Jaudīgs smalcināšanas process zobratu apstrādē
Spēcīga šāviena smalcināšanas loma
Svarīga metode, kā uzlabot zobratu zobu lieces noguruma izturību un kontakta noguruma izturību, ir svarīgs veids, kā uzlabot pārnesumu pretkrampju spējas un palielināt pārnesumu kalpošanas laiku.
Darbības princips
Spēcīgajā šāviena smalcināšanas procesā galvenokārt izmanto mazu tērauda šāvienu ātrgaitas strūklu, lai sasniegtu izsmidzināmās sagataves virsmu istabas temperatūrā, izraisot sagataves virsmas materiāla elastoplastisko deformāciju un radot lielāku atlikušo spiedes spriegumu, tādējādi uzlabojot sagataves virsmas izturība un noguruma izturība. Izšūšana padara detaļas virsmu elastīgi deformētu, bet arī rada lielu skaitu dvīņu un dislokāciju, lai materiāla virsma tiktu apstrādāta un nostiprināta. Kā parādīts 1. attēlā:
Attēls 1-a Daļas virsma pēc spridzināšanas 1.-b attēls Daļas virsma bez sprādziena
Šāviena smalcināšanas ietekme uz virsmas morfoloģiju un veiktspēju galvenokārt izpaužas, mainot virsmas cietību, virsmas raupjumu, izturību pret koroziju un detaļu nogurumu. Tērauda šāviena ietekmē detaļas materiāla virsma tiek cikliski plastiski deformēta. Atkarībā no materiāla veida un stāvokļa materiāla virsma pēc sīpola smalcināšanas piedzīvos šādas izmaiņas: cietības izmaiņas, organizācijas struktūras izmaiņas, fāzes pāreja, virsmas atlikuma sprieguma lauka veidošanās, virsmas raupjuma izmaiņas utt.
Metode smilšu smalcināšanas spēka mērīšanai
Kad metāla gabalu skar tērauda šāviena straume, tas salieksies. Piesātinājums un smalcināšanas spēks ir divi svarīgi jēdzieni smilšu smalcināšanas procesā. Piesātinātais stāvoklis attiecas uz stāvokli, kad izsmidzināšana turpinās tādos pašos apstākļos, nemainot izsmidzinātās zonas mehāniskās īpašības. Tā sauktā šāviena smalcināšanas izturība ir iepriekš izgatavota noteiktas specifikācijas metāla loksne (ti, testa paraugs), to sitot, lai noteiktā laikā sasniegtu piesātinātā stāvokļa izturību un testa gabala loka augstumu. tiek izmantots, lai izmērītu tā spridzināšanu. Stiprības pakāpe.
Pašlaik visplašāk izmantotais Amerikas Transportlīdzekļu inženieru biedrības standarts izmanto šāviena smalcināšanas testa metodi, ko piedāvā Almana-loka augstuma metode. Šo metodi ierosināja JO Almen (Almen) no GM Company, un to izstrādāja SAEJ442a, un SAE443 standartā norādītās mērīšanas metodes galvenais punkts ir noteiktā specifikācijā iekļauta atsperes tērauda testa gabala izmantošana, lai atspoguļotu šāviena smalcināšanas efektu, formas izmaiņas noteikšana pēc šāviena smalcināšanas. Veicot vienpusēju šāviena smalcināšanu uz plānas plāksnes testa parauga, virsmas slānis šāviena ietekmē tiek pakļauts stiepes deformācijai, tāpēc plānā plāksne ir sfēriski izliekta pret šāviena virsmu. Parasti sfēriskās virsmas loka augstuma vērtību mēra noteiktā laiduma attālumā un izmanto, lai izmērītu šāviena smalcināšanas intensitāti. Loka augstuma vērtību nosaka, nofiksējot Almen testa paraugu uz speciāla stiprinājuma, pēc smilšu smalcināšanas un pēc tam testa parauga noņemšanas un pēc tam izmantojot Almen mērierīci, lai izmērītu testa gabala stiepes deformāciju, kas radusies, veicot vienpusēju šāvienu. (Tas ir, loka augstuma vērtība). Ja loka augstums, ko mēra ar paraugu, ir 0,35 mm, to reģistrē kā 0,35 A.
