一種齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，包括兩個(gè)并排布置的噴嘴固定桿，每個(gè)噴嘴固定桿上至少安裝兩個(gè)噴嘴、兩個(gè)噴嘴固定桿上安裝的噴嘴的朝向呈交叉態(tài)，兩個(gè)噴嘴固定桿之間設(shè)有噴嘴距離調(diào)節(jié)裝置。本實(shí)用新型能夠提高齒輪節(jié)圓處的表面殘余壓應(yīng)力、降低噴丸時(shí)間并且能夠防止齒頂外側(cè)出現(xiàn)微突起。
【專利說明】一種齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種齒輪噴丸強(qiáng)化裝置，特別涉及一種齒輪齒面的噴丸強(qiáng)化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]齒輪是傳遞功率和運(yùn)動(dòng)的重要部件，在工作時(shí)其嚙合齒表面會(huì)承受較大的既有滾動(dòng)又有滑動(dòng)的強(qiáng)烈摩擦和接觸疲勞應(yīng)力，疲勞和磨損為齒輪零件發(fā)生失效的主要模式。為了提高齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度，增加齒輪壽命，可通過噴丸強(qiáng)化工藝在齒輪表面引入一層殘余壓應(yīng)力層。
[0003]噴丸強(qiáng)化主要是借助于高速運(yùn)動(dòng)的彈丸沖擊零件的表面，使其發(fā)生彈塑性變形，從而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力、加工硬化和組織細(xì)化等有利的變化，以提高零件表面疲勞性能和改善應(yīng)力腐蝕開裂性能。一般要求齒輪表面殘余壓應(yīng)力達(dá)到800-1200MPa，單純采用滲碳淬火工藝是很難達(dá)到該應(yīng)力指標(biāo)要求的，即使采用噴丸強(qiáng)化工藝，也需要一定的工藝參數(shù)才能保證此應(yīng)力范圍。
[0004]如圖1揭示了齒輪常規(guī)噴丸強(qiáng)化工藝示意圖，彈丸投射方向與齒輪齒頂垂直。對(duì)于齒輪齒頂圓和齒根圓，由于受噴方向與其表面垂直，因此彈丸撞擊其表面時(shí)所施加的沖擊能量E^l/2 *mv2 ( m為單個(gè)彈丸質(zhì)量，v為彈丸撞擊表面時(shí)的瞬間速率)，但是對(duì)于齒輪節(jié)圓來說，彈丸以Θ角撞擊，彈丸撞擊其表面時(shí)施加的沖擊能量為E2=l/2 *mv2 -sin θ，因此，在齒輪節(jié)圓表面形成的殘余壓應(yīng)力比齒頂圓和齒根圓表面所形成的殘余壓應(yīng)力小，由于該應(yīng)力差的存在，會(huì)在齒輪齒頂外側(cè)緣產(chǎn)生微突起，該微突起會(huì)不斷干涉齒輪齒根，增加齒根磨損從而加快齒輪失效。
[0005]齒輪在工作時(shí)，其節(jié)圓處會(huì)承受最大的摩擦和接觸疲勞應(yīng)力，為了增加齒輪節(jié)圓處的殘余壓應(yīng)力，就需要延長噴丸工藝時(shí)間，增加齒輪噴丸成本，并且可能導(dǎo)致齒輪齒根和齒頂過噴問題。對(duì)于將噴丸工序作為最終工序的齒輪，需要額外增加成形工藝去除齒頂外側(cè)的微突起，增加齒輪制造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠提高齒輪節(jié)圓處的表面殘余壓應(yīng)力、降低噴丸時(shí)間并且能夠防止齒頂外側(cè)出現(xiàn)微突起的齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，包括兩個(gè)并排布置的噴嘴固定桿，每個(gè)噴嘴固定桿上至少安裝兩個(gè)噴嘴、兩個(gè)噴嘴固定桿上安裝的噴嘴的朝向呈交叉態(tài)，兩個(gè)噴嘴固定桿之間設(shè)有噴嘴距離調(diào)節(jié)裝置。
[0008]所述噴嘴通過第一夾具和第一螺釘裝在噴嘴固定桿上，所述第一夾具由兩個(gè)軸線呈交叉布置的圓環(huán)固定連接或一體制成，圓環(huán)的周壁上開有與圓環(huán)內(nèi)孔相通的螺紋孔，所述第一夾具的其中一個(gè)圓環(huán)通過其圓環(huán)內(nèi)孔套在相應(yīng)的噴嘴固定桿上并通過第一螺釘擰在螺紋孔中而固定在嗔嘴固定桿上，另Iv圓環(huán)的圓環(huán)內(nèi)孔中插裝有嗔嘴。
[0009]所述第一夾具的兩個(gè)圓環(huán)的軸線呈90° ±10°布置。
