噴丸強化有效提高齒輪的使用壽命

工藝參數(shù)對強化效果的影響

    無論哪種強化技術，目的都是要獲得一個持續(xù)恒定、可重復的強化強度，因此，必須了解工藝過程中哪些關鍵變量會影響到強化結(jié)果。對于離心力式拋丸強化，拋頭、拋頭轉(zhuǎn)速、拋射速度、拋射角度（涉及拋頭位置、定向套移動等）等工藝變量會影響到強化效果。對于直接壓力式噴丸強化，噴嘴、噴嘴尺寸、噴射壓力、噴射角度（涉及噴嘴移動、多個噴嘴）等變量會也影響強化效果。

    1、在離心力拋丸強化中，拋頭工藝變量對強化效果的影響

    □拋頭直徑?jīng)Q定了鋼丸介質(zhì)從一定角度被拋射出去時的速度。在同樣的拋頭轉(zhuǎn)速下，直徑大的拋頭產(chǎn)生的強化強度更高。

    □拋頭的功率決定了單位時間內(nèi)被打出去的鋼丸數(shù)量。

    □拋頭采用變頻電機直接驅(qū)動，通過改變電機的頻率可以改變拋頭的轉(zhuǎn)速，從而改變鋼丸拋出的初速度。

    □拋頭通常都被*地固定在拋丸室的特定位置，但可以通過調(diào)整定向套的位置來改變拋射方向。定向套的位置*終決定了鋼丸被拋頭拋射出去的角度。

    2、直接壓力式噴丸強化中工藝變量對強化效果的影響

    □噴丸強化中的噴射壓力類似于拋丸強化中的拋頭速度，壓力越大，強度越大。對于復雜的齒輪強化，通常在一個封閉環(huán)路內(nèi)，通過一個比例調(diào)節(jié)器監(jiān)控噴嘴壓力，如果出現(xiàn)任何偏離預先設定的壓力值，系統(tǒng)就會發(fā)出警報，指示關閉機器。

    □噴嘴尺寸的大小決定了鋼丸介質(zhì)被噴射到零件表面的數(shù)量。對于噴丸強化工藝，重要的因素就是要取得好的方向性，目標準確，鋼丸被無誤差地打到零件表面指定點，達到所需的強度。

    □安裝在多軸機械手上的噴嘴可實現(xiàn)自由移動，該機械手在伺服驅(qū)動系統(tǒng)和動態(tài)控制器的協(xié)助下操縱噴嘴的移動，讓噴嘴沿零件的外緣和內(nèi)部路線運動，比如沿行星齒輪和齒輪圈的輪廓進行噴射，可達到均勻一致、重復性高的強化效果。

    當同時對一組行星齒輪和齒圈進行強化時，必須特別注意它們的齒根角度是不同的，因此，對于噴丸強化各個噴嘴位置的設定十分關鍵，合理的設置才能達到理想的齒輪、齒圈強化效果。

    影響噴丸強化結(jié)果的其他工藝參數(shù)還包括：鋼丸的流量、鋼丸的尺寸、尺寸的一致性等。

    丸料的流量由一個專門的流量控制閥控制。在拋丸強化設備中，該控制閥被安裝在拋頭進料區(qū)，通過調(diào)節(jié)流量控制閥的開口大小來調(diào)節(jié)經(jīng)過該閥進入拋頭的鋼丸流量，而在噴丸強化設備中，丸料控制被閥安裝在壓力罐出口區(qū)。

    鋼丸的尺寸需具備較高的一致性。強化設備中采用一個振動篩對丸料進行過濾，確保鋼丸尺寸一致，從而達到穩(wěn)定的強化效果。

    鋼丸（或切絲）的尺寸會直接影響覆蓋率和強化時間，一般規(guī)律是：鋼丸直徑小，工件表面產(chǎn)生的殘余應力較高，但強化層較淺；鋼丸直徑大，工件表面產(chǎn)生的殘余應力較低，但強化層較深；當然，鋼丸的直徑必須小于齒輪過渡區(qū)的圓角半徑。

    噴丸強化工藝發(fā)展迅速，應用范圍將越來越廣。現(xiàn)在，通過采用精密的自動化控制系統(tǒng)對工藝參數(shù)實施同步監(jiān)控，噴丸強化系統(tǒng)的柔性程度已經(jīng)得到了很大的增強，從而可以獲得更加理想的零件強化效果。隨著技術的發(fā)展，汽車工程師也將不再局限于單一的拋丸強化或噴丸強化，新的混合式系統(tǒng)能將兩種技術優(yōu)勢結(jié)合在一起，以滿足更多用戶特定的生產(chǎn)要求。