拋丸機的拋丸強化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的重要應用

拋丸機的拋丸強化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的重要應用有哪些，這里安泰拋丸機廠(chǎng)為大家簡(jiǎn)單介紹一下

拋丸強化技術(shù)的應用可有效改善和進(jìn)步汽車(chē)關(guān)鍵部件的抗疲憊壽命和耐腐蝕性能。目前，全球很多著(zhù)名的汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商和零部件制造商都已將強化列進(jìn)標準的生產(chǎn)工藝流程中，同時(shí)，強化設備也與其他制造設備一樣形成了完整的現代制造流水線(xiàn)。

隨著(zhù)拋丸強化技術(shù)的不斷發(fā)展，其在汽車(chē)制造領(lǐng)域用于改善和進(jìn)步汽車(chē)關(guān)鍵部件的抗疲憊壽命越來(lái)越成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，并且在轎車(chē)、卡車(chē)、摩托車(chē)等設計的最初就對其進(jìn)行了充分考慮和重視。目前，大部分發(fā)動(dòng)機零件的設計中都會(huì )有噴/拋丸強化技術(shù)和工藝的應用，包括：曲軸 (往氧化皮和強化)、連桿(強化)、傳動(dòng)齒輪和其他軸類(lèi)零件，齒圈、活塞，太陽(yáng)齒和行星齒以及板簧和圓簧等。大量的汽車(chē)零部件，無(wú)論是鑄/鍛件、壓鑄件，還是機械切削件、焊接件都需要利用不同類(lèi)型的噴/拋設備進(jìn)行表面處理，如往除氧化皮，往毛刺、清砂和清理其他表面雜質(zhì)。

有確鑿的數據證實(shí)：通過(guò)噴丸強化，能讓板簧的抗疲憊壽命延長(cháng)600%，傳動(dòng)齒輪的抗疲憊壽命延長(cháng)1500%，曲軸的抗疲憊壽命延長(cháng)900%。有效進(jìn)步零部件的抗疲憊性能和耐腐蝕性能，對其使用壽命和使用安全性具有重大的意義。依靠噴丸強化技術(shù)，零件可設計地更輕巧，一些原來(lái)因工藝規格要求不得不使用昂貴材質(zhì)的零件現在也可替換使用低價(jià)格材料，通過(guò)噴丸強化工藝能夠達到同等甚至更好的性能標準。

曲軸制造流程中的拋丸清理,作為制造流程的一個(gè)環(huán)節，熱處理過(guò)的曲軸需要經(jīng)過(guò)拋丸清理來(lái)往除表面的熱氧化皮。曲軸被置于旋轉輥輪上，在轉動(dòng)時(shí)，曲軸所有表面被充分曝露在多個(gè)拋頭拋射出的丸流下，多角度的丸粒沖擊使曲軸的外表面得到徹底清理。

曲軸的尺寸決定了選用拋丸機的類(lèi)型。對于大的發(fā)動(dòng)機，曲軸尺寸可能大到φ762mm、長(cháng)6096mm, 曲軸被置放于安裝在臺車(chē)上的一組滾輪間。有幾種工作方式，客戶(hù)可以根據自己廠(chǎng)房車(chē)間的實(shí)際情況選擇固定拋頭，既可讓臺車(chē)在拋頭下移動(dòng)，也可固定臺車(chē)，移動(dòng)上方的拋頭。無(wú)論選擇哪種方式，安放在滾輪間的曲軸都是不停地旋轉，使其各表面都接受充分地拋丸清理。

小一些的曲軸，如φ152～203mm、長(cháng)914mm，通常是利用旋吊式拋丸機進(jìn)行拋丸清理。曲軸被懸掛在一個(gè)吊鉤上，然后經(jīng)懸鏈的轉動(dòng)被送進(jìn)安裝有多個(gè)拋頭的拋丸室，進(jìn)行拋丸清理。吊鉤在拋丸室里旋轉，讓工件充分曝露在高速丸流下，邊旋轉邊通過(guò)。其清理速度可達到250件/h，且清理效果非常好。

