强力喷丸是提高齿轮齿部弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的重要方法,是---齿轮抗咬合能力、提高齿轮寿命的重要途径。本文主要介绍齿轮加工中的强力喷丸工艺。
1、工作原理
强力喷丸工艺主要是利用高速喷射的细小钢丸在室温下撞击受喷工件表面,使工件表层材料产生弹塑性变形并呈现较高的残余压应力,硬质合金刀具制造,从而提高工件表面强度及疲劳强度。喷丸一方面使零件表面发生弹性变形,同时也产生了大量孪晶和位错,使材料表面发生加工强化。如图1所示:
. 图1-a 经喷丸处理的零件表面 图1-b 未经喷丸处理的零件表面
喷丸对表面形貌和性能的影响主要表现在改变零件的表面硬度、表面粗糙度、抗应力腐蚀能力和零件的疲劳寿命。零件的材料表层在钢丸束的冲击下发生循环塑性变形。根据材料的性质和状态的不同,喷丸后材料的表层将发生以下变化:硬度变化、组织结构的变化、相转变、表层残余应力场的形成、表面粗糙度的变化等。
2、 喷丸强度的测量方法
当一块金属片接受钢丸流的喷击时会产生弯曲。饱和状态和喷丸强度是喷丸加工工艺中的两个重要概念。饱和状态是指在同一条件下继续喷击而不再改变受喷区域机械特性时的状态。所谓喷丸强度,就是通过打击预制成一定规格的金属片(即试片),在规定的时间使之达到饱和状态的强弱程度,并用试片弯曲的弧高值来度量其喷击的强弱程度。
目前,应用广的美国机动车工程学会喷丸标准中采用阿尔曼提出的喷丸强化检验法——弧高度法,该方法由美国gm公司的j. o. almen(阿尔门)提出,并由saej442a和sae443标准规定的测量方法,其要点是用一定规格的弹簧钢试片通过检测喷丸强化后的形状变化来反映喷丸效果。对薄板试片进行单面喷丸时,由于表面层在弹丸作用下产生参与拉伸形变,所以薄板向喷丸面呈球面弯曲。通常在一定跨度距离上测量球面的弧高度值,用其来度量喷丸的强度。测定弧高度值是通过将阿尔门试片固定在---夹具上,经喷丸后,再取下试片,镇江硬质合金刀具,然后用阿尔门量规测量试片经单面喷丸作用下产生的参与拉伸形变量(即弧高度值)。如用试片测得的弧高值为0.35mm时,记作0.35a。
喷丸强度的另一种检验方法为残余应力检测,即对经强力喷丸后的工件进行残余应力的检测,具体的检验方法为x射线衍射法。在美国sae j784a标准中如下方法:x射线的入射和衍射束必须平行于齿轮的齿根,圆柱直齿轮和圆柱螺旋齿轮上的测量位置应当在齿根的宽度中央,涂层硬质合金刀具,照射区域必须集中在齿根圆角的中心,不能横向延伸超出规定的齿根圆角表面---的测量点,照射区域大小的控制可以通过对直光束和适当遮盖齿根表面实现;在每个选定受检的齿轮上,少要任选两个齿进行评估,两齿间隔180。如果齿的有效齿廓受到保护没有研磨,则可以认为齿根研磨的用于表面下残余应力测量的齿轮未受损坏并且可以用于生产。
3、 喷丸对提高零件疲劳抗力的作用
a.借助表面冷变形实现材料表面强化的本质在于冷变形造成材料表层组织结构的变化、引入残余压应力以及表面形貌的变化。
b. 喷丸使材料表面性能---
c. 强化喷丸过程中,当微小球形钢丸高速撞击受喷工件表面时,使工件表层材料产生弹、塑性变形,撞击处因塑性形变而产生一压坑,撞击导致压坑附近的表面材料发生径向延伸。当越来越多的钢丸撞击到受喷工件表面时,工件表面越来越多的部分因吸收高速运动钢丸的动能而产生塑性流变,使表面材料因塑性变化而产生的径向延伸区域越来越大,发生塑性形变的表面逐步连接成片,则使工件表面逐步形成一层均匀的塑性变形层。塑性变形层形成后,继续喷丸会使塑变层因继续延伸而厚度逐步变薄,同时塑变层的径向延伸会因受到邻近区域的---而导致重叠部分发生破坏,终塑变层因持续的喷丸而剥落。所以必须对喷丸的时间加以严格的控制。
4、喷丸对渗碳齿轮表层残余应力的影响
关于喷丸使工件表面形成残余应力的原因,根据al-obaid等人的观点:当高速钢丸撞击到试样表面,撞击处产生塑性变形而残余一压坑,当越来越多的钢丸撞击到试样表面时,则会在试样表层产生一层均匀的塑变层,由于塑性变形层的体积膨胀会受到来自未塑性变形近邻区域的---,因此整个塑变层受到一压应力。
