齒輪加工中的強力噴丸工藝(二)
借助表面冷變形實現(xiàn)材料表面強化的本質(zhì)在于冷變形造成材料表層組織結構的變化吁恍、引入殘余壓應力以及表面形貌的變化胰舆。
1、噴丸使材料表面性能改善
強化噴丸過程中蕴掏,當微小球形鋼丸高速撞擊受噴工件表面時障般,使工件表層材料產(chǎn)生彈、塑性變形盛杰,撞擊處因塑性形變而產(chǎn)生一壓坑瘾枉,撞擊導致壓坑附近的表面材料發(fā)生徑向延伸。當越來越多的鋼丸撞擊到受噴工件表面時贼欧,工件表面越來越多的部分因吸收高速運動鋼丸的動能而產(chǎn)生塑性流變缆兆,使表面材料因塑性變化而產(chǎn)生的徑向延伸區(qū)域越來越大,發(fā)生塑性形變的表面逐步連接成片勤友,則使工件表面逐步形成一層均勻的塑性變形層狡允。塑性變形層形成后,繼續(xù)噴丸會使塑變層因繼續(xù)延伸而厚度逐步變薄李联,同時塑變層的徑向延伸會因受到鄰近區(qū)域的限制而導致重疊部分發(fā)生破壞贱僚,最終塑變層因持續(xù)的噴丸而剝落。所以必須對噴丸的時間加以嚴格的控制毕蠢。
2、噴丸對滲碳齒輪表層殘余應力的影響
關于噴丸使工件表面形成殘余應力的原因便师,根據(jù)Al-Obaid等人的觀點:當高速鋼丸撞擊到試樣表面,撞擊處產(chǎn)生塑性變形而殘余一壓坑,當越來越多的鋼丸撞擊到試樣表面時,則會在試樣表層產(chǎn)生一層均勻的塑變層,由于塑性變形層的體積膨脹會受到來自未塑性變形近鄰區(qū)域的限制,因此整個塑變層受到一壓應力雁唁。
由于殘余壓應力及其分布對齒輪疲勞壽命有較大的影響,而噴丸強化工藝的優(yōu)劣將直接影響殘余應力大小及其分布。因此準確測定受噴零件的表層殘余應力對于評價噴丸工藝的優(yōu)劣是一個行之有效的手段刮粥。
3车份、噴丸對零件表面粗糙度的影響
強化噴丸會引起零件受噴表面的塑性變形,使零件的表面粗糙度發(fā)生變化牡彻。表面粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差扫沼,又稱為微觀不平度。表面粗糙度和表面波度庄吼、形狀誤差一樣缎除,都屬于零件的幾何形狀誤差,表面粗糙度對于機器零件的使用性能有著重要的影響。噴丸對材料表面粗糙度的影響通常在Ra0.6~20mm范圍內(nèi)器罐。在不改變工藝參數(shù)的條件下梢为,材料原始表面粗糙度愈高,噴丸后的Ra值愈大轰坊。生產(chǎn)實踐證明铸董,一般情況下,噴前表面粗糙度在6.3mm以下肴沫,噴丸可以提高或維持原表面粗糙度粟害,如果原表面粗糙度在6.3mm以上,則噴丸后表面粗糙度有所降低明因。在生產(chǎn)實踐中脏貌,要想獲得較理想的噴丸表面,應從以下幾個方面著手:提供較好的原始表面梅砰,Ra值應在6.3mm以下包萧;選擇合理的鋼丸直徑和噴丸壓力;在大直徑鋼丸噴丸強化后姨篮,采用較小鋼丸低壓力(不能改變噴丸強度值)覆蓋一次荠划,可達到較好的表面粗糙度。
噴丸后的零件表面應輕微打磨截抄,打磨時要控制表面金屬去除量刘纸。這樣,既不損害噴丸的強化效果掰弯,又可改善表面粗糙度侈滚。當然,這是一個多因素問題,不論采用什么方法窍颗,必須同時考慮其他因素的影響坞角。
工藝參數(shù)對噴丸效果的影響
對噴丸質(zhì)量有影響的主要有以下幾個方面:鋼丸材料、鋼丸直徑吸占、鋼丸速度晴叨、鋼丸流量、噴射角度矾屯、噴射距離兼蕊、噴射時間、覆蓋率等件蚕。其中任何一個參數(shù)的變化都會不同程度地影響噴丸強化的效果孙技。
1、鋼丸的材料排作、硬度牵啦、尺寸及粒度對噴丸效果的影響
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