現(xiàn)代社會(huì)，汽車已成為人們必不可少的交通工具。中國自改革開放以來，人們對汽車的需求與日俱增，汽車已然從過去的奢侈品變成了現(xiàn)在人們的必需品，就連女孩嫁人都首先要問家中有無汽車，從這點(diǎn)上就能看出汽車對現(xiàn)代人生活的影響。而齒輪則是汽車零件中不可或缺的重要部分，可以說沒有齒輪就沒有汽車的誕生。因?yàn)槠嚢l(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱就是由各種齒輪組成的，如普通汽車上分別有時(shí)規(guī)齒輪、漸開線齒、斜齒齒輪等。還有一種直齒齒輪，其平順性雖差，但是也因?yàn)橐砸粭l齒寬的嚙合線瞬時(shí)嚙合，動(dòng)力傳播更為直接，適宜賽車改裝。但這些汽車齒輪其能力無論多大，如無針對齒輪特殊要求的設(shè)備輔助，也就無法實(shí)現(xiàn)上述齒輪對汽車的重要性。惠州美弗萊的齒輪強(qiáng)力噴丸機(jī)運(yùn)用強(qiáng)力噴丸工藝提高齒輪齒部彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度的重要方法，是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑。隨著應(yīng)用范圍的推廣，強(qiáng)力噴丸工藝提高齒輪疲勞強(qiáng)度和壽命的能力已被很多企業(yè)所證實(shí)。

大家知道，汽車齒輪是由輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓所組成。按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪;按齒線外形分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪;按輪齒所在的外表分為外齒輪、內(nèi)齒輪;按制造辦法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。齒輪的制造資料和熱處置過程對齒輪的承載才能和尺寸重量有很大的影響，不僅要求成本低,并能夠在高的交變負(fù)載下保持良好性能。為滿足這特殊要求自然要有特殊的工藝來達(dá)成，上海良時(shí)集團(tuán)的數(shù)控噴丸設(shè)備中的齒輪強(qiáng)力噴丸機(jī)就是其中的一種，它的表面處理功能能夠改善零件的性能，借助保護(hù)表面免遭運(yùn)行時(shí)循環(huán)負(fù)載的損壞。數(shù)控噴丸設(shè)備中的齒輪強(qiáng)力噴丸機(jī)主要是用來提高齒輪齒部彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度的重要方法，是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑。利用高速運(yùn)動(dòng)的彈丸流(強(qiáng)力噴丸機(jī)提供)對金屬表面的沖擊而使表面產(chǎn)生塑性循環(huán)應(yīng)變層，由此導(dǎo)致該層的顯微組織發(fā)生位錯(cuò)，并出現(xiàn)亞晶界和晶粒細(xì)化現(xiàn)象，使表面植入殘余壓應(yīng)力場，表層的顯微組織和殘余應(yīng)力是提高金屬零件的疲勞斷裂和應(yīng)力腐蝕斷裂抗力的兩個(gè)強(qiáng)化因素，其結(jié)果使零件的可靠性和耐久性獲得提高。

噴丸對提高零件疲勞抗力的作用

借助表面冷變形實(shí)現(xiàn)材料表面強(qiáng)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。

1、噴丸使材料表面性能改善

強(qiáng)化噴丸過程中，當(dāng)微小球形鋼丸高速撞擊受噴工件表面時(shí)，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(dāng)越來越多的鋼丸撞擊到受噴工件表面時(shí)，工件表面越來越多的部分因吸收高速運(yùn)動(dòng)鋼丸的動(dòng)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(huì)使塑變層因繼續(xù)延伸而厚度逐步變薄，同時(shí)塑變層的徑向延伸會(huì)因受到鄰近區(qū)域的限制而導(dǎo)致重疊部分發(fā)生破壞，最終塑變層因持續(xù)的噴丸而剝落。所以必須對噴丸的時(shí)間加以嚴(yán)格的控制。

2、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(diǎn)：當(dāng)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(dāng)越來越多的鋼丸撞擊到試樣表面時(shí),則會(huì)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(huì)受到來自未塑性變形近鄰區(qū)域的限制,因此整個(gè)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(qiáng)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(zhǔn)確測定受噴零件的表層殘余應(yīng)力對于評價(jià)噴丸工藝的優(yōu)劣是一個(gè)行之有效的手段。

3、噴丸對零件表面粗糙度的影響

強(qiáng)化噴丸會(huì)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(jī)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(shí)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(shí)踐中，要想獲得較理想的噴丸表面，應(yīng)從以下幾個(gè)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(qiáng)化后，采用較小鋼丸低壓力(不能改變噴丸強(qiáng)度值)覆蓋一次，可達(dá)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(shí)要控制表面金屬去除量。這樣，既不損害噴丸的強(qiáng)化效果，又可改善表面粗糙度。當(dāng)然，這是一個(gè)多因素問題,不論采用什么方法，必須同時(shí)考慮其他因素的影響。

結(jié)論：

在噴丸過程中，材料表層承受鋼丸的劇烈沖擊產(chǎn)生形變硬化層，這將導(dǎo)致兩種效果：一是組織上造成亞晶細(xì)化，位錯(cuò)密度增加，晶格畸變加劇;二是引入高的宏觀殘余壓應(yīng)力。此外，由于鋼丸沖擊使表面粗糙度有所增加，會(huì)使切削加工時(shí)產(chǎn)生的尖銳刀痕趨于圓滑。這些變化將明顯地提高材料的疲勞抗力和應(yīng)力腐蝕抗力，從而明顯地提高齒輪的壽命。