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新能源减速器项目中多个零件要求磨齿后喷丸，而喷丸会恶化齿面质量，甚至影响系统的NVH性能 。本文研究了差别喷丸工艺条件及差别零件喷丸前后的齿面粗糙度情形，效果显示，喷丸会使齿面粗糙度增大，增洪流平受零件特征、喷丸工艺参数等多种因素的综合影响；现有批产工艺条件下，喷丸后齿面粗糙度最大放大至喷丸前的3.1倍 。讨论了齿面粗糙度增大对NVH性能的影响，提出了改善喷丸后粗糙度的步伐 。
作为一种外貌强化工艺，喷丸已经普遍应用在汽车、航空航天、石油化工、铁路船用等机械领域 。喷丸工艺通过高硬度、高速运动的弹丸攻击零件外貌，在表层爆发剩余压应力，从而抵达提高齿轮齿面接触疲劳强度和（或）齿根弯曲疲劳强度的目的 。关于热后磨齿加工（非全齿廓磨削）的零件，可凭证差别的设计目的，在工艺流程中合理安排喷丸工序的位置 。若只需要提高齿根弯曲疲劳强度，可在热处置惩罚后喷丸；若需要提高齿面接触疲劳强度，必需在磨齿后喷丸，以阻止磨齿工序去除剩余压应力层，但需要注重的是磨齿后喷丸会造成齿面粗糙度增大 。近年来，新能源减速器项目迅速增多，其中许多零件均要求磨齿后喷丸 。而新能源减速器转速高、扭矩大，磨齿后喷丸带来的粗糙度增大对NVH性能的影响越发显着 。
在上述配景下，本文从如下3个方面睁开讨论：
喷丸工艺参数对齿面粗糙度的影响；
现有批产工艺条件下，喷丸对齿面粗糙度的放洪流平；
齿面粗糙度增大对NVH性能的影响及改善喷丸后粗糙度的步伐 。
喷丸工艺概述
喷丸即无数高硬度、高速运动的小弹丸撞击零件外貌的历程 。弹丸高速撞击下零件外貌爆发凹坑，爆发塑性变形，凹坑周围组织对抗这种变形，爆发剩余压应力，无数凹坑重叠使零件外貌形成了匀称的剩余压应力层，从而提高零件的疲劳强度 。凭证弹丸获得高速率的方法，通常将喷丸分为压缩空气式喷丸和离心式抛丸两种，如图1所示 。
压缩空气式喷丸以压缩空气作为动力，将弹丸从喷枪喷出；离心式抛丸用电机发动叶轮高速旋转，将弹丸投掷出去 。喷丸的要害工艺参数包括饱和强度、笼罩率和喷丸介质属性（材质、尺寸、形状、硬度） 。饱和强度是表征喷丸强度的参数，用弧高值（即Almen 试片喷丸后的弯曲水平）体现；笼罩率指喷丸后被凹坑笼罩面积与喷丸区域总面积的比值；常用喷丸介质有钢丝切丸、铸钢丸、陶瓷丸、玻璃丸等，其尺寸、形状、硬度均有差别的品级 。变速器齿轴零件通常的工艺要求如表1所示 。
喷丸工艺参数对齿面粗糙度的影响
试验零件
试验零件为某混动项目中心轴1/6档齿轮，齿轮结构见图2，磨齿后齿面组织残奥2级，外貌硬度710HV30、有用硬化层深0.65mm，均在手艺要求规模内 。喷丸前齿面粗糙度见表3，齿形精度见表4，可见喷丸前齿面粗糙度优异，齿形曲线平顺 。
试验计划与试验参数
试验使用压缩空气式喷丸机，由于试验条件限制，无法验证喷丸介质属性（材质、巨细、硬度）的影响，故试验中喷丸介质属性为常量，只验证饱和强度和笼罩率对喷丸后齿面粗糙度的影响，试验计划见表2 。详细试验参数简直定历程如下：通过Almen试片试验绘制饱和曲线（图3），确定饱和 点，从而锁定压缩空气压力、钢丸流量、喷嘴移动速率、喷嘴距零件距离等装备参数 。
