Birçok bölümüyeni enerji düşürücü dişlilerVeotomotiv dişlileriProje, dişli taşlama işleminden sonra bilye püskürtme gerektiriyor; bu da diş yüzeyinin kalitesini bozuyor ve hatta sistemin NVH performansını etkiliyor. Bu çalışma, farklı bilye püskürtme işlem koşullarında ve farklı parçaların bilye püskürtme öncesi ve sonrası diş yüzeyi pürüzlülüğünü inceliyor. Sonuçlar, bilye püskürtmenin diş yüzeyi pürüzlülüğünü artırdığını ve bunun parçaların özelliklerinden, bilye püskürtme işlem parametrelerinden ve diğer faktörlerden etkilendiğini gösteriyor; mevcut seri üretim proses koşullarında, bilye püskürtme sonrası maksimum diş yüzeyi pürüzlülüğü, bilye püskürtme öncesine göre 3,1 kat daha fazladır. Diş yüzeyi pürüzlülüğünün NVH performansı üzerindeki etkisi tartışılıyor ve bilye püskürtme sonrası pürüzlülüğü iyileştirmeye yönelik önlemler öneriliyor.

Yukarıdaki bilgiler ışığında, bu makale aşağıdaki üç açıdan konuyu ele almaktadır:

Bilye püskürtme işlemi parametrelerinin diş yüzeyi pürüzlülüğüne etkisi;

Mevcut seri üretim prosesi koşulları altında diş yüzeyi pürüzlülüğünde bilye püskürtme işleminin artış derecesi;

Diş yüzeyindeki pürüzlülüğün artmasının NVH performansı üzerindeki etkisi ve bilye püskürtme işleminden sonra pürüzlülüğü iyileştirmeye yönelik önlemler.

Bilye püskürtme, yüksek sertliğe ve yüksek hıza sahip çok sayıda küçük merminin parçaların yüzeyine çarpması işlemidir. Merminin yüksek hızlı çarpması altında, parçanın yüzeyinde çukurlar oluşacak ve plastik deformasyon meydana gelecektir. Çukurların etrafındaki yapılar bu deformasyona direnç gösterecek ve kalıcı sıkıştırma gerilimi oluşturacaktır. Çok sayıda çukurun üst üste gelmesi, parçanın yüzeyinde düzgün bir kalıcı sıkıştırma gerilimi tabakası oluşturacak ve böylece parçanın yorulma dayanımını artıracaktır. Bilye püskürtme, yüksek hızın elde edilme yöntemine göre genel olarak basınçlı hava ile bilye püskürtme ve santrifüj bilye püskürtme olarak ikiye ayrılır (Şekil 1).

Basınçlı hava püskürtmeli bilye püskürtme, bilyeleri tabancadan püskürtmek için basınçlı hava kullanır; Santrifüjlü püskürtme ise bilyeleri fırlatmak için pervaneyi yüksek hızda döndüren bir motor kullanır. Bilye püskürtmenin temel işlem parametreleri arasında doygunluk dayanımı, kaplama oranı ve bilye püskürtme ortamının özellikleri (malzeme, boyut, şekil, sertlik) bulunur. Doygunluk dayanımı, bilye püskürtme dayanımını karakterize eden bir parametredir ve yay yüksekliği (yani bilye püskürtmeden sonra Almen test parçasının bükülme derecesi) ile ifade edilir; Kaplama oranı, bilye püskürtmeden sonra çukurun kapladığı alanın, bilye püskürtme yapılan toplam alana oranını ifade eder; Yaygın olarak kullanılan bilye püskürtme ortamları arasında çelik tel kesme bilyeleri, dökme çelik bilyeler, seramik bilyeler, cam bilyeler vb. bulunur. Bilye püskürtme ortamlarının boyutu, şekli ve sertliği farklı derecelerdedir. Şanzıman dişli mili parçaları için genel işlem gereksinimleri Tablo 1'de gösterilmiştir.

Test parçası, hibrit bir projenin 1/6 oranındaki ara mil dişlisidir. Dişli yapısı Şekil 2'de gösterilmiştir. Taşlama işleminden sonra, diş yüzeyinin mikro yapısı 2. sınıf, yüzey sertliği 710HV30 ve etkili sertleştirme tabakası derinliği 0,65 mm olup, tüm bunlar teknik gereksinimler dahilindedir. Bilye püskürtme öncesi diş yüzeyi pürüzlülüğü Tablo 3'te, diş profili doğruluğu ise Tablo 4'te gösterilmiştir. Bilye püskürtme öncesi diş yüzeyi pürüzlülüğünün iyi olduğu ve diş profili eğrisinin düzgün olduğu görülmektedir.

