चे अनेक भागनवीन ऊर्जा कमी करणारे गीअर्सआणिऑटोमोटिव्ह गिअर्सया प्रकल्पात गियर ग्राइंडिंगनंतर शॉट पीनिंग आवश्यक आहे, ज्यामुळे दातांच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता खराब होईल आणि प्रणालीच्या NVH कामगिरीवर देखील परिणाम होईल. हा पेपर वेगवेगळ्या शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या परिस्थिती आणि शॉट पीनिंगपूर्वी आणि नंतर वेगवेगळ्या भागांच्या दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाचा अभ्यास करतो. निकाल दर्शवितात की शॉट पीनिंगमुळे दातांच्या पृष्ठभागाची खडबडीतपणा वाढेल, जो भागांच्या वैशिष्ट्यांमुळे, शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्स आणि इतर घटकांमुळे प्रभावित होतो; विद्यमान बॅच उत्पादन प्रक्रियेच्या परिस्थितीत, शॉट पीनिंगनंतर जास्तीत जास्त दातांच्या पृष्ठभागाची खडबडीतपणा शॉट पीनिंगपूर्वीच्या तुलनेत 3.1 पट आहे. NVH कामगिरीवर दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाच्या प्रभावावर चर्चा केली आहे आणि शॉट पीनिंगनंतर खडबडीतपणा सुधारण्यासाठी उपाय प्रस्तावित आहेत.

वरील पार्श्वभूमीवर, हे पेपर खालील तीन पैलूंवर चर्चा करते:

दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणावर शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्सचा प्रभाव;

विद्यमान बॅच उत्पादन प्रक्रियेच्या परिस्थितीत दातांच्या पृष्ठभागावरील खडबडीतपणावर शॉट पीनिंगची प्रवर्धन डिग्री;

दातांच्या पृष्ठभागावरील वाढत्या खडबडीतपणाचा NVH कामगिरीवर होणारा परिणाम आणि शॉट पीनिंगनंतर खडबडीतपणा सुधारण्यासाठीचे उपाय.

शॉट पीनिंग म्हणजे अशी प्रक्रिया ज्यामध्ये उच्च कडकपणा आणि उच्च-गती हालचाली असलेले असंख्य लहान प्रक्षेपणे भागांच्या पृष्ठभागावर आदळतात. प्रक्षेपणाच्या उच्च-गती आघातामुळे, भागाच्या पृष्ठभागावर खड्डे निर्माण होतील आणि प्लास्टिकचे विकृतीकरण होईल. खड्ड्यांभोवतीचे संघटन या विकृतीकरणाचा प्रतिकार करतील आणि अवशिष्ट संकुचित ताण निर्माण करतील. असंख्य खड्ड्यांचे आच्छादन भागाच्या पृष्ठभागावर एकसमान अवशिष्ट संकुचित ताण थर तयार करेल, ज्यामुळे भागाची थकवा शक्ती सुधारेल. शॉटद्वारे उच्च गती मिळविण्याच्या पद्धतीनुसार, आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, शॉट पीनिंग सामान्यतः कॉम्प्रेस्ड एअर शॉट पीनिंग आणि सेंट्रीफ्यूगल शॉट पीनिंगमध्ये विभागले जाते.

कॉम्प्रेस्ड एअर शॉट पीनिंगमध्ये बंदुकीतून शॉट स्प्रे करण्यासाठी कॉम्प्रेस्ड एअरचा वापर केला जातो; सेंट्रीफ्यूगल शॉट ब्लास्टिंगमध्ये मोटरचा वापर करून इंपेलरला शॉट फेकण्यासाठी उच्च वेगाने फिरवले जाते. शॉट पीनिंगच्या प्रमुख प्रक्रिया पॅरामीटर्समध्ये संपृक्तता शक्ती, कव्हरेज आणि शॉट पीनिंग मध्यम गुणधर्म (सामग्री, आकार, आकार, कडकपणा) यांचा समावेश आहे. संपृक्तता शक्ती ही शॉट पीनिंग शक्ती दर्शविणारी एक पॅरामीटर आहे, जी आर्क उंचीने व्यक्त केली जाते (म्हणजेच शॉट पीनिंगनंतर अल्मेन टेस्ट पीसची वाकण्याची डिग्री); कव्हरेज रेट म्हणजे शॉट पीनिंगनंतर खड्ड्याने व्यापलेल्या क्षेत्राचे शॉट पीन केलेल्या क्षेत्राच्या एकूण क्षेत्रफळाच्या गुणोत्तराचा संदर्भ; सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या शॉट पीनिंग मीडियामध्ये स्टील वायर कटिंग शॉट, कास्ट स्टील शॉट, सिरेमिक शॉट, ग्लास शॉट इत्यादींचा समावेश आहे. शॉट पीनिंग मीडियाचा आकार, आकार आणि कडकपणा वेगवेगळ्या ग्रेडचा असतो. ट्रान्समिशन गियर शाफ्ट भागांसाठी सामान्य प्रक्रिया आवश्यकता तक्ता १ मध्ये दर्शविल्या आहेत.

