良時海綿磨料噴砂機設備 ACM型高效壓送式噴砂機 KPBM型高效壓送式噴砂機 環(huán)保吸送箱式噴砂機系列 多用途滾筒吸送箱式噴砂機 多工位吸送箱式噴砂機 定制專用型吸送箱式噴砂機 液體濕式箱式噴砂機 環(huán)保壓送箱式噴砂機系列 多工位壓送箱式噴砂機 定制專用型壓送箱式噴砂機 鋸片噴砂機 環(huán)保型邊噴邊吸噴砂機
噴丸室體與彈丸發(fā)生器 噴丸機器人/多軸機械臂 彈丸磨料回收及分選系統(tǒng) 數(shù)控噴丸機CNC電控系統(tǒng) 噴丸機丸料及壓力控制系統(tǒng) 航空飛機工業(yè)數(shù)控噴丸機 汽車工業(yè)數(shù)控強化噴丸機 機車工業(yè)數(shù)控強力噴丸機 電力能源工業(yè)數(shù)控噴丸機 WPC精密噴丸表面處理
全自動機械回收式噴砂房 自動氣力輸送回收式噴砂房 集裝箱自動噴砂房示范工程 噴砂房磨料回收篩選分離 噴砂房涂裝房柔性升降大門 噴砂房工件輸送/工作臺車 噴砂房自動化電氣控制系統(tǒng) 噴砂房濾筒除塵器設備 噴砂房布袋除塵器設備 文丘里濕式除塵器
LGPQ型高壓無氣噴涂機 LQPT型高壓無氣噴涂機 涂膠機與打膠機系列 高粘度雙組份噴涂機 空氣噴涂機系列 靜電噴涂機/噴粉室 中小型干式噴漆室 濕式水簾噴漆室 自動涂裝機/自動噴涂機
電弧融射噴涂機/噴鋅機 空冷微通道鋁扁管噴鋅線 自動熱噴涂機/自動噴鋅機
前處理系統(tǒng)設備 噴漆烘干生產線 噴粉烘干生產線 噴漆房烘干房系統(tǒng) 噴漆烘干兩用房 噴砂房噴漆房系統(tǒng) 特氟龍涂裝噴砂噴粉房/烘爐 風電設備噴砂房噴鋅/噴漆房 船舶分段噴砂涂裝房車間 VOC有機廢氣處理設備 燃油/燃氣/電加熱熱風爐
工業(yè)搪瓷預處理技術及設備 熱水器內膽涂搪技術及設備 換熱元件搪瓷生產線
大型高效電/氣遙控噴砂機 真空吸砂機/真空吸塵器 管道內壁噴砂器噴涂器 除濕機/暖風機/熱風爐 后冷卻器/移動式除塵器
飛機零部件噴丸強化設備飛機零部件精細噴砂機飛機機翼數(shù)控噴丸成形設備飛機零部件機器人噴涂系統(tǒng)1111111
船舶鋼板拋丸預處理線船舶分段二次噴砂涂裝房大型組合式噴吸砂機組焊縫清理噴砂機/吸砂機高效電/氣遙控壓送噴砂機吸砂機/除濕機/暖風機系列
變速箱齒輪數(shù)控強力噴丸機汽車A/B柱拋丸涂油生產線汽車鋁輪轂自動噴砂機活塞/減震器自動涂裝機輪轂模具烘干清洗噴涂設備汽車零部件拋丸清理生產線發(fā)動機曲軸/連桿噴丸機活塞件半自動噴砂機噴丸機剎車片粗化/車燈噴砂機
機車輪對清洗房/機車轉向架噴砂房/噴漆烘干房齒輪/輪軸數(shù)控強力噴丸機壓氣機葉輪數(shù)控強力噴丸機機車車體噴砂房/噴烘房
橋梁鋼結構噴砂涂裝房焊縫清理邊噴邊吸噴砂機橋箱內壁清理噴砂機鋼結構拋丸清理生產線
薄板鋼板拋丸生產流水線冷藏箱機器人噴砂噴鋅線集裝箱噴砂噴漆涂裝流水線液體集裝罐噴砂房噴漆房承壓設備及模塊系統(tǒng)集成電梯導軌拋丸涂油生產線
風電塔筒鋼板拋丸預處理線風電塔筒噴砂房噴漆房風電軸承噴砂/噴鋅/噴漆房太陽能發(fā)電硅片自動噴砂機核電部件噴丸小室超臨界發(fā)電鋼管內壁噴丸機風電增速機噴漆烘干生產線火電空冷微通道鋁扁管噴鋅風電變速箱齒輪強力噴丸機發(fā)電反應釜/緩沖罐/儲罐
薄板鋼板噴拋丸生產線重防腐噴砂/噴鋅/噴涂設備管道內壁噴砂噴涂生產線焊縫清理邊噴邊吸噴砂機石化裝備催化機真空抽料機采油注水管噴砂清理生產線石油化工承壓設備系統(tǒng)集成
