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    齒輪加工中的強力噴丸工藝

    作者:人氣:發表時間:2019-08-20 11:58:06

    1. 強力噴丸的作用:提高齒輪齒部彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的重要方法,是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑。
    2. 工作原理
    3. 強力噴丸工藝主要是利用高速噴射的細小強化鋼丸在室溫下撞擊受噴工件表面,使工件表層材料產生彈塑性變形并呈現較高的殘余壓應力,從而提高工件表面強度及疲勞強度。噴丸一方面使零件表面發生彈性變形,同時也產生了大量孿晶和位錯,使材料表面發生加工強化。如圖1所示: 
    5. 圖1-a   經噴丸處理的零件表面    圖1-b 未經噴丸處理的零件表面

    6.噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現在改變零件的表面硬度、表面粗糙度、抗應力腐蝕能力和零件的疲勞壽命。零件的材料表層在鋼丸束的沖擊下發生循環塑性變形。根據材料的性質和狀態的不同,噴丸后材料的表層將發生以下變化:硬度變化、組織結構的變化、相轉變、表層殘余應力場的形成、表面粗糙度的變化等。

    7.噴丸強度的測量方法

    8. 當一塊金屬片接受鋼丸流的噴擊時會產生彎曲。飽和狀態和噴丸強度是噴丸加工工藝中的兩個重要概念。飽和狀態是指在同一條件下繼續噴擊而不再改變受噴區域機械特性時的狀態。所謂噴丸強度,就是通過打擊預制成一定規格的金屬片(試片),在規定的時間使之達到飽和狀態的強弱程度,并用試片彎曲的弧高值來度量其噴擊的強弱程度。

    9.目前,應用最廣的美國機動車工程學會噴丸標準中采用阿爾曼提出的噴丸強化檢驗法——弧高度法,該方法由美國GM公司的J. O. Almen(阿爾門)提出,并由SAEJ442a和SAE443標準規定的測量方法,其要點是用一定規格的彈簧鋼試片通檢測噴丸強化后的形狀變化來反映噴丸效果。對薄板試片進行單面噴丸時,由于表面層在彈丸作用下產生參與拉伸形變,所以薄板向噴丸面呈球面彎曲。通常在一定跨度距離上測量球面的弧高度值,用其來度量噴丸的強度。測定弧高度值是通過將阿爾門試片固定在專用夾具上,經噴丸后,再取下試片,然后用阿爾門量規測量試片經單面噴丸作用下產生的參與拉伸形變量(即弧高度值)。如用試片測得的弧高值為0.35mm時,記作0.35A。

    10.噴丸強度的另一種檢驗方法為殘余應力檢測,即對經強力噴丸后的工件進行殘余應力的檢測,具體的檢驗方法為X射線衍射法。在美國SAE J784a標準中推薦如下方法:X射線的入射和衍射束必須平行于齒輪的齒根,圓柱直齒輪和圓柱螺旋齒輪上的測量位置應當在齒根的寬度中央,照射區域必須集中在齒根圓角的中心,不能橫向延伸超出規定的齒根圓角表面深度的測量點,照射區域大小的控制可以通過對直光束和適當遮蓋齒根表面實現;在每個選定受檢的齒輪上,最少要任選兩個齒進行評估,兩齒間隔180?。如果齒的有效齒廓受到保護沒有研磨,則可以認為齒根研磨的用于表面下殘余應力測量的齒輪未受損壞并且可以用于生產。

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