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(chǎn)生彈塑性變形并呈現(xiàn)較高的殘余壓應(yīng)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(fā)生彈性變形，同時也產(chǎn)生了大量孿晶和位錯,，使材料表面發(fā)生加工強化,。如圖1所示：

.    圖1-a   經(jīng)噴丸處理的零件表面    圖1-b 未經(jīng)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(xiàn)在改變零件的表面硬度、表面粗糙度,、抗應(yīng)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(fā)生循環(huán)塑性變形。根據(jù)材料的性質(zhì)和狀態(tài)的不同,，噴丸后材料的表層將發(fā)生以下變化：硬度變化,、組織結(jié)構(gòu)的變化、相轉(zhuǎn)變,、表層殘余應(yīng)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(chǎn)生彎曲,。飽和狀態(tài)和噴丸強度是噴丸加工工藝中的兩個重要概念。飽和狀態(tài)是指在同一條件下繼續(xù)噴擊而不再改變受噴區(qū)域機械特性時的狀態(tài),。所謂噴丸強度,，就是通過打擊預(yù)制成一定規(guī)格的金屬片即試片，在規(guī)定的時間使之達到飽和狀態(tài)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(yīng)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(guī)定的測量方法，其要點是用一定規(guī)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(chǎn)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(jīng)噴丸后,，再取下試片，然后用阿爾門量規(guī)測量試片經(jīng)單面噴丸作用下產(chǎn)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(yīng)力檢測，即對經(jīng)強力噴丸后的工件進行殘余應(yīng)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(yīng)當在齒根的寬度中央,，照射區(qū)域必須集中在齒根圓角的中心,，不能橫向延伸超出規(guī)定的齒根圓角表面---的測量點，照射區(qū)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(xiàn),；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(yīng)力測量的齒輪未受損壞并且可以用于生產(chǎn)。

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(xiàn)材料表面強化的本質(zhì)在于冷變形造成材料表層組織結(jié)構(gòu)的變化,、引入殘余壓應(yīng)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(chǎn)生彈、塑性變形,，撞擊處因塑性形變而產(chǎn)生一壓坑,，撞擊導(dǎo)致壓坑附近的表面材料發(fā)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(chǎn)生塑性流變,，使表面材料因塑性變化而產(chǎn)生的徑向延伸區(qū)域越來越大，發(fā)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(xù)噴丸會使塑變層因繼續(xù)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(qū)域的---而導(dǎo)致重疊部分發(fā)生破壞,，終塑變層因持續(xù)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(yīng)力的影響

關(guān)于噴丸使工件表面形成殘余應(yīng)力的原因，根據(jù)al-obaid等人的觀點：當高速鋼丸撞擊到試樣表面,，撞擊處產(chǎn)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(chǎn)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(qū)域的---,，因此整個塑變層受到一壓應(yīng)力,。

由于殘余壓應(yīng)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(yōu)劣將直接影響殘余應(yīng)力大小及其分布,。因此準確測定受噴零件的表層殘余應(yīng)力對于評價噴丸工藝的優(yōu)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(fā)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(nèi),。在不改變工藝參數(shù)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(chǎn)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(chǎn)實踐中,，要想獲得較理想的噴丸表面，應(yīng)從以下幾個方面著手：

提供較好的原始表面,，ra值應(yīng)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(yīng)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(shù)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(shù)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(yōu)點是價格便宜,、硬度高,，可以使受噴表面產(chǎn)生較高的殘余壓應(yīng)力。鑄鋼丸與鑄鐵丸相比,，其優(yōu)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(yīng)力低于鑄鐵丸。

車刀基本知識

一,、常用車刀的品種與用途

1,、車刀的品種

   依據(jù)車刀的不同加工內(nèi)容，常用的車刀有：外圓車刀,、端面車刀,、堵截刀、內(nèi)孔車刀,、r刀,、螺紋車刀

2,、車刀的用途

a)車外圓b)車端面 c)堵截 d)車內(nèi)孔e)成形面 f) 車螺紋

二、車刀切削部分的組成

---檢查源網(wǎng)頁

車刀切削部分是由若干刀面和切削刃組成,。

前刀面

主后刀面

副后刀面

a前刀面  切屑沿著排出的面,。

b后刀面  分主、副后刀面,。與加工工件的過渡外表相對的面稱主后刀面,；與加工工件的已加工外表相對的面稱副后刀面。

c主切削刃  前刀面與主后刀---交部位,，承擔首要切削作業(yè),。

d副切削刃  前刀面與副后刀---交部位，合作主切削刃參與少量的切削作業(yè),。

e刀尖  主切削刃和副切削刃相交的部位。

---檢查源網(wǎng)頁三,、確定車刀幾許視點的輔佐平面

切削平面：過切削刃上的某一點,，切于工件的過渡外表的平面。

基面：過切削刃上的某一點,，垂直于該點切削速度方向的平面,。

正交平面：過切削刃上的某一點，一起垂直于切削平面與基面的平面,。

四,、車刀視點界說、效果,、選擇

前角——前刀面與基面之間的夾角,。是切削的首要視點，合金槽刀,，前角越大,，刀子就越鋒利，切起來越省力,，江蘇硬質(zhì)合金槽刀廠家,，但前角太大了影響刀刃的強度。

后角——后刀面與切削平面之間的夾角,。是為了削減刀具與工件的沖突,，后角越大，沖突愈小,，但后角過大時則影響刀具的強度,。

主偏角——主切削刃在基面上的投影與刀具進給方向之間的夾角。減小主偏角可增大刀尖的強度,，改進散熱長期條件,，進步刀具壽數(shù),。

副偏角——副切削刃在基面上的投影和進給方向之間的夾角。它影響已加工外表的光潔度,，并能削減副切削刃與工件的沖突,。

刀尖角——主切削刃與副切削刃在基面上投影之間的夾角，它影響刀尖強度及散熱功能,。

刃傾角——在切削平面內(nèi)主刀刃和基面的夾角,，它影響切屑的流出方向及刀尖的強度。