चाचणी भाग हा हायब्रिड प्रोजेक्टचा इंटरमीडिएट शाफ्ट गियर १/६ आहे. गियर स्ट्रक्चर आकृती २ मध्ये दाखवले आहे. ग्राइंडिंग केल्यानंतर, दात पृष्ठभागाची मायक्रोस्ट्रक्चर ग्रेड २ आहे, पृष्ठभागाची कडकपणा ७१०HV३० आहे आणि प्रभावी कडक थराची खोली ०.६५ मिमी आहे, हे सर्व तांत्रिक आवश्यकतांमध्ये आहे. शॉट पीनिंगपूर्वी दात पृष्ठभागाची खडबडीतपणा तक्ता ३ मध्ये दर्शविली आहे आणि दात प्रोफाइलची अचूकता तक्ता ४ मध्ये दर्शविली आहे. शॉट पीनिंगपूर्वी दात पृष्ठभागाची खडबडीतपणा चांगली असल्याचे आणि दात प्रोफाइल वक्र गुळगुळीत असल्याचे दिसून येते.

चाचणी योजना आणि चाचणी पॅरामीटर्स

चाचणीमध्ये कॉम्प्रेस्ड एअर शॉट पीनिंग मशीन वापरली जाते. चाचणी परिस्थितीमुळे, शॉट पीनिंग माध्यमाच्या गुणधर्मांचा (सामग्री, आकार, कडकपणा) परिणाम सत्यापित करणे अशक्य आहे. म्हणून, शॉट पीनिंग माध्यमाचे गुणधर्म चाचणीमध्ये स्थिर असतात. शॉट पीनिंगनंतर दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणावर केवळ संपृक्तता शक्ती आणि कव्हरेजचा प्रभाव सत्यापित केला जातो. चाचणी योजनेसाठी तक्ता 2 पहा. चाचणी पॅरामीटर्सची विशिष्ट निर्धारण प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे: संपृक्तता बिंदू निश्चित करण्यासाठी अल्मेन कूपन चाचणीद्वारे संपृक्तता वक्र (आकृती 3) काढा, जेणेकरून संकुचित हवेचा दाब, स्टील शॉट प्रवाह, नोजल हालचाल गती, भागांपासून नोजलचे अंतर आणि इतर उपकरण पॅरामीटर्स लॉक करता येतील.

चाचणी निकाल

शॉट पीनिंगनंतर दातांच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणाचा डेटा तक्ता 3 मध्ये दर्शविला आहे आणि दात प्रोफाइलची अचूकता तक्ता 4 मध्ये दर्शविली आहे. हे दिसून येते की चार शॉट पीनिंग परिस्थितीत, दातांच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा वाढतो आणि शॉट पीनिंगनंतर दात प्रोफाइल वक्र अवतल आणि बहिर्वक्र बनतो. फवारणीनंतरच्या खडबडीतपणाचे फवारणीपूर्वीच्या खडबडीतपणाचे गुणोत्तर खडबडीतपणा वाढविण्यासाठी वापरले जाते (तक्ता 3). हे दिसून येते की चार प्रक्रिया परिस्थितीत खडबडीतपणा वाढवणे वेगळे असते.

शॉट पीनिंगद्वारे दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाच्या वाढीचा बॅच ट्रॅकिंग

