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Kurze Einführung in das Kugelstrahlen zur Verzahnungsverstärkung

Zeit: 2021-06-04 Hits: 16

   Verzahnungsverstärkendes Kugelstrahlen verwendet hauptsächlich das Verfahren des kontinuierlichen Schlagens der Zahnoberfläche mit Hochgeschwindigkeitskugeln, genau wie unzählige kleine Hämmer, die auf die Zahnoberfläche hämmern, was zu einer extrem starken plastischen Verformung der Zahnoberfläche und einer Kaltverfestigung einer bestimmten Dicke führt der Zahnoberfläche. Die gehärtete Schicht ist die Verstärkungsschicht der Zahnoberfläche, die die Zahnfußoberfläche verstärkt und Druckeigenspannungen auf der Zahnfußoberfläche erzeugt, wodurch eine Oberflächenkaltbehandlungsverstärkungstechnologie erreicht wird, die die Ermüdungsfestigkeit des Zahnrads verbessert und die Lebensdauer erhöht.

1. Zweck und Schlüsselteile
   Durch das zahnradverstärkende Kugelstrahlen wird der Spannungszustand der Zahnfußoberfläche verbessert, um das Ziel einer Anti-Ermüdung und einer langen Lebensdauer des Zahnrads zu erreichen. Aufgrund des Übertragungsmomentes ist der Zahnfuß einer großen Biegewechselbeanspruchung ausgesetzt, insbesondere muss der Zahnfuß eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Daher liegt der Schwerpunkt des zahnradverfestigenden Kugelstrahlens darauf, die Zahnfußoberfläche zu verstärken.

2. Wirkung des zahnradverstärkenden Kugelstrahlens
    (1) Verbessertes Kugelstrahlen kann die Dauerfestigkeit von Zahnrädern erheblich verbessern

   Nach der Verfestigung des Zahnrads durch Kugelstrahlen wird durch die Umwandlung von Restaustenit in Martensit und der kombinierten Wirkung hoher Druckeigenspannungen Oberflächenverfestigung und Gefügeverfeinerung sowie die Härte der Zahnoberfläche deutlich verbessert.

   Nach der Wärmebehandlung des Zahnrads wird die Zahnoberfläche kontinuierlich von dem Hochgeschwindigkeitsstrahl von Projektilen getroffen, die den Restaustenit in Martensit umwandeln können. Die Martensitnadeln sind offensichtlich kleiner und dichter als das ungekugelte Zahnrad, das den Martensit veredeln kann. Die Rolle des Karosserieunterbaus ist förderlich für die Erhöhung der Druckeigenspannung.

  Nachdem das Zahnrad verstärkt und kugelgestrahlt wurde, beträgt der maximale Druckeigenspannungswert etwa 0.05 bis 0.10 (mm) unter der Zahnoberfläche, und die Druckeigenspannung kann bis zu -800 bis 1200 MPa betragen. Bei Mikrorissen im Zahnfuß kann die Druckeigenspannung die Rissausbreitung hemmen. Wenn die Tiefe der Restdruckspannungsschicht etwa das 5-fache der Tiefe des Risses beträgt, kann die Auswirkung des Risses eliminiert werden. Die Druckeigenspannung hat einen großen Einfluss auf die Biegewechselfestigkeit des Zahnrads, und die Druckeigenspannung der Zahnoberfläche kann den Spitzenwert der Biegezugspannung reduzieren.

   (2) Kugelstrahlen kann die Lebensdauer von Zahnrädern deutlich erhöhen

   Entsprechend den einschlägigen Daten kann das verstärkte Kugelstrahlen von Zahnrädern, die zyklischen Biegungen und Wechselbelastungen ausgesetzt sind, deren Ermüdungsgrenze effektiv erhöhen. Durch das Verfestigen des Kugelstrahlens kann die Dauerfestigkeit von Bauteilen mit Spannungskonzentration besonders effektiv erhöht werden. Es kann den Bearbeitungsprozess eliminieren (z. B. das Oberflächenschleifen von Zahnrädern und die Bearbeitung von Wellenzahnrädern). Gleichzeitig kann es die Spannungskonzentration verbessern, die durch kontinuierliche Fräsermarkierungen oder -rillen, Löcher und Übergangsrundungen und andere strukturelle Faktoren verursacht wird. Nach dem Verfestigen des Kugelstrahlens kann die Streuung der Zahnradlebensdauer erheblich reduziert werden und die Zahnradlebensdauer kann um ein Vielfaches, Zehnfaches oder sogar Hundertfaches verlängert werden.

3. Vorsichtsmaßnahmen beim ausrüstungsverstärkenden Kugelstrahlen
   (1) Die zerstörungsfreie Prüfung (Magnetpulverprüfung und Farbprüfung) des Getriebes sollte vor dem Verfestigungskugelstrahlen durchgeführt werden, da das plastische Fließen der Oberfläche während des Verfestigungskugelstrahlens die feinen Risse verdeckt.

   (2) Höhere Temperaturen (über 232°C) lösen die Restdruckspannung und schwächen den Kugelstrahleffekt. Laut einschlägigen Daten hat Professor He Jiawen von der Xi'an Jiaotong University eine spezielle Studie zu dieser Druckspannung durchgeführt. Der Druck nimmt mit steigender Temperatur allmählich ab, im Allgemeinen bei etwa 400 ° C. Daher müssen alle Wärmebehandlungsprozesse abgeschlossen sein, bevor das Kugelstrahlen verstärkt wird.

   (3) Generell sollte die gesamte mechanische Bearbeitung auch abgeschlossen sein, bevor das Kugelstrahlen verstärkt wird. Vor dem Verzahnungsverfestigungs-Kugelstrahlen sollten alle Bearbeitungsteile daraufhin überprüft werden, ob sie den Anforderungen der Zeichnungen entsprechen, einschließlich Abmessungen, Form- und Lagetoleranzen, Oberflächenrauheit und andere Anforderungen (einschließlich Innen- und Außenverrundungs- und Polieranforderungen usw.).

   (4) Vor dem Verfestigen von Kugelstrahlen sollten Staub, Öl, Korrosion usw. von der Oberfläche des Teils entfernt werden; Sofern nicht anders angegeben, sollte auch die Schutzschicht des Teils entfernt werden.

   (5) Gegenwärtig muss die Oberflächendruckeigenspannung von Hochleistungszahnrädern mit harten Zahnoberflächen im Ausland -800~-1200 MPa betragen, was durch Aufkohlen und Abschrecken allein schwer zu erreichen ist. Diese Anforderung kann durch sekundäres Kugelstrahlen erfüllt werden. Der Wert der Druckeigenspannung, die durch das Verfestigen des Kugelstrahlens gebildet wird, wird mit einem Röntgendiffraktometer gemessen.

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