齒輪強化拋丸機

齒輪強化拋丸機是一種受控拋丸技術，不同于噴丸清理。青 工拋丸清理機以去除工件表面油污、氧化皮、銹蝕和機械加工毛刺為目的。青 工機械齒輪表面的拋丸強化主要是借助于高速運動的彈丸沖擊零件的表面，使其發生彈性塑性變形，從而產生殘余壓應力、加工硬化和組織細化等有利的變化，以提高齒輪的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪使用壽命的重要途徑。拋丸強化處理能改善零件表層的應力分布拋丸后的殘余應力來源于表層不均勻的塑性變形和金屬組織相變，其中以不均勻的塑性變形為主。拋丸后，金屬表面產生大量凹坑形式的塑性變形，表層位錯密度大大增加，而且還出現亞晶界和晶粒細化現象。經拋丸處理后的齒輪表層殘留奧氏體有一部分將變成馬氏體，因相變時體積膨脹而產生壓應力，從而使得表層殘留奧氏體場向著更大的壓應力方向變化，因而提高了齒輪的疲勞強度。通過拋丸強化，又能消除熱處理應力，去除表面氧化皮，改善零件的缺口敏感性，并把容易發生零件失效的殘余應力轉變為壓應力，有效地限制裂紋源的產生和擴展，較大幅度提高零件的疲勞壽命。拋丸強化工藝對彈丸的形狀、尺寸和硬度等要求較高，用噴丸強度和表面覆蓋率來控制拋丸工藝，用殘余應力和疲勞試驗來檢測表面強化效果。拋丸強化工藝參數包括彈丸材料、彈丸直徑、彈丸速度、彈丸流量、拋射角度、拋射距離、噴丸時間和覆蓋率等，其中任何一個參數的變化都會不同程度影響噴丸強度，即影響強化效果。弧高試片標準ALMEN弧高試片是綜合評價拋丸強化工藝參數的一種專用量規。它是用70號彈簧鋼制成，共有三種規格，代號分別為N、C、A，分別使用于3種不同噴丸強度要求的場合。弧高曲線是在其它工藝參數固定情況下，同一種試片的噴丸弧高值隨噴丸時間（或拋丸次數）變化而變化的，標志著弧高值——時間相對關系的曲線。拋丸強度通常采用弧高值測定法，其要點是用一定的彈簧鋼試片通過檢測拋丸強度后的形狀變化來反映噴丸效果，青 工機械具體操作是用阿爾門Almen試片（弧高度試片，一般硬度為44~50HRC），固定在夾具上，經投射拋丸后再取下試片，然后用檢具（如阿爾門測量儀）測量彎曲弧的高度。拋丸強度的另一種檢驗方法為殘余應力檢測，即對強化拋丸后的工件進行殘余應力的檢測，具體的檢驗方法為X射線衍射法。表面覆蓋率是指被處理工件表面經拋丸處理后，青 工彈丸壓痕面積與被噴工件表面積的比值。通常用百分數表示。測量要點是把阿爾門試片經噴丸后放大約50倍，測量其彈丸壓痕面積。因很困難保證覆蓋率為100%，故實際上把98%的覆蓋率定義為全覆蓋率。對于產品圖樣要求300%的覆蓋率，通常用達到98%的有效覆蓋率所需噴丸時間的三倍來實現。彈丸質量對強化效果影響很大，一般規律是：彈丸直徑小，工件表面殘余應力較高，但強化層較淺；彈丸直徑大，工件表面殘余應力較低，但強化層較深；彈丸硬度高，拋丸強度也高；彈丸直徑增加，拋丸強度也增加；彈丸速度增加，噴丸強度、表面壓應力和強化層深度三者增加。拋丸時間在其他拋丸工藝參數不變的情況下，青工機械拋丸只有達到“飽和”時間或兩倍于“飽和”時間時可獲得最佳強化效果，通常強化時間不足比強化時間過度更為不利。因此，當發現強化時間低于規定時間內，可以對該工件再進行一次補充強化。

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