Vēl viena šāviena smalcināšanas stiprības pārbaudes metode ir atlikušā sprieguma pārbaude, tas ir, sagataves atlikušā sprieguma pārbaude pēc spēcīgas smalcināšanas. Īpašā pārbaudes metode ir rentgena difrakcija. ASV SAE J784a standartā ir ieteicama šāda metode: rentgena staru un difrakcijas stariem jābūt paralēliem zobrata zobu saknei, mērījumu pozīcijai uz cilindriskās spurratnes un cilindriskās spirālveida zobrata jābūt centrālajai daļai. zoba saknes platums, un apstarošanas laukumam jābūt koncentrētam uz zoba. Saknes filejas centrs nevar izstiepties sānos tālāk par norādīto zobu saknes filejas virsmas dziļuma mērīšanas punktu. Apstarošanas laukuma lielumu var kontrolēt, virzot staru un atbilstoši nosedzot zobu-sakņu virsmu; katram izvēlētajam pārbaudāmajam pārnesumam novērtēšanai jāizvēlas vismaz divi zobi, un intervāls starp abiem zobiem ir 180 °. Ja zoba efektīvais zoba profils ir aizsargāts un nav slīpēts, var uzskatīt, ka zobrata saknes zeme atlikušās spriedzes mērīšanai zem virsmas nav bojāta un to var izmantot ražošanai.
Šāviena smalcināšanas ietekme uz daļu noguruma izturības uzlabošanu
Materiāla virsmas stiprināšanas būtība, izmantojot virsmas aukstās deformācijas, ir tāda, ka aukstā deformācija izraisa izmaiņas materiāla virsmas struktūrā, atlikušā spiedes sprieguma ieviešanu un izmaiņas virsmas morfoloģijā.
Smalcināšana uzlabo materiāla virsmas īpašības
Stiprināšanas šāviena smalcināšanas procesā, kad mazais sfēriskais tērauda šāviņš ar lielu ātrumu ietriecas izsmidzinātā sagataves virsmā, sagataves virsmas materiāls tiks elastīgi un plastiski deformēts. Trieciena vieta radīs krāteri plastmasas deformācijas dēļ. Trieciena rezultātā krātera tuvumā esošajam virsmas materiālam radīsies diametrs. Pagarināt. Kad aizvien vairāk tērauda šāvienu trāpās uz izsmidzināmās sagataves virsmu, arvien vairāk apstrādājamā materiāla virsmas daļu absorbē ātrgaitas kustīgo tērauda šāvienu kinētisko enerģiju un rada plastmasas reoloģiju, kas izraisa virsmas materiāls plastmasas izmaiņu dēļ. Platība kļūst arvien lielāka, un plastiski deformētās virsmas pakāpeniski savieno gabalos tā, lai uz sagataves virsmas pamazām izveidotos vienmērīgs plastmasas deformācijas slānis. Pēc tam, kad ir izveidojies plastmasas deformācijas slānis, nepārtraukta šāviena smalcināšana padarīs plastmasas deformācijas slāni pakāpeniski plānāku nepārtrauktas pagarināšanas dēļ. Tajā pašā laikā plastmasas deformācijas slāņa radiālo pagarinājumu ierobežos blakus esošā teritorija, un tas izraisīs pārklājošās daļas iznīcināšanu. Nepārtraukta šaušana un lobīšana. Tāpēc stingri jākontrolē šāviena smalcināšanas laiks.
Shot Peening ietekme uz karburizēta zobrata virsmas atlikušo spriegumu
Attiecībā uz atlikušās spriedzes veidošanās iemeslu uz sagataves virsmas, izmantojot smalcināšanu, saskaņā ar Al-Obaid et al. Viedokli: Kad ātrgaitas tērauda šāviens ietriecas parauga virsmā, plastiskā deformācija notiek trieciena vieta un paliek krāteris. Kad aizvien vairāk tērauda šāvienu Kad tas ietriecas parauga virsmā, uz parauga virsmas tiks izveidots vienmērīgs plastmasas deformācijas slānis. Tā kā plastmasas deformācijas slāņa tilpuma izplešanās tiks ierobežota no neplastiski deformētās kaimiņu zonas, viss plastmasas deformācijas slānis tiek pakļauts spiedes spriegumam.
