強力噴丸是提高齒輪齒部彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的重要方法,是---齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑。本文主要介紹齒輪加工中的強力噴丸工藝。
1、工作原理
強力噴丸工藝主要是利用高速噴射的細小鋼丸在室溫下撞擊受噴工件表面,使工件表層材料產生彈塑性變形并呈現較高的殘余壓應力,從而提高工件表面強度及疲勞強度。噴丸一方面使零件表面發生彈性變形,同時也產生了大量孿晶和位錯,使材料表面發生加工強化。如圖1所示:
. 圖1-a 經噴丸處理的零件表面 圖1-b 未經噴丸處理的零件表面
噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現在改變零件的表面硬度、表面粗糙度、抗應力腐蝕能力和零件的疲勞壽命。零件的材料表層在鋼丸束的沖擊下發生循環塑性變形。根據材料的性質和狀態的不同,噴丸后材料的表層將發生以下變化:硬度變化、組織結構的變化、相轉變、表層殘余應力場的形成、表面粗糙度的變化等。
2、 噴丸強度的測量方法
當一塊金屬片接受鋼丸流的噴擊時會產生彎曲。飽和狀態和噴丸強度是噴丸加工工藝中的兩個重要概念。飽和狀態是指在同一條件下繼續噴擊而不再改變受噴區域機械特性時的狀態。所謂噴丸強度,就是通過打擊預制成一定規格的金屬片即試片,在規定的時間使之達到飽和狀態的強弱程度,并用試片彎曲的弧高值來度量其噴擊的強弱程度。
目前,應用廣的美國機動車工程學會噴丸標準中采用阿爾曼提出的噴丸強化檢驗法——弧高度法,該方法由美國gm公司的j. o. almen阿爾門提出,并由saej442a和sae443標準規定的測量方法,江蘇硬質合金數控刀具技術指導,其要點是用一定規格的彈簧鋼試片通過檢測噴丸強化后的形狀變化來反映噴丸效果。對薄板試片進行單面噴丸時,由于表面層在彈丸作用下產生參與拉伸形變,所以薄板向噴丸面呈球面彎曲。通常在一定跨度距離上測量球面的弧高度值,用其來度量噴丸的強度。測定弧高度值是通過將阿爾門試片固定在---夾具上,經噴丸后,再取下試片,然后用阿爾門量規測量試片經單面噴丸作用下產生的參與拉伸形變量即弧高度值。如用試片測得的弧高值為0.35mm時,記作0.35a。
噴丸強度的另一種檢驗方法為殘余應力檢測,即對經強力噴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。在美國sae j784a標準中如下方法:x射線的入射和衍射束必須平行于齒輪的齒根,圓柱直齒輪和圓柱螺旋齒輪上的測量位置應當在齒根的寬度中央,照射區域必須集中在齒根圓角的中心,不能橫向延伸超出規定的齒根圓角表面---的測量點,照射區域大小的控制可以通過對直光束和適當遮蓋齒根表面實現;在每個選定受檢的齒輪上,少要任選兩個齒進行評估,兩齒間隔180。如果齒的有效齒廓受到保護沒有研磨,則可以認為齒根研磨的用于表面下殘余應力測量的齒輪未受損壞并且可以用于生產。
3、 噴丸對提高零件疲勞抗力的作用
a.借助表面冷變形實現材料表面強化的本質在于冷變形造成材料表層組織結構的變化、引入殘余壓應力以及表面形貌的變化。
b. 噴丸使材料表面性能---
c. 強化噴丸過程中,當微小球形鋼丸高速撞擊受噴工件表面時,使工件表層材料產生彈、塑性變形,撞擊處因塑性形變而產生一壓坑,撞擊導致壓坑附近的表面材料發生徑向延伸。當越來越多的鋼丸撞擊到受噴工件表面時,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生塑性流變,使表面材料因塑性變化而產生的徑向延伸區域越來越大,發生塑性形變的表面逐步連接成片,則使工件表面逐步形成一層均勻的塑性變形層。塑性變形層形成后,繼續噴丸會使塑變層因繼續延伸而厚度逐步變薄,同時塑變層的徑向延伸會因受到鄰近區域的---而導致重疊部分發生破壞,終塑變層因持續的噴丸而剝落。所以必須對噴丸的時間加以嚴格的控制。
4、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,根據al-obaid等人的觀點:當高速鋼丸撞擊到試樣表面,撞擊處產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域的---,因此整個塑變層受到一壓應力。