由于残余压应力及其分布对齿轮疲劳寿命有较大的影响,而喷丸强化工艺的优劣将直接影响残余应力大小及其分布。因此准确测定受喷零件的表层残余应力对于评价喷丸工艺的优劣是一个行之有效的手段。
5、喷丸对零件表面粗糙度的影响
强化喷丸会引起零件受喷表面的塑性变形,使零件的表面粗糙度发生变化。表面粗糙度是一种微观几何形状误差,又称为微观不平度。表面粗糙度和表面波度、形状误差一样,都属于零件的几何形状误差,表面粗糙度对于机器零件的使用性能有着重要的影响。喷丸对材料表面粗糙度的影响通常在ra0.6~20mm范围内。在不改变工艺参数的条件下,材料原始表面粗糙度愈高,喷丸后的ra值愈大。生产实践证明,一般情况下,喷前表面粗糙度在6.3mm以下,喷丸可以提高或维持原表面粗糙度,如果原表面粗糙度在6.3mm以上,则喷丸后表面粗糙度有所降低。
在生产实践中,要想获得较理想的喷丸表面,应从以下几个方面着手:
提供较好的原始表面,ra值应在6.3mm以下;
选择合理的钢丸直径和喷丸压力;
在大直径钢丸喷丸强化后,采用较小钢丸低压力(不能改变喷丸强度值)覆盖一次,可达到较好的表面粗糙度。
喷丸后的零件表面应轻微打磨,打磨时要控制表面金属去除量。这样,既不损害喷丸的强化效果,又可---表面粗糙度。当然,这是一个多因素问题,不论采用什么方法,必须同时考虑其他因素的影响。
6 、工艺参数对喷丸效果的影响
对喷丸有影响的主要有以下几个方面:
钢丸材料、钢丸直径、钢丸速度、钢丸流量、喷射角度、喷射距离、喷射时间、覆盖率等。其中任何一个参数的变化都会不同程度地影响喷丸强化的效果。
a、钢丸的材料、硬度、尺寸及粒度对喷丸效果的影响
铸铁丸和铸钢丸通常用于硬齿面齿轮的喷丸。铸铁丸的缺点是韧性较低,在喷丸过程中易于破碎、耗损量大,对破碎的钢丸要及时分离,否则会影响受喷表面。但铸铁丸的优点是价格便宜、硬度高,可以使受喷表面产生较高的残余压应力。铸钢丸与铸铁丸相比,其优点是不易破碎,对受喷表面几何形貌有利。但铸钢丸硬度较铸铁丸低,在其他条件相同时,受喷表面的残余压应力低于铸铁丸。
一、法兰衔接:
这是阀门中用得多的衔接方法。按结合面形状又可分为以下几种:
1、光滑式:用于压力不高的阀门。加工比较方便
2、凹凸式:作业压力较高,可运用中硬垫圈
3、榫槽式:可用塑性变形较大的垫圈,在腐蚀性介质中运用较广泛,密封作用较好。
4、梯形槽式:用椭圆形金属环作垫圈,运用于作业压力***64公斤/平方厘米的阀门,或高温阀门。
5、透镜式:垫圈是透镜形状,用金属制作。用于作业压力***100公斤/平方厘米的高压阀门,或高温阀门。
6、o形圈式:这是一种较新的法兰衔接方法,它是跟着各种橡胶o形圈的呈现,而开展起来的,它在密封效衔接方法。
二、对夹衔接:
用螺栓直接将阀门及两头管道穿夹在一同的衔接方法。
三、对焊衔接:
直接与管道焊接的
装置
1、阀门装置之前,应细心核对所用阀门的类型、标准是否与规划相符;
2、依据阀门的类型和出厂说明书查看对照该阀门可否在要求的条件下运用;
3、阀门吊装时,绳子应绑在阀体与阀盖的法兰衔接处,且勿拴在手轮或阀杆上,防止损坏阀杆与手轮;
4、在水平管道上装置阀门时,阀杆应笔直向上,不允许阀杆向下装置;
5、装置阀门时,不得选用生拉硬拽的---对口衔接方法,防止因受力不均,引起损坏;
6、明杆闸阀不宜装在地下潮湿处,防止阀杆锈蚀。
配套电动执行器
电动执行器多与阀门配套,运用于自动化操控系统。电动执行器的品种许多,在动作方法上各有不同,如角行程电动执行器是输出转角力矩,而直行程电动执行器是输出位移推力。电动执行器在系统运用时的品种,应依据阀门的作业需求进行挑选。
四、螺纹衔接:
这是一种简便的衔接方法,常用于小阀门。又分两种状况:
1、直接密封:内外螺纹直接起密封作用。为了---衔接处不漏,往往用铅油、线麻和聚四氟乙烯生料带填充;其间聚四氟乙烯生料带,运用日见广泛;这种资料耐腐蚀功能---,密封作用及佳,运用和保存方便,拆开时,能够完整地将其取下,由于它是一层无粘性的薄膜,比铅油、线麻优胜得多。