[0010]所述噴嘴距離調(diào)節(jié)裝置包括噴嘴距離調(diào)節(jié)桿和兩個(gè)第二夾具，第二夾具由兩個(gè)軸線呈交叉布置的圓環(huán)固定連接或一體制成，圓環(huán)上開有與圓環(huán)內(nèi)孔相通的螺紋孔，所述第二夾具的其中一個(gè)圓環(huán)通過其圓環(huán)內(nèi)孔套在相應(yīng)的噴嘴固定桿上并通過第二螺釘擰在螺紋孔中而固定在噴嘴固定桿上，另一個(gè)圓環(huán)的圓環(huán)內(nèi)孔中插裝有噴嘴距離調(diào)節(jié)桿。
[0011]每個(gè)噴嘴固定桿上各安裝兩個(gè)噴嘴。
[0012]采用以上齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置后，采用雙排噴嘴結(jié)構(gòu)朝齒輪投射彈丸，噴嘴相對(duì)于齒輪齒面投射距離及投射角度可以任意調(diào)節(jié)，使齒輪節(jié)圓處與彈丸投射角度最大，也即增大Θ角，以提高彈丸撞擊齒輪節(jié)圓表面時(shí)的沖擊能量，并且可以減小齒輪輪齒各部位的壓應(yīng)力差，防止齒頂外側(cè)出現(xiàn)微突起。針對(duì)不同齒形齒輪方便地調(diào)節(jié)噴嘴投射角度，在保證輪齒表面完全覆蓋的前提下，盡量使彈丸以最大Θ角撞擊齒輪節(jié)圓處的表面。采用對(duì)稱的雙排噴嘴投射結(jié)構(gòu)，可以保證一次裝夾即可完成齒輪輪齒兩側(cè)的噴丸，提高齒輪噴丸效率，降低齒輪噴丸成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0014]圖1為常規(guī)齒輪噴丸方法的示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的齒輪齒面噴丸強(qiáng)化方法的示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4、圖5分別為圖3中的第一夾具的主視圖和左視圖；
[0018]圖6為圖3中的第一夾具或第二夾具的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，為常規(guī)齒輪噴丸方法的示意圖，彈丸投射方向與齒輪齒頂垂直。對(duì)于齒輪齒頂圓和齒根圓，由于受噴方向與其表面垂直，因此彈丸撞擊其表面時(shí)所施加的沖擊能量E1=IA^mv2 (m為單個(gè)彈丸質(zhì)量，v為彈丸撞擊表面時(shí)的瞬間速率)，但是對(duì)于齒輪節(jié)圓來說，彈丸以Θ角撞擊，彈丸撞擊其表面時(shí)施加的沖擊能量為E2=l/2 *mv2 -sin θ，因此，在齒輪節(jié)圓表面形成的殘余壓應(yīng)力比齒頂圓和齒根圓表面所形成的殘余壓應(yīng)力小，由于該應(yīng)力差的存在，會(huì)在齒輪齒頂外側(cè)緣產(chǎn)生微突起，該微突起會(huì)不斷干涉齒輪齒根，增加齒根磨損從而加快齒輪失效。
[0020]如圖2、3、4、5、6所示，本實(shí)用新型的一種齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，包括兩個(gè)并排布置的噴嘴固定桿4，每個(gè)噴嘴固定桿4上至少安裝兩個(gè)噴嘴1、兩個(gè)噴嘴固定桿4上安裝的噴嘴I的朝向呈交叉態(tài)，兩個(gè)噴嘴固定桿4之間設(shè)有噴嘴距離調(diào)節(jié)裝置。
[0021]如圖3、4、5、6所示，所述噴嘴I通過第一夾具2和第一螺釘3裝在噴嘴固定桿4上，所述第一夾具2由兩個(gè)軸線呈交叉布置的圓環(huán)2-1固定連接或一體制成，圓環(huán)2-1的周壁上開有與圓環(huán)內(nèi)孔2-1-1相通的螺紋孔2-1-2，所述第一夾具2的其中一個(gè)圓環(huán)2-1通過其圓環(huán)內(nèi)孔2-1-1套在相應(yīng)的噴嘴固定桿4上并通過第一螺釘3擰在螺紋孔2-1-2中而固定在噴嘴固定桿4上,另一個(gè)圓環(huán)2-1的圓環(huán)內(nèi)孔2-1-1中插裝有噴嘴I。
[0022]如圖4、5、6所示，所述第一夾具2的兩個(gè)圓環(huán)2-1的軸線呈90° ±10°布置。
[0023]如圖3、6所示，所述噴嘴距離調(diào)節(jié)裝置包括噴嘴距離調(diào)節(jié)桿5和兩個(gè)第二夾具2’，第二夾具2’由兩個(gè)軸線呈交叉布置的圓環(huán)2’ -1固定連接或一體制成，圓環(huán)2’ -1上開有與圓環(huán)內(nèi)孔2’ -1-1相通的螺紋孔2’ -1-2，所述第二夾具2’的其中一個(gè)圓環(huán)2’ -1通過其圓環(huán)內(nèi)孔2’ -1-1套在相應(yīng)的噴嘴固定桿4上并通過第二螺釘3’擰在螺紋孔2’ -1-2中而固定在噴嘴固定桿4上，另一個(gè)圓環(huán)2’-1的圓環(huán)內(nèi)孔2’-1-1中插裝有噴嘴距離調(diào)節(jié)桿5。