Tā kā atlikušajam spiedes spriegumam un tā sadalījumam ir liela ietekme uz pārnesuma noguruma kalpošanas laiku, smalcināšanas procesa plusi un mīnusi tieši ietekmēs atlikušo spriegumu un tā sadalījumu. Tāpēc precīza atlikušā sprieguma noteikšana uz izsmidzināto daļu virsmas ir efektīva metode, lai novērtētu smalcināšanas procesa plusus un mīnusus.
Šāviena smalcināšanas ietekme uz detaļu virsmas raupjumu
Stiprināšanas šāviena smalcināšana izraisīs detaļas izsmidzinātās virsmas plastisko deformāciju un mainīs detaļas virsmas raupjumu. Virsmas raupjums ir sava veida mikroskopiskas ģeometriskas formas kļūda, ko sauc arī par mikroskopisku nelīdzenumu. Virsmas raupjums ir tāds pats kā virsmas viļņainība un formas kļūda. Tas pieder pie daļas ģeometriskās formas kļūdas. Virsmas raupjumam ir liela ietekme uz mašīnas daļu veiktspēju. Šāviena smalcināšanas ietekme uz materiāla virsmas raupjumu parasti ir Ra0,6-20 mm robežās. Nemainot procesa parametrus, jo augstāks ir materiāla sākotnējais virsmas raupjums, jo lielāka ir Ra vērtība pēc sīpēšanas. Ražošanas prakse ir pierādījusi, ka normālos apstākļos, ja virsmas raupjums pirms izsmidzināšanas ir mazāks par 6,3 mm, smalcināšana var palielināt vai saglabāt sākotnējo virsmas raupjumu. Ja sākotnējais virsmas raupjums ir virs 6,3 mm, virsmas raupjums pēc šāviena smalcināšanas samazināsies. Ražošanas praksē, lai iegūtu ideālāku šāviena smalcināšanas virsmu, mums vajadzētu sākt no šādiem aspektiem: nodrošināt labāku oriģinālo virsmu, Ra vērtībai jābūt zemākai par 6,3 mm; izvēlēties saprātīgu tērauda šāviena diametru un šāviena spiedienu; Pēc tam, kad diametra tērauda šāviņš ir noslīpēts, tas tiek vienreiz pārklāts ar mazāku tērauda šāvienu zemā spiedienā (šāviena smalcināšanas stiprības vērtību nevar mainīt), lai panāktu labāku virsmas raupjumu.
Daļu virsmai pēc šāviena smalcināšanas jābūt viegli pulētai, un pulēšanas laikā jākontrolē metāla noņemšanas daudzums uz virsmas. Tādā veidā netiek sabojāts šāviena smalcināšanas stiprinošais efekts, un virsmas raupjumu var uzlabot. Protams, tā ir daudzfaktoru problēma, neatkarīgi no tā, kāda metode tiek izmantota, vienlaikus ir jāņem vērā arī citu faktoru ietekme.
Procesa parametru ietekme uz smalcināšanas efektu
Galvenie faktori, kas ietekmē šāviena smalcināšanas kvalitāti, ir šādi: šāviena materiāls, šāviena diametrs, šāviena ātrums, šāviena plūsmas ātrums, šāviena leņķis, šāviena attālums, šāviena laiks, pārklājuma ātrums utt. Jebkura no šiem parametriem izmaiņas ietekmēs šāviena smalcināšanas ietekme dažādās pakāpēs.