2、间接密封:螺纹旋紧的力量,传递给两平面间的垫圈,让垫圈起密封作用。
五、卡套衔接:
卡套衔接,它的衔接和密封原理是,当旋紧螺母时,卡套遭到压力,使其刃部咬入管子外壁,卡套外锥面又在压力下与接头体内锥面密合,因而能够牢靠地防止走漏。
这种衔接方法的长处是:
1、体积小,重量轻,结构简略,拆装简略;
2、衔接力强,运用规模广,可耐高压(1000公斤/平方厘米)、高温(650℃)和冲击振动
3、能够选用多种资料,适合防腐蚀;
4、加工精度要求不高;便于高空装置。
卡套衔接方法,已在我国某些小口径阀门产品中选用。
六、卡箍衔接:
这是一种快速衔接方法,它只需两个螺栓,适用于经常拆开的低压阀门。
七、内自紧衔接:
以上各种衔接方法,都是利用外力来抵消介质压力,实现密封的。下面介绍利用介质压力进行自紧的衔接方法。它的密封圈装在内锥体处,跟介质相向的一面成必定视点,介质压力传给内锥体,又传递给密封圈,在必定视点的锥面上,发生两个分力,一个与阀体中心线平行向外,另一个压向阀体内壁。后边这个分力就是自紧力。介质压力愈大,自紧力也愈大。所以这种衔接方法,适合于高压阀门。它比法兰衔接,要节省许多资料和人力,但也需求必定的预紧力,以便在阀内压力不高时,运用牢靠。利用自紧密封原理做成的阀门,一般是高压阀门。
阀门衔接的方法还许多,例如有的不必拆除的小阀门,跟管子焊接在一同;有的非金属阀门,选用承插式衔接,等等。阀门运用者要依据具休状况详细对待。
相关配件
有阀门和管件,它们都是用在管道的衔接或操控系统.阀门和管件都不能独立存在,相得益彰的。阀门管件有碳钢的和不锈钢的,还有pvc,或许其他资料的,常用的就是前两种,近几年来跟着人们生活水平的进步,对副食品要求也随之而来的需求量大了起来。所以带动了食品机械的快速开展,于是不锈钢卫生级阀门管件出工业便红火起来,人们一般说阀门管件,多用的还是不锈钢卫生级的。
注脂保护保养
在焊接前投产前以及投产后的阀门养护作业,为阀门服务于出产运营中起着---的作用,正确和有序有用的保护保养会保护阀门,使阀门正常发挥功用而且延伸阀门运用寿数。阀门养护作业看似简略,其实不然。作业中常有被忽视的方面。
---、阀门注脂时,常常忽视注脂量的问题。注脂枪加油后,操作人员选择阀门和注脂联合方法后,进行注脂作业。存在着二种状况:一方面注脂量少注脂不足,密封面因短少光滑剂而加快磨损。另一方面注脂过量,形成糟蹋。在于没有依据阀门类型类别,对不同的阀门密封容量进行准确的计算。能够以阀门尺度和类别算出密封容量,再合理的注入适量的光滑脂。
第二、阀门注脂时,常疏忽压力问题。在注脂操作时,注脂压力有规律地呈峰谷变化。压力过低,密封漏或失效,压力过高,注脂口阻塞、密封内脂类硬化或密封圈与阀球、阀板抱死。一般注脂压力过低时,注入的光滑脂多流入阀腔底部,一般发生在小型闸阀。而注脂压力过高,硬质合金刀具规格,一方面查看注脂嘴,如是脂孔阻塞判明状况进行替换;另一方面是脂类硬化,要运用清洗液,反复软化失效的密封脂,并注入新的光滑脂置换。此外,密封类型和密封原料,也影响注脂压力,不同的密封方法有不同的注脂压力,一般状况硬密封注脂压力要高于软密封。
第三、阀门注脂时,留意阀门在开关位的问题。球阀保护保养时一般都处于开位状况,特殊状况下选择关闭保养。其他阀门也不能一概以开位论处。闸阀在养护时则必须处于关闭状况,---光滑脂沿密封圈充溢密封槽沟,假如开位,密封脂则直接掉入流道或阀腔,形成糟蹋。
第四、阀门注脂时,常疏忽注脂作用问题。注脂操作中压力、注脂量、开关位都正常。但为---阀门注脂作用,有时需敞开或关闭阀门,对光滑作用进行查看,承认阀门阀球或闸板表面光滑均匀。
第五、注脂时,要留意阀体排污和丝堵泄压问题。阀门实验后,密封腔阀腔内气体和水分因环境温度升高而升压,注脂时要---行排污泄压,以利于注脂作业的顺利进行。注脂后密封腔内的空气和水分被充分置换出来。及时泄掉阀腔压力,也保障了阀门运用安全。注脂完毕后,必定要拧紧排污和泄压丝堵,以防意外发生。
