피닝 후 거칠기를 향상시키기위한 조치.

샷 피닝은 경도가 높은 수많은 작은 발사체가 부품 표면에 부딪히는 과정을 말합니다. 발사체의 고속 영향 하에서, 부품의 표면은 구덩이를 생성하고 플라스틱 변형이 발생할 것이다. 구덩이 주변의 조직은이 변형에 저항하고 잔류 압축 응력을 생성합니다. 수많은 구덩이의 중첩은 부품 표면에 균일 한 잔류 압축 응력층을 형성하여 부품의 피로 강도를 향상시킵니다. 샷으로 고속을 얻는 방식에 따르면, 샷 피닝은 일반적으로도 1과 같이 압축 에어 샷 피닝 및 원심 샷 피닝으로 나뉩니다.

압축 에어 샷 피닝은 총에서 샷을 뿌릴 수있는 전력으로 압축 공기를 가져옵니다. 원심 샷 블라스팅은 모터를 사용하여 임펠러가 고속으로 회전하여 샷을 던지기 위해 고속으로 회전합니다. 샷 피닝의 주요 프로세스 매개 변수에는 포화 강도, 커버리지 및 샷 피닝 매체 특성 (재료, 크기, 모양, 경도)이 포함됩니다. 포화 강도는 샷 피닝 강도를 특성화하는 파라미터이며, 이는 아크 높이에 의해 표현됩니다 (즉, 샷 피닝 후 Almen 테스트 조각의 굽힘 정도); 커버리지 율은 샷 피닝 후 샷 피닝 후 샷 피닝 영역의 총 면적에 대한 구덩이에 의해 커버 된 면적의 비율을 나타냅니다. 일반적으로 사용되는 샷 피닝 매체에는 스틸 와이어 절단 샷, 주조 스틸 샷, 세라믹 샷, 유리 샷 등이 포함됩니다. 샷 피닝 매체의 크기, 모양 및 경도는 다른 등급입니다. 전송 기어 샤프트 부품에 대한 일반적인 프로세스 요구 사항은 표 1에 나와 있습니다.

테스트 부분은 하이브리드 프로젝트의 중간 샤프트 기어 1/6입니다. 기어 구조는 분쇄 후, 치아 표면 미세 구조는 등급 2, 표면 경도는 710HV30이고 효과적인 경화층 깊이는 모두 기술 요구 사항 내에서 0.65mm입니다. 샷 피닝 전 치아 표면 거칠기가 표 3에 나와 있으며, 치아 프로파일 정확도는 표 4에 나와 있습니다. 샷 피닝 전 치아 표면 거칠기가 양호하고 치아 프로파일 곡선이 매끄 럽다는 것을 알 수 있습니다.

테스트 계획 및 테스트 매개 변수

압축 에어 샷 피닝 머신은 테스트에 사용됩니다. 테스트 조건으로 인해 샷 피닝 매체 특성 (재료, 크기, 경도)의 영향을 확인하는 것은 불가능합니다. 따라서, 샷 피닝 매체의 특성은 시험에서 일정하다. 샷 피닝 후 치아 표면 거칠기에 대한 포화 강도와 커버리지의 영향 만 검증됩니다. 테스트 체계는 표 2를 참조하십시오. 테스트 매개 변수의 특정 결정 프로세스는 다음과 같습니다. Almen 쿠폰 테스트를 통해 포화 곡선 (그림 3)을 그려 포화 지점을 결정하여 압축 공기 압력, 스틸 샷 흐름, 노즐 이동 속도, 부품으로부터의 노즐 거리 및 기타 장비 매개 변수를 잠그십시오.

테스트 결과

샷 피닝 후 치아 표면 거칠기 데이터는 표 3에 나와 있으며, 치아 프로파일 정확도는 표 4에 나와 있습니다. 4 개의 샷 피닝 조건 하에서 치아 표면 거칠기가 증가하고 치아 프로파일 곡선이 오목하고 샷 피닝 후 볼록 함을 알 수 있습니다. 스프레이 전 거칠기에 대한 스프레이 후 거칠기의 비율은 거칠기 확대를 특성화하는 데 사용됩니다 (표 3). 거칠기 확대는 4 가지 프로세스 조건에서 다르다는 것을 알 수 있습니다.

샷 피닝에 의한 치아 표면 거칠기의 배치 추적

섹션 3의 테스트 결과는 치아 표면 거칠기가 다른 공정으로 샷 피닝 후 다양한 정도로 증가 함을 보여줍니다. 치아 표면 거칠기에서 샷 피닝의 증폭을 완전히 이해하고 샘플의 수를 늘리기 위해, 배치 생산 샷 피닝 공정 조건 하에서 샷 피닝 전후의 거칠기를 추적하기 위해 총 5 개의 항목, 5 가지 유형 및 44 부의 수를 늘리기 위해 선택되었습니다. 기어 연삭 후 추적 부품의 물리 및 화학 정보 및 샷 피닝 프로세스 정보는 표 5를 참조하십시오. 샷 피닝 전 전면 및 후면 치아 표면의 거칠기 및 배율 데이터는 그림 4에 나와 있습니다. 그림 4는 샷 피닝 전 치아 표면 거칠기의 범위가 Rz1.6 μm-rz4.3 μm ° 샷 피닝 후, 거칠기가 증가하며 분포 범위는 Rz2.3 μ m-rz6.7 μ m ； ~ 1 회 찰과상으로 앰프가 될 수 있습니다.