विभाग ३ मधील चाचणी निकालांवरून असे दिसून येते की शॉट पीनिंगनंतर वेगवेगळ्या प्रक्रियांसह दातांच्या पृष्ठभागाची खडबडीतता वेगवेगळ्या प्रमाणात वाढते. दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणावर शॉट पीनिंगचे प्रवर्धन पूर्णपणे समजून घेण्यासाठी आणि नमुन्यांची संख्या वाढवण्यासाठी, बॅच उत्पादन शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या परिस्थितीत शॉट पीनिंगपूर्वी आणि नंतर खडबडीतपणा ट्रॅक करण्यासाठी ५ आयटम, ५ प्रकार आणि एकूण ४४ भाग निवडले गेले. गियर ग्राइंडिंगनंतर ट्रॅक केलेल्या भागांची भौतिक आणि रासायनिक माहिती आणि शॉट पीनिंग प्रक्रियेची माहितीसाठी तक्ता ५ पहा. शॉट पीनिंगपूर्वी पुढील आणि मागील दातांच्या पृष्ठभागांचा खडबडीतपणा आणि विस्तार डेटा आकृती ४ मध्ये दर्शविला आहे. आकृती ४ दर्शविते की शॉट पीनिंगपूर्वी दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाची श्रेणी Rz1.6 μ m-Rz4.3 μ m आहे; शॉट पीनिंगनंतर, खडबडीतपणा वाढतो आणि वितरण श्रेणी Rz2.3 μ m-Rz6.7 μ m आहे; शॉट पीनिंगपूर्वी जास्तीत जास्त खडबडीतपणा ३.१ पट वाढवता येतो.

शॉट पीनिंगनंतर दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणावर परिणाम करणारे घटक

शॉट पीनिंगच्या तत्त्वावरून असे दिसून येते की उच्च कडकपणा आणि उच्च-वेगाने हलणारे शॉट भागाच्या पृष्ठभागावर असंख्य खड्डे सोडतात, जे अवशिष्ट संकुचित ताणाचे स्रोत आहे. त्याच वेळी, हे खड्डे पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणात वाढ करण्यास बांधील आहेत. तक्ता 6 मध्ये सूचीबद्ध केल्याप्रमाणे, शॉट पीनिंगपूर्वीच्या भागांची वैशिष्ट्ये आणि शॉट पीनिंग प्रक्रियेचे पॅरामीटर्स शॉट पीनिंगनंतरच्या खडबडीतपणावर परिणाम करतील. या पेपरच्या विभाग 3 मध्ये, चार प्रक्रिया परिस्थितीत, शॉट पीनिंगनंतर दात पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणा वेगवेगळ्या अंशांपर्यंत वाढतो. या चाचणीमध्ये, दोन चल आहेत, म्हणजे, प्री-शॉट रफनेस आणि प्रोसेस पॅरामीटर्स (सॅच्युरेशन स्ट्रेंथ किंवा कव्हरेज), जे पोस्ट-शॉट पीनिंग रफनेस आणि प्रत्येक एकल प्रभावशाली घटक यांच्यातील संबंध अचूकपणे निर्धारित करू शकत नाहीत. सध्या, अनेक विद्वानांनी यावर संशोधन केले आहे आणि मर्यादित घटक सिम्युलेशनवर आधारित शॉट पीनिंगनंतरच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाचे सैद्धांतिक अंदाज मॉडेल मांडले आहे, जे वेगवेगळ्या शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या संबंधित खडबडीतपणा मूल्यांचा अंदाज घेण्यासाठी वापरले जाते.

प्रत्यक्ष अनुभव आणि इतर विद्वानांच्या संशोधनाच्या आधारे, तक्ता 6 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे विविध घटकांच्या प्रभाव पद्धतींचा अंदाज लावता येतो. हे दिसून येते की शॉट पीनिंग नंतरचा खडबडीतपणा अनेक घटकांनी व्यापकपणे प्रभावित होतो, जे अवशिष्ट संकुचित ताणावर परिणाम करणारे प्रमुख घटक देखील आहेत. अवशिष्ट संकुचित ताण सुनिश्चित करण्याच्या आधारावर शॉट पीनिंग नंतरचा खडबडीतपणा कमी करण्यासाठी, पॅरामीटर संयोजन सतत ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी मोठ्या संख्येने प्रक्रिया चाचण्या आवश्यक आहेत.

दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाचा NVH प्रणालीच्या कामगिरीवर परिणाम

गियर भाग डायनॅमिक ट्रान्समिशन सिस्टममध्ये असतात आणि दातांच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा त्यांच्या NVH कामगिरीवर परिणाम करेल. प्रायोगिक निकालांवरून असे दिसून येते की समान भार आणि वेगाखाली, पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा जितका जास्त असेल तितका सिस्टमचा कंपन आणि आवाज जास्त असेल; जेव्हा भार आणि वेग वाढतो तेव्हा कंपन आणि आवाज अधिक स्पष्टपणे वाढतो.