试验效果
喷丸后齿面粗糙度数据见表3，齿形精度见表4 �？杉�， 4种喷丸工艺条件下，喷丸后齿面粗糙度均增大，齿形曲线均变得高低 。用喷后粗糙度与喷前粗糙度的比值表征粗糙度放洪流平（表3），可见4种工艺条件下粗糙度放洪流平差别 。
喷丸对齿面粗糙度放洪流平的批量跟踪
第3节中试验效果显示，接纳差别工艺喷丸后，齿面粗糙度均有差别水平的增大 。为了更充分的相识喷丸对齿面粗糙度的放洪流平，增大样本数，选取5个项目共5种44个零件，在批产喷丸工艺条件下跟踪喷丸前、后的粗糙度情形 。跟踪零件磨齿后理化信息及喷丸工艺信息见表5 。喷丸前、后齿面粗糙度及其放洪流平数据如图4所示 。图4数据显示，喷丸前齿面粗糙度规模为Rz1.6μm-Rz4.3μm；喷丸后，粗糙度均增大，漫衍规模为Rz2.3μm-Rz6.7μm；粗糙度最大可放大至喷丸前的3.1倍 。
剖析讨论
喷丸后齿面粗糙度的影响因素
由喷丸的原理可知，高硬度、高速运动的弹丸在零件外貌留下无数凹坑，这是剩余压应力的泉源，同时这些凹坑势必会使外貌粗糙度增大 。喷丸前零件的特征以及喷丸工艺参数都会影响喷丸后的粗糙度，如表6所列 。本文第3节中，4种工艺条件下，喷丸后齿面粗糙度均增大，增洪流平差别 。该试验中保存喷前粗糙度和工艺参数（饱和强度或笼罩率）两个变量，无法准确得出喷丸后粗糙度与各简单影响因素之间的关系 。现在，许多学者对此做过研究，并且在有限元模拟基础上提出了喷丸后外貌粗糙度的理论展望模子，用于展望差别喷丸工艺对应的粗糙度值 。
团结现实履历和其他学者的研究，对各因素的影响方法可作出的推测如表6所示 �？杉�，喷丸后粗糙度受到多种因素的综合影响，同时这些因素也是影响剩余压应力巨细的要害因素 。为了在包管剩余压应力的条件下降低喷丸后的粗糙度，需要大宗的工艺试验，一直优化参数组合 。
齿面粗糙度增大对系统NVH性能的影响
齿轮零件处于动态传动系统中，齿面粗糙水平会影响其NVH性能 。文献试验效果显示，在相同载荷和转速下，外貌粗糙度越大，系统的振动和噪声越大；当载荷和转速增大时，振动和噪声增大越发显着 。
近年来，新能源减速器项目迅速增多，且体现出高转速、大扭矩的生长趋势 。现在我司新能源减速器中最大扭矩354N·m，最大转速16000r/min，未来会提高到20000r/min以上 。在这样的使用工况下，必需思量齿面粗糙度增大对系统NVH性能的影响 。
喷丸后齿面粗糙度的改善步伐
磨齿后喷丸工艺可以提高齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度，在齿轮设计历程中，若因强度缘故原由而必需接纳此工艺，为了兼顾系统的NVH性能，可思量从如下几个方面改善喷丸后的齿面粗糙度：
a.优化喷丸工艺参数，在包管剩余压应力的前 提下，控制喷丸后齿面粗糙度放洪流平 。这需要大宗的工艺试验，且工艺通用性不强 。
b.接纳复合喷丸工艺，即在正常强度喷丸完成后，再增添一道喷丸，增添的喷丸历程强度通常较小，丸料种类、尺寸可做调解，如接纳陶瓷丸、玻璃丸或尺寸较小的钢丝切丸 。
c.喷丸后增添齿面抛光、自由珩等工序 。
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