샷 피닝 후 치아 표면 거칠기의 영향에 영향을 미칩니다

샷 피닝 원리에서 높은 경도와 고속 이동 샷이 부품 표면에 수많은 구덩이를 남겨 두며, 이는 잔류 압축 응력의 원인이라는 것을 알 수 있습니다. 동시에,이 구덩이는 표면 거칠기를 증가시키기 위해 묶여 있습니다. 샷 피닝 전 부품의 특성 및 샷 피닝 공정 매개 변수는 표 6에 나열된 것처럼 샷 피닝 후 거칠기에 영향을 미칩니다.이 논문의 섹션 3에서, 4 개의 프로세스 조건에서, 샷 피닝 후 치아 표면 거칠기는 다른 정도로 증가합니다. 이 테스트에는 두 가지 변수, 즉 프리 샷 거칠기 및 프로세스 매개 변수 (포화 강도 또는 커버리지)가 있으며, 이는 포스트 샷 피닝 거칠기와 각각의 단일 영향 요인 사이의 관계를 정확하게 결정할 수 없습니다. 현재, 많은 학자들은 이에 대한 연구를 수행했으며, 유한 요소 시뮬레이션을 기반으로 한 샷 피닝 후 표면 거칠기의 이론적 예측 모델을 제시하는데, 이는 상이한 샷 피닝 프로세스의 상응하는 거칠기 값을 예측하는 데 사용됩니다.

실제 경험과 다른 학자들의 연구에 기초하여, 다양한 요인의 영향 모드는 표 6에 도시 된 바와 같이 추측 될 수있다. 샷 피닝 후 거칠기는 많은 요인에 의해 포괄적으로 영향을 받는다는 것을 알 수 있으며, 이는 또한 잔류 압축 응력에 영향을 미치는 주요 요인이다. 잔류 압축 응력을 보장하기위한 전제에서 샷 피닝 후 거칠기를 줄이기 위해서는 매개 변수 조합을 지속적으로 최적화하기 위해 많은 수의 공정 테스트가 필요합니다.

시스템의 NVH 성능에 대한 치아 표면 거칠기의 영향

기어 부품은 동적 전송 시스템에 있으며 치아 표면 거칠기는 NVH 성능에 영향을 미칩니다. 실험 결과는 동일한 하중과 속도 하에서 표면 거칠기가 클수록 시스템의 진동과 노이즈가 더 크다는 것을 보여줍니다. 하중과 속도가 증가하면 진동과 노이즈가 더 분명히 증가합니다.

최근 몇 년 동안 새로운 에너지 감소기의 프로젝트는 빠르게 증가했으며 고속과 큰 토크의 개발 추세를 보여줍니다. 현재, 새로운 에너지 감소기의 최대 토크는 354n · m이며, 최대 속도는 16000R/분이며 향후 20000R/분 이상으로 증가 할 것입니다. 이러한 작업 조건에서 시스템의 NVH 성능에 대한 치아 표면 거칠기 증가의 영향을 고려해야합니다.

샷 피닝 후 치아 표면 거칠기에 대한 개선 조치

기어 연삭 후 샷 피닝 공정은 기어 치아 표면의 접촉 피로 강도와 치아 뿌리의 굽힘 피로 강도를 향상시킬 수 있습니다. 기어 설계 프로세스의 강도 이유로 인해이 프로세스를 사용해야하는 경우 시스템의 NVH 성능을 고려하기 위해 샷 피닝 후 기어 치아 표면의 거칠기를 다음 측면에서 개선 할 수 있습니다.

에이. 샷 피닝 공정 매개 변수를 최적화하고 잔류 압축 응력을 보장하는 전제에서 샷 피닝 후 치아 표면 거칠기의 증폭을 제어합니다. 이를 위해서는 많은 프로세스 테스트가 필요하며 프로세스 다양성은 강하지 않습니다.

비. 복합 샷 피닝 프로세스가 채택됩니다. 즉, 정상 강도 샷 피닝이 완료된 후 다른 샷 피닝이 추가됩니다. 증가 된 샷 피닝 공정 강도는 일반적으로 적습니다. 세라믹 샷, 유리 샷 또는 스틸 와이어 컷 샷과 같은 샷 재료의 유형과 크기는 더 작은 크기로 조정할 수 있습니다.

기음. 샷 피닝 후, 치아 표면 연마 및 무료 호닝과 같은 과정이 추가됩니다.

이 논문에서, 다른 샷 피닝 공정 조건과 샷 피닝 전후의 다른 부분의 치아 표면 거칠기가 연구되고, 다음과 같은 결론은 문헌에 따라 그려진다.

◆ 샷 피닝은 치아 표면 거칠기를 증가시켜 샷 피닝, 샷 피닝 공정 매개 변수 및 기타 요인의 특성에 영향을받습니다. 이러한 요소는 잔류 압축 응력에 영향을 미치는 주요 요인이기도합니다.

◆ 기존 배치 생산 공정 조건에서 샷 피닝 후 최대 치아 표면 거칠기는 샷 피닝 전의 3.1 배입니다.

◆ 치아 표면 거칠기가 증가하면 시스템의 진동과 소음이 증가합니다. 토크와 속도가 클수록 진동과 노이즈의 증가가 더 명백합니다.

◆ 샷 피닝 프로세스 매개 변수, 복합 샷 피닝, 샷 피닝 후 연마 또는 자유 공연 등을 최적화하여 샷 피닝 후 치아 표면 거칠기를 개선 할 수 있습니다. 샷 피닝 공정 매개 변수의 최적화는 거칠기 증폭을 약 1.5 배까지 제어 할 것으로 예상됩니다.