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        齒輪減速機:提高齒輪疲勞壽命的噴丸技術


        發布時間:2018-06-28 00:27:00 點擊:

        圓柱齒輪減速機2018-06-28訊

        齒輪減速機、圓柱齒輪減速機2018年6月28日訊作為一種可重復的制造工藝,為了提高齒輪的抗疲勞性能和抗應力腐蝕性能,噴丸在齒輪加工中具有重要的應用價值。


        雖然大家都熟悉噴砂,但人們錯誤地認為噴丸與噴砂是一回事。然而,這兩個過程是完全不同的。噴砂是一種清理的過程,噴丸是改變被噴丸物體表面的表面強化過程。從更多的技術角度來說,噴丸是一種冷加工過程,用來減少殘余壓應力,提高了抗疲勞能力和內應力開裂的能力。噴丸通過使材料壓入本體內部,從而使材料在表面產生塑性變形,增加其強度。


        噴丸主要用于受壓的機械零件上。這就是為什么齒輪、齒輪軸和花鍵從噴丸中獲益的原因。


        與機械加工過程一樣,噴丸是一個可重復的過程,遵循規范和程序。為了正確地對工件進行噴丸處理,必須確定以下信息提供給噴丸操作人員:

        • 要使用的噴丸介質的類型、尺寸和硬度

        • 所需的強度(該部件的強度如何)

        • 所需的覆蓋數量(一次、兩次等)

        • 要使用的機床的類型

        • 要使用的規范,例如,AMS2430


        此外,重要的是要包括那些區域需要被噴丸所覆蓋,那些區域不需要被噴丸所覆蓋,并且需要對其進行防護。


        噴丸介質,通常被稱為噴頭,可以由許多材料制成。最常見的是鋼、玻璃和陶瓷。使用的介質類型取決于所使用的部分。鋼鐵介質是齒輪產品使用的最熱門的物質。鋼鐵介質,由鑄、鍛和條件切割線(CCW)所制作成,用于中強和高強度噴丸。玻璃和陶瓷珠子是相當普通的適用于中、低強度噴丸的物質。每種類型的噴丸介質都有自己的好處,但是使用CCW和陶瓷珠介質變得越來越流行。例如,對于噴丸滲碳齒輪,推薦介質硬度RC 55-65。通過使用硬介質,有可能在滲碳齒輪上形成更深的壓縮層。


        齒輪的齒根部分是最重要的部位,齒面上有較深的壓縮層,可以減少齒輪的點蝕,延長齒輪的使用壽命。在噴丸過程產生的坑洼表面可以產生更多的表面積,從而幫助潤滑油存留在齒輪齒面上。


        對于材料硬度HRC 50及以下的零件,推薦采用普通介質的硬度HRC 45-52。所用噴丸介質的大小應該是被削掉的最小半徑的一半(或更小)。


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        圖1


        強度描述了噴丸介質撞擊表面的難度。為了測量強度,使用了Almen測試條。這確保了在實際齒輪被噴丸的強度是正確的。典型的強度標注為0.006-0.010A,A表示要使用的Almen測試條的類型。這三種主要類型是A、C和N。數字0.006-0.010表示噴丸過程所需的撓度。(見圖1)


        為了量化噴丸的強度,將Almen條帶放置在Almen塊中(見圖2),并對一側進行噴丸。通過噴丸,測試條將彎曲成一個新月形。e(見圖3)。該條帶從塊中移除,未噴完的一邊放置在Almen量規上(見圖4)。該量規測量測試條的曲率(撓度)。由此產生的測量結果是達到的噴丸強度。


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        圖2


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        圖3


        影響零件表面強度的因素有幾個。這些因素包括:

        • 從噴嘴(或噴輪)到零件的距離

        • 噴丸介質在零件表面上的沖擊角

        • 噴丸介質對零件表面的速度/沖擊速度


        覆蓋率是用噴丸凹坑覆蓋的零件表面的數量。當表面完全覆蓋(凹坑重疊)時,就實現了百分之百的全面覆。如果要得到百分之二百的覆蓋率時,必須將達到100%覆蓋的噴丸時間加倍。


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        圖4


        機床


        噴丸機有三種常見類型:離心輪、直接增壓器和噴氣發動機。這些是半自動或計算機控制的。


        離心輪機使用一個或多個帶有葉片的渦輪來推動噴丸介質的沖擊。這種機器的優點是每分鐘噴射量大,達到其覆蓋范圍和強度的時間很快,它最適合需要整體噴丸的零件。這種機器的缺點是噴射點不能集中在某一零件的某一部分上。對于不需要噴丸的區域需要有特殊的保護措施,且需要有工件固定裝置。因此,一些航空行業的零部件公司完全禁止使用。


        直接增壓機適用于需要中、高強度噴丸的零件。這種機器的優點是它在噴丸特定領域具有較高精度。不同類型的噴嘴可以使噴丸范圍控制在一個范圍之內,從一個非常緊密的區域到一個稀疏的區域。由于這種精確的控制,大多數數控噴丸機都使用噴嘴進行介質傳送。這種類型機器的缺點是它對低強度噴丸效果較差。


        噴氣機適用于低強度和中等強度噴丸。與直接壓力機一樣,噴頭在噴丸時提供了大量的控制系統。這種類型的缺點是復雜的機床設置,因為機器通常有一個以上的噴嘴,有時可能有十幾個噴嘴。


        規格


        噴丸工藝包括許多規格-最常見的是AMS 2430,它取代了Mil-S-13165。就像機械加工一樣,噴丸是一種可測量、可重復的加工過程,具有精確的規格和程序,大多數OEM噴丸規格是基于Mil-S-13165和AMS 2430。


        噴丸準備


        在噴丸齒輪、齒輪軸或花鍵之前,所有的加工、熱處理和無損檢測都必須完成,因為噴丸可能會關閉端面的裂紋,NDT可能檢測不到。


        在噴丸前拋光齒輪,也有助于在齒輪的表面形成均勻的應力層。你可以在噴丸后磨光齒輪,然后保證只要10%的壓縮層不被去除,所需的表面光潔度就會降低。齒輪齒面上的凹痕也將有助于保持潤滑劑(見圖5)。


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        圖5


        噴丸已被證明可以提高包括齒輪在內的金屬零件的疲勞壽命。但是,必須指出的是,過渡噴丸的零件有可能產生過度磨損,從而減少齒輪的壽命??紤]到這一點,在齒輪設計過程中考慮試驗噴丸工藝是很重要的,最好的做法是在不同的強度和不同的覆蓋率下進行取樣,以確定哪一個因素組合將提供最好的結果。如果您正在為您的齒輪生產過程開發或添加一個噴丸標注,AMS 2430是推薦的規格。



        [本文觀點非特殊說明,均有泰興減速機-圓柱齒輪減速機整理原創所得,(轉載必究)如要轉載請保留相應的源地址,尊重他人勞動成果]

         
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