Test planı ve test parametreleri

Testte basınçlı hava püskürtme makinesi kullanılmıştır. Test koşulları nedeniyle, püskürtme ortamının özelliklerinin (malzeme, boyut, sertlik) etkisini doğrulamak mümkün değildir. Bu nedenle, testte püskürtme ortamının özellikleri sabit tutulmuştur. Sadece doygunluk mukavemeti ve kaplama oranının püskürtme sonrası diş yüzeyi pürüzlülüğü üzerindeki etkisi doğrulanmıştır. Test şeması için Tablo 2'ye bakınız. Test parametrelerinin spesifik belirleme süreci şu şekildedir: Doygunluk noktasını belirlemek için Almen numune testi ile doygunluk eğrisi (Şekil 3) çizilir, böylece basınçlı hava basıncı, çelik bilye akışı, nozul hareket hızı, nozulun parçalardan uzaklığı ve diğer ekipman parametreleri sabitlenir.

test sonucu

Tablo 3'te bilye püskürtme işleminden sonraki diş yüzeyi pürüzlülüğü verileri, Tablo 4'te ise diş profili doğruluğu gösterilmektedir. Dört bilye püskürtme koşulu altında, diş yüzeyi pürüzlülüğünün arttığı ve diş profili eğrisinin bilye püskürtme işleminden sonra içbükey ve dışbükey hale geldiği görülmektedir. Püskürtme sonrası pürüzlülüğün püskürtme öncesi pürüzlülüğe oranı, pürüzlülük büyütmesini karakterize etmek için kullanılır (Tablo 3). Dört işlem koşulu altında pürüzlülük büyütmesinin farklı olduğu görülmektedir.

Diş Yüzey Pürüzlülüğünün Bilye Püskürtme Yöntemiyle Büyütülmesinin Parti Takibi

Bölüm 3'teki test sonuçları, farklı işlemlerle yapılan bilye püskürtme işleminden sonra diş yüzeyi pürüzlülüğünün değişen derecelerde arttığını göstermektedir. Bilye püskürtme işleminin diş yüzeyi pürüzlülüğü üzerindeki etkisini tam olarak anlamak ve örnek sayısını artırmak için, seri üretim bilye püskürtme işlemi koşulları altında, bilye püskürtme öncesi ve sonrası pürüzlülüğü izlemek üzere toplam 5 adet, 5 tip ve 44 parça seçilmiştir. Dişli taşlama işleminden sonra izlenen parçaların fiziksel ve kimyasal bilgileri ile bilye püskürtme işlemi bilgileri için Tablo 5'e bakınız. Bilye püskürtme öncesi ön ve arka diş yüzeylerinin pürüzlülük ve büyütme verileri Şekil 4'te gösterilmiştir. Şekil 4, bilye püskürtme öncesi diş yüzeyi pürüzlülüğünün Rz1,6 μm-Rz4,3 μm aralığında olduğunu göstermektedir; Bilye püskürtme işleminden sonra pürüzlülük artar ve dağılım aralığı Rz2,3 μm-Rz6,7 μm olur; Bilye püskürtme öncesinde maksimum pürüzlülük 3,1 katına kadar çıkabilir.

Diş yüzeyinin pürüzlülüğünü etkileyen faktörler (bilye püskürtme sonrası)

Bilye püskürtme prensibinden de görülebileceği gibi, yüksek sertlikteki ve yüksek hızda hareket eden bilyeler, parça yüzeyinde sayısız çukur bırakır ve bu da artık basınç geriliminin kaynağıdır. Aynı zamanda, bu çukurlar yüzey pürüzlülüğünü artıracaktır. Tablo 6'da listelendiği gibi, bilye püskürtmeden önceki parçaların özellikleri ve bilye püskürtme işlem parametreleri, bilye püskürtmeden sonraki pürüzlülüğü etkileyecektir. Bu makalenin 3. bölümünde, dört işlem koşulu altında, bilye püskürtmeden sonra diş yüzeyi pürüzlülüğünün farklı derecelerde arttığı gösterilmiştir. Bu testte, bilye püskürtmeden önceki pürüzlülük ve işlem parametreleri (doygunluk mukavemeti veya kaplama) olmak üzere iki değişken bulunmaktadır ve bu değişkenler, bilye püskürtmeden sonraki pürüzlülük ile her bir etkileyici faktör arasındaki ilişkiyi doğru bir şekilde belirleyemez. Şu anda birçok bilim insanı bu konuda araştırma yapmış ve sonlu eleman simülasyonuna dayalı olarak bilye püskürtmeden sonraki yüzey pürüzlülüğünün teorik bir tahmin modelini ortaya koymuştur; bu model, farklı bilye püskürtme işlemlerinin karşılık gelen pürüzlülük değerlerini tahmin etmek için kullanılmaktadır.