鋁/鈦合金板自動噴砂設備電氣元件環(huán)保箱式噴砂機塑膠件自動噴涂生產線
植入人體鈦合金數(shù)控噴丸機注射針粗化自動噴砂機醫(yī)療器械精控箱式噴砂機
可持續(xù)發(fā)展與ESG上海良時節(jié)能減排項目良時風能項目介紹良時儲能項目介紹良時永磁項目介紹良時循環(huán)水節(jié)能項目介紹良時鋼材深加工輕量化構件 技術和市場前景良時智慧氣源站項目介紹
新能源減速器項目中多個零件要求磨齒后噴丸,而噴丸會惡化齒面質量,甚至影響系統(tǒng)的NVH性能。本文研究了不同噴丸工藝條件及不同零件噴丸前后的齒面粗糙度情況,結果顯示,噴丸會使齒面粗糙度增大,增大程度受零件特性、噴丸工藝參數(shù)等多種因素的綜合影響;現(xiàn)有批產工藝條件下,噴丸后齒面粗糙度最大放大至噴丸前的3.1倍。討論了齒面粗糙度增大對NVH性能的影響,提出了改善噴丸后粗糙度的措施。
作為一種表面強化工藝,噴丸已經廣泛應用在汽車、航空航天、石油化工、鐵路船用等機械領域。噴丸工藝通過高硬度、高速運動的彈丸沖擊零件表面,在表層產生殘余壓應力,從而達到提高齒輪齒面接觸疲勞強度和(或)齒根彎曲疲勞強度的目的。對于熱后磨齒加工(非全齒廓磨削)的零件,可根據(jù)不同的設計目的,在工藝流程中合理安排噴丸工序的位置。若只需要提高齒根彎曲疲勞強度,可在熱處理后噴丸;若需要提高齒面接觸疲勞強度,必須在磨齒后噴丸,以避免磨齒工序去除殘余壓應力層,但需要注意的是磨齒后噴丸會造成齒面粗糙度增大。近年來,新能源減速器項目迅速增多,其中很多零件均要求磨齒后噴丸。而新能源減速器轉速高、扭矩大,磨齒后噴丸帶來的粗糙度增大對NVH性能的影響更加明顯。
在上述背景下,本文從如下3個方面展開討論:
噴丸工藝參數(shù)對齒面粗糙度的影響;
現(xiàn)有批產工藝條件下,噴丸對齒面粗糙度的放大程度;
齒面粗糙度增大對NVH性能的影響及改善噴丸后粗糙度的措施。
噴丸工藝概述
噴丸即無數(shù)高硬度、高速運動的小彈丸撞擊零件表面的過程。彈丸高速撞擊下零件表面產生凹坑,發(fā)生塑性變形,凹坑周圍組織抵抗這種變形,產生殘余壓應力,無數(shù)凹坑重疊使零件表面形成了均勻的殘余壓應力層,從而提高零件的疲勞強度。根據(jù)彈丸獲得高速度的方式,通常將噴丸分為壓縮空氣式噴丸和離心式拋丸兩種,如圖1所示。
壓縮空氣式噴丸以壓縮空氣作為動力,將彈丸從噴槍噴出;離心式拋丸用電機帶動葉輪高速旋轉,將彈丸拋擲出去。噴丸的關鍵工藝參數(shù)包括飽和強度、覆蓋率和噴丸介質屬性(材質、尺寸、形狀、硬度)。飽和強度是表征噴丸強度的參數(shù),用弧高值(即Almen 試片噴丸后的彎曲程度)表示;覆蓋率指噴丸后被凹坑覆蓋面積與噴丸區(qū)域總面積的比值;常用噴丸介質有鋼絲切丸、鑄鋼丸、陶瓷丸、玻璃丸等,其尺寸、形狀、硬度均有不同的等級。變速器齒軸零件通常的工藝要求如表1所示。
噴丸工藝參數(shù)對齒面粗糙度的影響
試驗零件
試驗零件為某混動項目中間軸1/6檔齒輪,齒輪結構見圖2,磨齒后齒面組織殘奧2級,表面硬度710HV30、有效硬化層深0.65mm,均在技術要求范圍內。噴丸前齒面粗糙度見表3,齒形精度見表4,可見噴丸前齒面粗糙度良好,齒形曲線平順。
試驗方案與試驗參數(shù)
試驗使用壓縮空氣式噴丸機,由于試驗條件限制,無法驗證噴丸介質屬性(材質、大小、硬度)的影響,故試驗中噴丸介質屬性為常量,只驗證飽和強度和覆蓋率對噴丸后齒面粗糙度的影響,試驗方案見表2。具體試驗參數(shù)的確定過程如下:通過Almen試片試驗繪制飽和曲線(圖3),確定飽和 點,從而鎖定壓縮空氣壓力、鋼丸流量、噴嘴移動速度、噴嘴距零件距離等設備參數(shù)。