Tērauda šāviena materiāla, cietības, lieluma un daļiņu lieluma ietekme uz šāviena smalcināšanas efektu
Rūdītu zobratu smalcināšanai parasti izmanto čuguna šāvienus un tērauda šāvienus. Čuguna šāviena trūkums ir tā zemā izturība. Smalcināšanas laikā to ir viegli salauzt, un tam ir liels nodilums. Salauztais tērauda šāviņš ir savlaicīgi jānodala, pretējā gadījumā tas ietekmēs šāviena virsmas kvalitāti. Tomēr čuguna šāvienu priekšrocības ir zemā cena un augsta cietība, kas var izraisīt lielu atlikušo spiedes spriegumu uz izsmidzinātās virsmas. Salīdzinot ar čuguna šāvienu, tērauda šāviņam ir tā priekšrocība, ka to nav viegli salauzt un tas ir izdevīgs izsmidzinātās virsmas ģeometrijai. Tomēr tērauda čuguna cietība ir zemāka nekā čuguna. Citos apstākļos izsmidzinātās virsmas atlikušais spiedes spriegums ir mazāks nekā čuguna šāviena.
Lai sagatavi izsmidzinātu, tērauda šāviena kvalitāte un tērauda šāviena ātrums nosaka šāviena smalcināšanas efekta stabilitāti. Tostarp tērauda šāviena kvalitātei ir liela ietekme uz šāviena smalcināšanas efektu. Vispārējais noteikums ir: tērauda šāviena diametrs ir mazs, atlikušais spriegums uz sagataves virsmas ir lielāks, bet stiprinošais slānis ir sekls; tērauda šāviena diametrs ir liels, atlikušais spriegums uz sagataves virsmas ir mazāks, bet stiprinošais slānis ir dziļāks; tērauda šāviena cietība ir augsta, arī šāviena smalcināšanas izturība ir augsta; palielinās tērauda šāviena diametrs, palielinās arī šāviena smalcināšanas izturība; palielinās tērauda šāviena ātrums, palielinās šāviena smalcināšanas spēks, virsmas spiedes spriegums un nostiprinošā slāņa dziļums.
Saprātīga smilšu parametru izvēle un kontrole var sasniegt labus smalcināšanas efektus. Normālos apstākļos izsmidzināmās daļas ietekmē tērauda šāviena diametru. Parasti tērauda šāviena diametram nevajadzētu būt lielākam par pusi no pārnesuma pārejas zonas filejas diametra. Pārāk lielus tērauda šāvienus nevar izsmidzināt uz zobrata apaļiem stūriem. Ja nepieciešams virsmas raupjums, pēc iespējas jāizmanto mazāki tērauda šāviņi. Lai izpildītu pārklājuma prasības, šāviena smalcināšanas laiks strauji palielināsies, palielinoties tērauda šāviena izmēram, un mazie tērauda šāviņi var ātri izpildīt pārklājuma prasības. Tāpēc tērauda šāviena diametram nevajadzētu būt pārāk lielam. Atbilstoši faktiskajai situācijai mūsu uzņēmums izvēlas tērauda šāvienus ar diametru φ0,6mm un φ0,8mm, un iegūtais efekts ir ideāls.
Tajā pašā laikā tērauda šāviena materiāls ir arī ļoti svarīgs. Nacionālie standarti jau ir devuši stingras specifikācijas attiecībā uz tērauda šāviena metalogrāfisko struktūru, ķīmisko sastāvu, minimālo blīvumu un cietības noviržu diapazonu. Kvalificētu materiālu tērauda šāvienu kvalitāte ir stingri jākontrolē, lai nodrošinātu vienmērīgu sfērisku formu un izmēru un pietiekamu tērauda šāvienu daudzumu. Tērauda šāviena daudzuma samazināšanās samazinās atbilstošo šāviena smalcināšanas spēku. Tāpēc tērauda šāviņi jāpārbauda noteiktos laika intervālos, laikus jānoņem nekvalificēti tērauda šāvieni un jāmaina un jāpalielina noteikts tērauda šāvienu daudzums. Pretējā gadījumā deformētā tērauda šāviena malas un stūri, visticamāk, radīs mikroplaisas uz izsmidzināto daļu virsmas un izraisīs noguruma avotus. Parasti kvalificētu tērauda šāvienu skaitam jābūt vismaz 80%. Kvalificētu tērauda šāvienu saturu parasti kontrolē dažādu specifikāciju ekrāni
Tērauda šāviena cietībai jāņem vērā sagataves materiāla cietība. Kad tērauda šāviena cietība ir ļoti tuvu pārnesuma materiāla cietībai, tērauda šāviena cietība neietekmēs maksimālo spiedes spriegumu un saspiešanas dziļumu. Tāpēc, izvēloties tērauda šāvienu, tērauda šāviena cietībai jābūt lielākai vai vienādai ar pārnesuma šāvēja smalkās virsmas cietību. Karburētiem pārnesumiem vislabāk ir izmantot tērauda šāviņus ar cietību 55-65HRC, lai iegūtu apmierinošu spiedes sprieguma efektu.