Gerçek deneyimlere ve diğer bilim insanlarının araştırmalarına dayanarak, çeşitli faktörlerin etki biçimleri Tablo 6'da gösterildiği gibi tahmin edilebilir. Bilye püskürtme işleminden sonraki pürüzlülüğün birçok faktörden kapsamlı bir şekilde etkilendiği ve bunların aynı zamanda artık basınç gerilimini etkileyen temel faktörler olduğu görülmektedir. Artık basınç gerilimini güvence altına alırken bilye püskürtme işleminden sonraki pürüzlülüğü azaltmak için, parametre kombinasyonunu sürekli olarak optimize etmek amacıyla çok sayıda işlem testi gereklidir.

Diş yüzeyi pürüzlülüğünün sistemin NVH performansına etkisi

Dişli parçaları dinamik iletim sisteminde yer alır ve diş yüzeyinin pürüzlülüğü, NVH (gürültü, titreşim, sertlik) performanslarını etkiler. Deneysel sonuçlar, aynı yük ve hız altında, yüzey pürüzlülüğü ne kadar fazla olursa, sistemin titreşim ve gürültüsünün de o kadar fazla olduğunu; yük ve hız arttıkça titreşim ve gürültünün daha belirgin bir şekilde arttığını göstermektedir.

Son yıllarda, yeni enerji redüktörlerinin projeleri hızla artmış ve yüksek hız ve büyük tork geliştirme eğilimini göstermiştir. Şu anda, yeni enerji redüktörümüzün maksimum torku 354 N·m ve maksimum hızı 16000 dev/dak olup, gelecekte 20000 dev/dak'nın üzerine çıkarılacaktır. Bu çalışma koşulları altında, diş yüzeyi pürüzlülüğünün artmasının sistemin NVH performansı üzerindeki etkisi dikkate alınmalıdır.

Diş yüzeyi pürüzlülüğünün giderilmesi için bilye püskürtme işleminden sonraki iyileştirme önlemleri

Dişli taşlama işleminden sonra uygulanan bilye püskürtme işlemi, dişli diş yüzeyinin temas yorulma dayanımını ve diş kökünün eğilme yorulma dayanımını iyileştirebilir. Dişli tasarım sürecinde dayanım nedenleriyle bu işlemin kullanılması gerekiyorsa, sistemin NVH (gürültü, titreşim, sertlik) performansını da dikkate almak için, bilye püskürtme işleminden sonra dişli diş yüzeyinin pürüzlülüğü aşağıdaki açılardan iyileştirilebilir:

a. Bilye püskürtme işleminin parametrelerini optimize edin ve kalan sıkıştırma gerilimini sağlama koşuluyla bilye püskürtme işleminden sonra diş yüzeyi pürüzlülüğünün artışını kontrol edin. Bu, çok sayıda işlem testi gerektirir ve işlem esnekliği güçlü değildir.

b. Kompozit bilye püskürtme işlemi uygulanır; yani normal mukavemetli bilye püskürtme işlemi tamamlandıktan sonra bir bilye püskürtme daha eklenir. Artırılmış bilye püskürtme işleminin mukavemeti genellikle küçüktür. Bilye malzemesinin türü ve boyutu ayarlanabilir; örneğin seramik bilye, cam bilye veya daha küçük boyutlu çelik tel kesme bilye kullanılabilir.

c. Bilye püskürtme işleminden sonra, diş yüzeyi parlatma ve serbest honlama gibi işlemler eklenir.

Bu çalışmada, farklı bilye püskürtme işlemi koşullarında ve bilye püskürtme öncesi ve sonrası farklı kısımlardaki diş yüzeyi pürüzlülüğü incelenmiş ve literatüre dayanarak aşağıdaki sonuçlara varılmıştır:

◆ Bilye püskürtme, diş yüzeyinin pürüzlülüğünü artırır; bu durum, bilye püskürtme öncesi parçaların özelliklerinden, bilye püskürtme işlem parametrelerinden ve diğer faktörlerden etkilenir ve bu faktörler aynı zamanda artık basınç gerilimini etkileyen temel faktörlerdir;

◆ Mevcut seri üretim prosesi koşulları altında, bilye püskürtme işleminden sonraki maksimum diş yüzeyi pürüzlülüğü, bilye püskürtme işleminden önceki değerin 3,1 katıdır;

◆ Diş yüzeyi pürüzlülüğünün artması, sistemin titreşimini ve gürültüsünü artıracaktır. Tork ve hız ne kadar yüksek olursa, titreşim ve gürültüdeki artış o kadar belirgin olur;

◆ Bilye püskürtme işleminden sonra diş yüzeyinin pürüzlülüğü, bilye püskürtme işlem parametrelerinin optimize edilmesi, kompozit bilye püskürtme, bilye püskürtmeden sonra parlatma veya serbest honlama eklenmesi vb. yöntemlerle iyileştirilebilir. Bilye püskürtme işlem parametrelerinin optimizasyonunun, pürüzlülük artışını yaklaşık 1,5 kat kontrol etmesi beklenmektedir.