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劣是一個行之有效的手段。
5、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生變化。表面粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差,又稱為微觀不平度。表面粗糙度和表面波度、形狀誤差一樣,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。在不改變工藝參數的條件下,材料原始表面粗糙度愈高,噴丸后的ra值愈大。生產實踐證明,一般情況下,噴前表面粗糙度在6.3mm以下,噴丸可以提高或維持原表面粗糙度,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。
在生產實踐中,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,數控刀具,ra值應在6.3mm以下;
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,采用較小鋼丸低壓力(不能改變噴丸強度值)覆蓋一次,可達到較好的表面粗糙度。
噴丸后的零件表面應輕微打磨,打磨時要控制表面金屬去除量。這樣,既不損害噴丸的強化效果,又可---表面粗糙度。當然,這是一個多因素問題,不論采用什么方法,必須同時考慮其他因素的影響。
6 、工藝參數對噴丸效果的影響
對噴丸有影響的主要有以下幾個方面:
鋼丸材料、鋼丸直徑、鋼丸速度、鋼丸流量、噴射角度、噴射距離、噴射時間、覆蓋率等。其中任何一個參數的變化都會不同程度地影響噴丸強化的效果。
a、鋼丸的材料、硬度、尺寸及粒度對噴丸效果的影響
鑄鐵丸和鑄鋼丸通常用于硬齒面齒輪的噴丸。鑄鐵丸的缺點是韌性較低,在噴丸過程中易于破碎、耗損量大,對破碎的鋼丸要及時分離,否則會影響受噴表面。但鑄鐵丸的優點是價格便宜、硬度高,可以使受噴表面產生較高的殘余壓應力。鑄鋼丸與鑄鐵丸相比,其優點是不易破碎,對受噴表面幾何形貌有利。但鑄鋼丸硬度較鑄鐵丸低,在其他條件相同時,受噴表面的殘余壓應力低于鑄鐵丸。
常見的修建給排水管材首要有塑料管、金屬管和復合管三種。但其實遠---越這些類別,還有更多的新式管材。
1、鋼管
鋼管包含一般鋼管、鍍鋅鋼管及無縫鋼管等。一般鋼管用于非日子飲用水管道或一般工業給水管道。鋼管外表鍍鋅(選用熱浸鍍鋅工藝生產)是為防銹防腐蝕,以免影響水質,適用于日子飲用水水管或某些水質要求較高的工業用水水管;無縫鋼管用于高壓管網,其作業壓力在1.6mpa以上。
鋼管的銜接辦法有螺紋銜接、焊接和法蘭銜接。螺紋銜接即使用帶螺紋的管道配件銜接。配件大都用可鍛鑄鐵制成,分鍍鋅與不鍍鋅兩種,其抗腐蝕性及機械強度均較大,F在鋼制配件較少。鍍鋅鋼管必須用螺紋銜接,其配件也應為鍍鋅配件。這種辦法多用于明裝管道。焊接是用焊機、焊條燒焊將兩段管道銜接在一起。長處是接頭嚴密,不漏水,不需配件,江蘇硬質合金數控刀具使用培訓,施工敏捷。但無法拆開。焊接只適用于不鍍鋅鋼管。這種辦法多用于暗裝管道。
法蘭銜接在較大管徑(50m以上)的管道上,常將法蘭盤焊接(或用螺紋銜接)在管端,再以螺栓將兩個法蘭銜接在一起,進而兩段管道也就銜接在一起了。法蘭銜接一般用在銜接閥門、止同閥、水表、水泵等處,以及需求經常拆開、檢修的管段上。
2、給水塑料管
常用的給水塑料管是給水硬聚鋁乙烯管(upvc)、給水聚柄烯管(pp管)。此外,還有聚乙烯(pe)管,適用于運送水水溫不---40℃,其有關標準遵從《給水用聚乙烯(pe)管材》gb/t13663的規則;交聯聚乙烯(pe—x)管:聚---(pb)管,適于運送水水溫為一20--90℃。它們均具有較強的化學安穩性,耐腐蝕,不受酸、堿、鹽、油類等介質的腐蝕,管壁潤滑,水力功用好,較輕,加工設備便利。但共同的缺陷是耐溫性差、強度較低。因而,在運用上也遭到---的約束。
給水硬聚鋁乙烯管(upvc),運送水的溫度不---45℃。upvc管一般選用承插銜接,其間承插粘接適用于管外徑20~1601m;橡膠圈銜接適用于管外徑大于或等于63mm;與金屬管配件、閥門等的銜接選用螺紋或法蘭銜接。