試驗結果
噴丸后齒面粗糙度數(shù)據(jù)見表3,齒形精度見表4??梢姡?4種噴丸工藝條件下,噴丸后齒面粗糙度均增大,齒形曲線均變得凹凸。用噴后粗糙度與噴前粗糙度的比值表征粗糙度放大程度(表3),可見4種工藝條件下粗糙度放大程度不同。
噴丸對齒面粗糙度放大程度的批量跟蹤
第3節(jié)中試驗結果顯示,采用不同工藝噴丸后,齒面粗糙度均有不同程度的增大。為了更充分的了解噴丸對齒面粗糙度的放大程度,增大樣本數(shù),選取5個項目共5種44個零件,在批產噴丸工藝條件下跟蹤噴丸前、后的粗糙度情況。跟蹤零件磨齒后理化信息及噴丸工藝信息見表5。噴丸前、后齒面粗糙度及其放大程度數(shù)據(jù)如圖4所示。圖4數(shù)據(jù)顯示,噴丸前齒面粗糙度范圍為Rz1.6μm-Rz4.3μm;噴丸后,粗糙度均增大,分布范圍為Rz2.3μm-Rz6.7μm;粗糙度最大可放大至噴丸前的3.1倍。
分析討論
噴丸后齒面粗糙度的影響因素
由噴丸的原理可知,高硬度、高速運動的彈丸在零件表面留下無數(shù)凹坑,這是殘余壓應力的來源,同時這些凹坑勢必會使表面粗糙度增大。噴丸前零件的特性以及噴丸工藝參數(shù)都會影響噴丸后的粗糙度,如表6所列。本文第3節(jié)中,4種工藝條件下,噴丸后齒面粗糙度均增大,增大程度不同。該試驗中存在噴前粗糙度和工藝參數(shù)(飽和強度或覆蓋率)兩個變量,無法準確得出噴丸后粗糙度與各單一影響因素之間的關系。目前,很多學者對此做過研究,并且在有限元模擬基礎上提出了噴丸后表面粗糙度的理論預測模型,用于預測不同噴丸工藝對應的粗糙度值。
結合實際經驗和其他學者的研究,對各因素的影響方式可作出的推測如表6所示??梢?,噴丸后粗糙度受到多種因素的綜合影響,同時這些因素也是影響殘余壓應力大小的關鍵因素。為了在保證殘余壓應力的前提下降低噴丸后的粗糙度,需要大量的工藝試驗,不斷優(yōu)化參數(shù)組合。
齒面粗糙度增大對系統(tǒng)NVH性能的影響
齒輪零件處于動態(tài)傳動系統(tǒng)中,齒面粗糙程度會影響其NVH性能。文獻試驗結果顯示,在相同載荷和轉速下,表面粗糙度越大,系統(tǒng)的振動和噪聲越大;當載荷和轉速增大時,振動和噪聲增大更加明顯。
近年來,新能源減速器項目迅速增多,且表現(xiàn)出高轉速、大扭矩的發(fā)展趨勢。目前我司新能源減速器中最大扭矩354N·m,最大轉速16000r/min,未來會提高到20000r/min以上。在這樣的使用工況下,必須考慮齒面粗糙度增大對系統(tǒng)NVH性能的影響。
噴丸后齒面粗糙度的改善措施
磨齒后噴丸工藝可以提高齒輪齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度,在齒輪設計過程中,若因強度原因而必須采用此工藝,為了兼顧系統(tǒng)的NVH性能,可考慮從如下幾個方面改善噴丸后的齒面粗糙度:
a.優(yōu)化噴丸工藝參數(shù),在保證殘余壓應力的前 提下,控制噴丸后齒面粗糙度放大程度。這需要大量的工藝試驗,且工藝通用性不強。
b.采用復合噴丸工藝,即在正常強度噴丸完成后,再增加一道噴丸,增加的噴丸過程強度通常較小,丸料種類、尺寸可做調整,如采用陶瓷丸、玻璃丸或尺寸較小的鋼絲切丸。
c.噴丸后增加齒面拋光、自由珩等工序。
打開微信,點擊右上角的"+",選擇"掃一掃"功能,
對準下方二維碼即可。