[0024]所述第二夾具2’的結(jié)構(gòu)可以與第一夾具2完全相同。
[0025]如圖3所示，每個(gè)噴嘴固定桿4上各安裝兩個(gè)噴嘴I。
[0026]如圖2所不,彈丸與齒頂成δ角、與輪齒節(jié)圓處成Θ角投射,彈丸撞擊齒頂時(shí)所附加的沖擊能量則為E1=I/^ *mv2 - sin δ。Θ角的增大則意味著δ角的減小，由于彈丸前進(jìn)方向受到相鄰輪齒的阻擋，在齒根處會(huì)有投射暗區(qū)存在，圖2中如果彈丸以Al方向相切于齒輪漸開線投射，Al以上另一輪齒的齒面部分即為投射暗區(qū)B。為了使齒根也得到有效強(qiáng)化，理論上單側(cè)輪齒在噴丸時(shí)應(yīng)覆蓋齒根至少一半的面積，這樣在兩側(cè)噴嘴同時(shí)噴丸時(shí)才能保證齒面所有部位均得以噴丸強(qiáng)化，因此在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該根據(jù)齒輪齒形合理調(diào)節(jié)Θ角大小。
[0027]經(jīng)過噴丸強(qiáng)化的齒輪6，齒頂與節(jié)圓處的壓應(yīng)力差會(huì)相對(duì)減小，可以避免齒頂兩側(cè)出現(xiàn)微突起；由于Θ角的增大，彈丸撞擊節(jié)圓表面時(shí)施加的沖擊能量E2=l/2.mv2.sin Θ也隨之增大，因此使節(jié)圓獲得規(guī)定強(qiáng)度的噴丸時(shí)間也會(huì)相對(duì)減少。
【權(quán)利要求】
1.一種齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于:包括兩個(gè)并排布置的噴嘴固定桿(4)，每個(gè)噴嘴固定桿(4)上至少安裝兩個(gè)噴嘴(I)、兩個(gè)噴嘴固定桿(4)上安裝的噴嘴(I)的朝向呈交叉態(tài)，兩個(gè)噴嘴固定桿(4)之間設(shè)有噴嘴距離調(diào)節(jié)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于:所述噴嘴(I)通過第一夾具(2)和第一螺釘(3)裝在噴嘴固定桿(4)上，所述第一夾具(2)由兩個(gè)軸線呈交叉布置的圓環(huán)(2-1)固定連接或一體制成，圓環(huán)(2-1)的周壁上開有與圓環(huán)內(nèi)孔(2-1-1)相通的螺紋孔(2-1-2)，所述第一夾具(2)的其中一個(gè)圓環(huán)(2-1)通過其圓環(huán)內(nèi)孔(2-1-1)套在相應(yīng)的噴嘴固定桿(4)上并通過第一螺釘(3)擰在螺紋孔(2-1-2)中而固定在噴嘴固定桿(4)上，另一個(gè)圓環(huán)(2-1)的圓環(huán)內(nèi)孔(2-1-1)中插裝有噴嘴(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于:所述第一夾具(2)的兩個(gè)圓環(huán)(2-1)的軸線呈90° ±10°布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于:所述噴嘴距離調(diào)節(jié)裝置包括噴嘴距離調(diào)節(jié)桿(5)和兩個(gè)第二夾具(2’)，第二夾具(2’)由兩個(gè)軸線呈交叉布置的圓環(huán)(2’ -1)固定連接或一體制成，圓環(huán)(2’ -1)上開有與圓環(huán)內(nèi)孔(2’ -1-1)相通的螺紋孔(2’ -1-2)，所述第二夾具(2’)的其中一個(gè)圓環(huán)(2’ -1)通過其圓環(huán)內(nèi)孔(2’ -1-1)套在相應(yīng)的噴嘴固定桿(4)上并通過第二螺釘(3’)擰在螺紋孔(2’ -1-2)中而固定在噴嘴固定桿(4)上，另一個(gè)圓環(huán)(2’ -1)的圓環(huán)內(nèi)孔(2’ -1-1)中插裝有噴嘴距離調(diào)節(jié)桿(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪齒面噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于:每個(gè)噴嘴固定桿(4)上各安裝兩個(gè)噴嘴(I)。
【文檔編號(hào)】C21D7/06GK203960268SQ201420356010
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】陳強(qiáng), 劉康, 冉雄濤, 魏佳順 申請人:南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司