Tērauda šāviena plūsmas ātruma, ātruma un iesmidzināšanas leņķa ietekme uz šāviena smalcināšanas efektu
Metamo galvu tieši virza mainīgas frekvences motors, un metamās galvas ātrumu var mainīt, mainot motora frekvenci. Centrbēdzes spēka iedarbībā tērauda šāviņš pārplūst no urbuma uz lāpstiņriteņa vārpstas uz asmeni un pēc tam tiek fiksētā leņķī iemests ar ātrgaitas rotējošu asmeni. Darbrats ar ātrumu nosaka tērauda šāviena sākotnējo ātrumu. Motora maksimālais ātrums ir 3000r / min.
Griežot spridzināšanas galvu, tērauda šāvieni tiks nepārtraukti izmesti, tāpēc tērauda šāviena plūsmai, kas nonāk spridzināšanas galvas lāpstiņriteņa vārpstā, jāspēj nodrošināt, ka spridzināšanas galvai ir pietiekams daudzums tērauda šāvienu, kas prasa bieži papildināt spridzināšanas iekārtas' tērauda šāvienu atgūšanas sistēma, vēl svarīgāk, tērauda šāvienu krājums vidē tiek noregulēts, pielāgojot šāviena vadības vārsta atvēruma lielumu, lai pielāgotu tērauda šāvienu plūsmu, kas iet caur šāviena vadības vārstu metošā galvā. Spridzināšanas iekārtas' tērauda šāviena ievades tilpums tiek fiksēts, kad tas ir noregulēts. Normālā lietošanā tērauda šāviena plūsmas ātruma maiņa tiek panākta, pielāgojot spridzināšanas galvas rotācijas ātrumu, tas ir, tas palielinās, kad tērauda šāviena ieejas tilpums nemainās. Ja rotors griežas, tērauda šāviena plūsmas ātrums laika vienībā ir lielāks un otrādi. Katrā spridzināšanas mašīnā katrai spridzināšanas galvai ir pievienots ampermetrs, lai parādītu tērauda šāviena plūsmas ātrumu. Ja smalcināšanas kvalitāte neatbilst tehniskajām prasībām, ir jāpielāgo motora frekvence. Pielāgošanai ir jānosaka regulēšanas pakāpe, izmantojot ampērmetrā parādītos rādījumus. Ammetra rādījumu diapazons ir 0-30A.
noslēgumā
Smalcināšanas procesā materiāla virsma tiek pakļauta tērauda šāviena vardarbīgam triecienam, lai radītu deformācijai cietinātu slāni, kas izraisīs divus efektus:
Pirmkārt, struktūra izraisa subkristālu uzlabošanos, palielinās dislokācijas blīvums un palielinās režģa deformācija;
Otrais ir ieviest lielu makroskopisku atlikušo spiedes spriegumu.
Turklāt virsmas raupjums tiek palielināts tērauda šāviena trieciena dēļ, kas padarīs griešanas laikā radušās asās instrumenta zīmes gludas. Šīs izmaiņas ievērojami uzlabos materiāla izturību pret nogurumu un izturību pret koroziju, tādējādi ievērojami uzlabojot pārnesuma kalpošanas laiku.