給水聚柄烯管(pp管),適用于體系作業壓力不大于0.6mpa,作業溫度不大于70℃。給水聚柄烯管選用熱熔承插銜接。與金屬管配件銜接時,運用帶金屬嵌件的聚柄烯管件作為過渡,該管件與聚柄烯管選用熱熔承插銜接,與金屬管配件選用螺紋銜接。
3、pvc管
實際就是一種塑料管,接口處一般用膠粘接。因為其抗凍和耐熱才能都不好,所以很難用作熱水管。管材易開裂,遇熱也簡略變形,大多情況下,pvc管適用于電氣穿線管道和排水管道。
4、銅管
銅管及其配件種類標準---,直徑規模大,可從6mm一273mm恣意選用。銅管易曲折、易加工、易改動形狀,能滿意工程設備中管道布線和互相銜接的全部需求。---在現場施工中,銅管的暫時堵截、折彎和打磨等都輕松---。各種管道和配件既可拼裝好后運抵現場,也能夠在現場l暫時設備、效果---。
銅是一種質地堅固的金屬,而腐蝕。能在種不同的環境中運用而不損壞。從國外的運用歷史來看,許多銅管道的運用時間已超了修建物自身的運用壽命。因而銅水管是肯定安全牢靠的水管。
銅能夠說是具有“綠色面孔的紅色金屬”。銅能按捺西菌生長,保持飲用水清潔衛生。銅制餐飲具歷史悠久、---無味。
銅管及配件在高溫、高壓下仍能保持其形狀和強度,也不會有長時間老化現象。
銅管有一層密實堅固的保護層,無論是油脂,碳水化合物,西菌和---,有害液體,空氣或紫外線均不能穿過它也不能腐蝕它污染水質。寄生物也不能棲息于銅外表。但銅管價位高是它的蕞大缺陷,是現在蕞高及的水管
5、復合資料管
跟著我國工業的不斷開展和技術改進,在給水排水工程中選用了很多的新資料和新工藝,復合資料的管道在修建給水工程中得到了廣泛的應用。
1鋁塑復合管道
鋁塑復合管道中心層選用焊接鋁管,外層和內層選用中密度或高密度聚乙烯塑料或交聯高密度聚乙烯,經熱熔膠黏合復合而成。該管道既具有金屬管道的耐壓功用,又具有塑料管道的抗腐功用,是一種用于修建給水的較理想管材。鋁塑復合管一般選用螺紋卡套壓接,其配件一般是銅制品,它是先將配件螺帽套在管道端頭,再把配件內芯套入端頭內,然后用扳手扳緊配件與螺帽即可。耐高溫功用---,施工便利---的進步了勞動效率。管道因為長時間的熱脹冷縮會構成管壁錯位致使構成滲漏。鋁塑管受壓時易爆裂。在裝修理念比較新的區域,鋁塑管已經漸漸的沒有了商場,歸于被篩選產品。
2鋼塑復合管道
鋼塑復合管道是在鋼管內壁襯(涂)---厚度塑料復合而成的管子。一般分為襯塑鋼管和涂塑鋼管兩種。鋼塑復合管一般用螺紋銜接,其配件一般也是鋼塑制品。
6、薄壁不銹鋼管
跟著-的開展和人民日子水平的進步,薄壁不銹鋼水管和不銹鋼管件已經成為國內給水管道體系開展的新趨勢。滿意健康要求的薄壁不銹鋼管不會對水質構成二次污染,達到直接飲用水質標準的需求。
薄壁不銹鋼管是一種能夠---收回使用的水管,不會給予孫子孫留下不行以處理的垃圾。
薄壁不銹鋼管資料的強度高過了一切的水管資料,---地降低了水管受外力影響漏水的可能性,很多地節省了水資源。
薄壁不銹鋼管材地耐腐蝕功用---,在長時間地運用過程中不會結垢,內壁光亮如故,運送能耗低,節省成本,是運送成本蕞低的水管資料。
薄壁不銹鋼管資料的保溫功用是銅資料水管的24倍,很多地節省了熱水運送中地熱能損耗。
薄壁不銹鋼管不會污染高及衛生潔具,避免了潔具上發生不行擦洗地“紅印”和“藍印”。
因為,現在在薄壁不銹鋼給水管材、管件領域中,相關同類產品的首要區別是銜接方法的不同,所以下面介紹一種常見便利的薄壁。
不銹鋼給水管材、管件的銜接方法—卡壓式銜接。以帶有密封圈的承口管件銜接管道,用---東西壓緊管口而起密封和緊固效果的一種銜接方法?▔菏焦芗---組成是端部u型槽內裝有o型密封圈的特殊形狀的管接件。拼裝時。將不銹鋼水管插入管件中,用---封壓東西封壓,封壓部分的管件、管子被擠壓成六角形,從而構成滿足的銜接強度,一起因為密封圈的緊縮變形發生密封效果。管件成本低,適合民用商場的推行,明裝工程設備簡略,施工速度快。
7、給水鑄鐵管
給水鑄鐵管具有耐腐蝕性強、接裝便利、運用期長(一般情況下,地下鑄鐵管的運用年限為60年以上)、價格低等長處,多用于dn大于或等于75咖的給水管道中,---適用于埋地鋪設。其缺陷為性脆、大、長度小、強度較鋼管差。我國生產的給水鑄鐵直管有低壓、普壓、高壓三種。