अलिकडच्या वर्षांत, नवीन ऊर्जा कमी करणाऱ्या उपकरणांचे प्रकल्प वेगाने वाढले आहेत आणि ते उच्च गती आणि मोठ्या टॉर्कच्या विकासाचा ट्रेंड दर्शवितात. सध्या, आमच्या नवीन ऊर्जा कमी करणाऱ्या उपकरणाचा कमाल टॉर्क 354N · m आहे आणि कमाल वेग 16000r/min आहे, जो भविष्यात 20000r/min पेक्षा जास्त वाढवला जाईल. अशा कामकाजाच्या परिस्थितीत, प्रणालीच्या NVH कामगिरीवर दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाच्या वाढीचा प्रभाव विचारात घेतला पाहिजे.

शॉट पीनिंगनंतर दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणासाठी सुधारणा उपाय

गियर ग्राइंडिंगनंतर शॉट पीनिंग प्रक्रियेमुळे गियर दातांच्या पृष्ठभागाची संपर्क थकवा ताकद आणि दातांच्या मुळांची वाकण्याची थकवा ताकद सुधारू शकते. जर गियर डिझाइन प्रक्रियेत ताकदीच्या कारणांमुळे ही प्रक्रिया वापरली जात असेल, तर सिस्टमच्या NVH कामगिरीचा विचार करण्यासाठी, शॉट पीनिंगनंतर गियर दातांच्या पृष्ठभागाची खडबडीतता खालील पैलूंमधून सुधारता येते:

अ. शॉट पीनिंग प्रक्रियेचे पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करा आणि अवशिष्ट कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेस सुनिश्चित करण्याच्या आधारावर शॉट पीनिंगनंतर दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाचे प्रवर्धन नियंत्रित करा. यासाठी भरपूर प्रक्रिया चाचण्या आवश्यक आहेत आणि प्रक्रियेची बहुमुखी प्रतिभा मजबूत नाही.

ब. कंपोझिट शॉट पीनिंग प्रक्रिया स्वीकारली जाते, म्हणजेच, सामान्य ताकदीचे शॉट पीनिंग पूर्ण झाल्यानंतर, आणखी एक शॉट पीनिंग जोडली जाते. वाढलेली शॉट पीनिंग प्रक्रिया ताकद सहसा कमी असते. शॉट मटेरियलचा प्रकार आणि आकार समायोजित केला जाऊ शकतो, जसे की सिरेमिक शॉट, ग्लास शॉट किंवा स्टील वायर कट शॉट लहान आकारात.

क. शॉट पीनिंगनंतर, दातांच्या पृष्ठभागावर पॉलिशिंग आणि फ्री होनिंग सारख्या प्रक्रिया जोडल्या जातात.

या पेपरमध्ये, वेगवेगळ्या शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या परिस्थिती आणि शॉट पीनिंगच्या आधी आणि नंतरच्या वेगवेगळ्या भागांच्या दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणाचा अभ्यास केला आहे आणि साहित्याच्या आधारे खालील निष्कर्ष काढले आहेत:

◆ शॉट पीनिंगमुळे दातांच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा वाढेल, जो शॉट पीनिंगपूर्वीच्या भागांच्या वैशिष्ट्यांमुळे, शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्स आणि इतर घटकांमुळे प्रभावित होतो आणि हे घटक देखील अवशिष्ट संकुचित ताण प्रभावित करणारे प्रमुख घटक आहेत;

◆ सध्याच्या बॅच उत्पादन प्रक्रियेच्या परिस्थितीत, शॉट पीनिंगनंतर दातांच्या पृष्ठभागाची कमाल खडबडीतपणा शॉट पीनिंगपूर्वीच्या 3.1 पट आहे;

◆ दातांच्या पृष्ठभागाच्या खडबडीतपणात वाढ झाल्याने प्रणालीचे कंपन आणि आवाज वाढेल. टॉर्क आणि वेग जितका जास्त असेल तितका कंपन आणि आवाज वाढणे अधिक स्पष्ट होईल;

◆ शॉट पीनिंग नंतर दातांच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा शॉट पीनिंग प्रक्रियेचे पॅरामीटर्स, कंपोझिट शॉट पीनिंग, पॉलिशिंग किंवा शॉट पीनिंग नंतर फ्री होनिंग इत्यादी ऑप्टिमायझेशनद्वारे सुधारता येतो. शॉट पीनिंग प्रक्रियेच्या पॅरामीटर्सचे ऑप्टिमायझेशन केल्याने खडबडीतपणा सुमारे 1.5 पट वाढवणे नियंत्रित करणे अपेक्षित आहे.