固然對流程控制的要求不如強化那么嚴苛，但現代的曲軸拋丸清理設備也通過(guò)對流程參數的監控來(lái)保證清理質(zhì)量。

曲軸的強化

由于曲軸在交變應力作用下工作，其軸頸面變化轉接圓角處發(fā)生應力疲憊和應變破壞的危險性極大。目前，通過(guò)噴丸強化來(lái)改變曲軸抗疲憊性能已在大范圍內得到普遍應用，且效果令人滿(mǎn)足。

傳統滾壓工藝的缺陷是，由于受曲軸加工工藝性的限制，各軸頸圓角很難與滾輪相吻合，往往造成圓角的啃切現象，而且滾壓后的曲軸變形較大，效果不佳。噴丸強化的機理是利用嚴格控制直徑并具有一定強度的丸粒，在高速氣流作用下，形成彈丸流并連續向曲軸金屬表面噴射，就像用無(wú)數個(gè)小錘進(jìn)行錘擊，使曲軸表面產(chǎn)生極為強烈的塑性變形，形成冷作硬化層。簡(jiǎn)而言之，由于曲軸在加工中受各種機械切削力的作用，其表面特別是曲軸截面變化轉接圓角處的應力分布極不均勻，工作中又受交變應力作用，很輕易產(chǎn)生應力腐蝕而使曲軸的疲憊壽命降低。而噴丸強化工藝是通過(guò)引進(jìn)一個(gè)預壓應力來(lái)抵消零件在以后工作周期會(huì )受到的拉應力，從而進(jìn)步工件抗疲憊性能和安全使用壽命。

對于噴丸強化過(guò)程，有兩個(gè)最關(guān)鍵的參數。一個(gè)是應力強度，這通常是采用“阿爾門(mén)試片”進(jìn)行強度檢測。多個(gè)試片固定在曲軸的不同表面，特別是應力最集中的曲軸截面變化轉接圓角處，一同進(jìn)行噴丸，試片上產(chǎn)生的壓應力影響導致試片弓曲。曲率的擴大變化與丸料沖擊的能量成比例。另一個(gè)確定噴丸質(zhì)量的主要參數是覆蓋率，這主要是指強化后表面彈坑占據的面積與總強化表面的比值，該參數由曲軸的設計工程師來(lái)定義，通常要求是在100%～200%，有些曲軸應用可能要求覆蓋率高于200%。

根據曲軸的硬度和理想的導進(jìn)壓應力強度，通常曲軸噴丸強化使用的丸粒硬度在50～55 HRC，大小在S 280～S 330 (0.7 mm～0.84 mm)。這樣產(chǎn)生在“阿爾門(mén)試片”上的強度范圍約在0.008～0.010 C (0.025 on the A scale)。相較于拋丸清理，噴丸強化的工藝參數監控更為嚴苛。就曲軸強化應用而言，需要監控的參數包括:噴丸速度、噴丸強度、丸粒直徑、噴丸的間隔、強化的時(shí)間及覆蓋率。這些參數中任意一個(gè)的變化，都會(huì )不同程度地影響曲軸表面強化的效果。

正確應用可控的噴丸強化技術(shù)，能使曲軸和其它在高載荷條件下工作的零件的疲憊強度得到大幅進(jìn)步，從而大大延長(cháng)零件的抗疲憊壽命。先進(jìn)、精密的帶電腦程控技術(shù)的噴丸設備能夠對噴丸流程進(jìn)行嚴密監控，以確保噴丸質(zhì)量的恒定性和可重復性。目前，全球很多著(zhù)名的汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商和零部件制造商都已將強化列進(jìn)標準的生產(chǎn)工藝流程中，強化設備也與其他制造設備一樣形成了完整的現代制造流水線(xiàn)。