第六、注脂时,要留意出脂均匀的问题。正常注脂时,距离注脂口近的出脂孔先出脂,然后到低点,后是高点,逐次出脂。假如不按规律或不出脂,证明存在阻塞,及时进行清通处理。
第七、注脂时也要调查阀门通径与密封圈座平齐问题。例如球阀,假如存在开位过盈,可向里调整开位限位器,承认通径平直后锁定。调整限位不可只寻求开或关一方方位,要全体考虑。假如开位平齐,关不---,会形成阀门关不严。同理,调整关---,也要考虑开位相应的调整。---阀门的直角行程。
第八、注脂后,必定封好注脂口。防止杂质进入,或注脂口处脂类氧化,封盖要涂改防锈脂,防止生锈。以便下一次操作时运用。
第九、注脂时,也要考虑在今后油品次序运送中详细问题详细对待。鉴于柴油与气油不同的品质,应考虑气油的冲刷和分化才能。在以后阀门操作,遇到气油段作业时,及时弥补光滑脂,防止磨损状况发生。
第十、注脂时,不要疏忽阀杆部位的注脂。阀轴部位有滑动轴套或填料,也需求坚持光滑状况,以减小操作时的冲突阻力,如不能---光滑,则电动操作时扭矩加大磨损部件,手动操作时开关费力。
第十一、有些球阀阀体上标有箭头,假如没有附带英文fiow字迹,则为密封座作用方向,---介质流向参考,阀门自泄方向相反。一般状况下,双座密封的球阀具有双向流向。
圣戈班磨料磨具是---圣戈班集团旗下的分支机构,作为磨料磨具行业的---者,圣戈班设计、制造和销售norton?(诺顿?)、norton?winter?(诺顿?温特?)、flexovit?(富来维特?)等三---的产品,为相关制造领域提供、和人性化的综合磨削解决方案。主要产品有固结磨具、涂附磨具、工业超硬磨具、树脂切割打磨片及建筑工业用金刚石产品和设备,产品广泛应用于汽车、钢铁、航空航天、轴承齿轮、铁路、铸造、机床工具、刀具、电子半导体、新能源及汽车售后等各种制造领域。
自1994年进入以来,圣戈班磨料磨具一直保持快速发展,目前已拥有5家生产工厂,1家磨削技术中心及700多名员工。凭借---的磨削及切割技术的应用,圣戈班磨料磨具帮助工业制造领域的客户提高生产力并呈现表现。
刀具目前正在向微精化发展,从小型、微型到毫微刀具,φ0.1mm的刀具已经不再稀奇,对刀具刃口的要求也越发严苛。刀具在粗开槽后,为达到---的尺寸和精度,需要通过抛光工序来获得---的表面光洁度。抛光砂轮的粒度从d20、d10发展到d3、d1就是为了追求更的刃口。
圣戈班flute polish砂轮是一款德国研发的橡胶结合剂砂轮产品,主要应用于钻头类旋转刀具的抛光应用。flute polish砂轮采用圣戈班公司研发、富有弹性的橡胶结合剂,能够---的贴合工件表面,轻松应对各种较大抛光面积的工件表面;耐磨性好,能达到的镜面抛光效果;能缩短抛光工序加工节拍,提高生产效率,进一步降低刀具加工的综合成本。
应用案例:硬质合金刀具的开槽磨削
砂轮规格:开槽砂轮d54 q-flute2 + 抛光砂轮flute polish
磨床型号:walter helitronic power
冷却液:油
工件:硬质合金钻头 φ10mm
开槽磨削参数:
进给速率:vf=100mm/min
开槽余量:ae=3.5mm
砂轮线速度:vc=18m/s
抛光加工参数:
进给速度:vf=150mm/min
抛光余量:ae=0.02mm
砂轮线速度:vc=22m/s
价值体现:
·工件有---的刃口品质并达到镜面抛光效果
·相比普通树脂砂轮,抛光工序用时缩短50%以上
涂层硬质合金刀具-镇江硬质合金刀具-昂迈工具由常州昂迈工具有限公司提供。常州昂迈工具有限公司(www.onmy-tools.com)有实力,---,在江苏 常州 的刀具、夹具等行业积累了大批忠诚的客户。公司精益---的工作态度和不断的完善---理念将促进昂迈工具和您携手步入,共创美好未来!
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