近年來在大型高層修建中,將球墨鑄鐵管規劃為總立管,應用于室內給水體系。球墨鑄鐵管較一般鑄鐵管壁薄、強度高,其沖擊功用為灰口鑄鐵管的10倍以上。球墨鑄鐵管選用橡膠圈機械式接口或承插接口,也能夠選用螺紋法蘭銜接的方法。
其他管材:
硬聚鋁乙烯管upvc
在規模內,硬聚鋁乙烯管道upvc是各種塑料管道中消費量蕞大的種類。選用這種管材,可對我國鋼材緊缺、動力缺乏的局面起到積極的---效果,經濟效益顯著。
首要特點:
1、化學腐蝕性好,不生銹
2、內壁潤滑,流體運送才能比鑄鐵管高43.7%
3、價格
4、輕,易擴口、粘接、曲折、焊接
由于數控機床的主軸轉速及范圍遠遠高于普通機床,而且主軸輸出功率較大,因此與傳統加工方法相比,對數控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、強度大、剛性好、---度高,而且要求尺寸穩定,安裝調整方便。這就要求刀具的結構合理、幾何參數標準化、系列化。數控刀具是提高加工效率的先決條件之一,它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態、夾具和機床選用刀具的剛性。
數控機床選擇刀具應考慮以下方面:
(1)根據零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件,建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。
(2)根據零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主,應選擇剛性較好、精度較低的刀具,半精加工、精加工階段以---零件的加工精度和產品為主,應選擇---度高、精度較高的刀具,粗加工階段所用刀具的精度、而精加工階段所用刀具的精度。如果粗、精加工選擇相同的刀具,建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具,因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損,涂層磨損修光,繼續使用會影響精加工的加工,但對粗加工的影響較小。
(3)根據加工區域的特點選擇刀具和幾何參數。在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角,以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應選擇前角稍大一些的立銑刀,齒數也不要超過4齒。
選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時,應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進行自由曲面加工時,由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為---加工精度,切削行距一般很小,故球頭銑刀適用于曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工上還是在加工效率上都遠遠優于球頭銑刀,因此,在---零件加工不過切的前提下,粗加工和半精加工曲面時,盡量選擇端銑刀。另外,刀具的---度和精度與刀具價格關系---,必須引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工和加工效率的提高,則可以使整個加工成本---降低。
在加工中心上,所有刀具全都預先裝在刀庫里,通過數控程序的選刀和換刀指令進行相應的換刀動作。必須選用適合機床刀具系統規格的相應標準刀柄,江蘇硬質合金數控刀具使用方法,以便數控加工用刀具能夠迅速、準確地安裝到機床主軸上或返回刀庫。編程人員應能夠了解機床所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍等方面的內容,以---在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸,合理安排刀具的排列順序。