JP2012081569A - Peening finishing - Google Patents

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J Wern Michael
ジェイ. ワーン、マイケル
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Engineered Abrasives Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the strength of a gear tooth root radius and tooth faces by peening, enhance wear resistance, and reduce indentations due to the peening by applying vibration finishing thereafter.SOLUTION: A metal working method includes: causing a first peening medium to collide with a plurality of surfaces on the metallic gear to thereby improve the strength of the tooth roots and the wear resistance of the gear; exposing the plurality of surfaces to second peening media to thereby enhance compressive stresses (KSI) of the gear surfaces; vibrating the precisely finished medium with the gear in a container; cleaning the gear; and applying rust-proof treatment.

Description

本発明は、広くは歯車その他の工作物又は部品に媒体をブラスト処理し、かつピーニング仕上げする方法に関するものである。   The present invention relates generally to a method of blasting and peening media into gears and other workpieces or parts.

本発明のピーニング段階には、特許文献1の動力式部品抑え付け装置を使用でき、特許文献1の開示全体は、ここに引用することで本明細書に組み入れられるものである。
媒体によるブラスト処理又はピーニング処理は、歯車、工作物、部品の疲れ強さを高めるために利用される。歯車、例えば自動車の変速機に使用される歯車は、媒体をブラストすることにより耐久性が増し、歯車の所期の機能を適正に果たすことができる。本発明の媒体ブラスト段階は、特許文献2に開示された複数段階を含み、該第2特許文献を、ここに引用することで、その開示内容が本明細書にとり入れられるものである。
歯車等の工作物は密閉チャンバ内に入れられ、ブラスト・システムが起動されることで、媒体が空気と混合され、混合後、空気/媒体混合物が工作物に向けられる。この処理はピーニングと呼ばれる。
In the peening stage of the present invention, the power component restraining device of Patent Document 1 can be used, and the entire disclosure of Patent Document 1 is incorporated herein by reference.
Media blasting or peening is used to increase the fatigue strength of gears, workpieces and parts. Gears, such as those used in automobile transmissions, are more durable by blasting media and can properly perform the desired function of the gear. The media blasting stage of the present invention includes a plurality of stages disclosed in Patent Document 2, and the disclosure of the second patent document is incorporated herein by reference.
A workpiece such as a gear is placed in a sealed chamber and the blast system is activated to mix the media with air and, after mixing, the air / media mixture is directed to the workpiece. This process is called peening.

米国特許第5,272,897号公報US Pat. No. 5,272,897 米国特許第6,612,909号公報US Pat. No. 6,612,909

本発明の目的は、歯車のピーニングにより歯車の歯元円半径及び歯面を強化した後、振動仕上げすることである。ピーニング段階で歯車が強化され、かつ歯面に粗さが与えられる。ピーニング後の仕上げで、歯面は平滑にされ、小さなくぼみ又は圧痕が残される。これらの小さなくぼみ又は圧痕は、歯面にオイルが保留されるのを助ける。ピーニング後の振動処理により、表面Raが、より低いRa(5〜25Ra)に落とされるが、このRa値は中等度以上の体積の部品にとって経済的である。超仕上げ又は類似の加工により表面Raを1Ra以下に引き下げることは、費用面で無理である。“Ra”とは、国際的な粗さの標準である。例えばISO(国際標準化機構International Organization for Standardization)の標準4287参照のこと。   An object of the present invention is to perform vibration finishing after reinforcing the root radius and tooth surface of a gear by peening the gear. In the peening stage, the gear is strengthened and the tooth surface is given roughness. With the finish after peening, the tooth surfaces are smoothed, leaving small indentations or indentations. These small indentations or indentations help to retain oil on the tooth surface. The surface treatment Ra is dropped to a lower Ra (5-25 Ra) by vibration treatment after peening, but this Ra value is economical for parts with moderate or higher volume. It is impossible to reduce the surface Ra to 1 Ra or less by super finishing or similar processing. “Ra” is an international roughness standard. See, for example, Standard 4287 of ISO (International Organization for Standardization).

本発明の目的は、金属工作物加工方法を提供することである。この加工方法は、工作物(例えば歯車)の露出面に対して第1媒体(例えばカット・ワイヤ)をブラストして歯車の歯元強度を高める段階と、第1媒体ブラストを終え、第2媒体(例えばガラス粒、セラミック粒、微細鋼TM粒のいずれか)を工作物の露出面に向けてブラストして、歯面と歯元とに高い表面圧縮応力(kg/cm)(KSI)を加える段階と、容器(例えばボウル)を用意する段階と、微細仕上げ媒体(湿式又は乾式)を工作物と一緒に容器に装入する段階と、容器に振動を伝え、仕上げ媒体及び工作物を振動させる段階と、容器から工作物を取り出す段階と、工作物を洗浄する段階と、工作物をさび止め剤ですすぐことで工作物の耐摩耗性を高める段階とを含んでいる。本発明による歯車の媒体ブラスト処理により、歯車の歯元円半径及び歯面を強化する重要な目的が達せられる。本発明では、靱性を“KSI”(キロポンド毎平方インチ)(約70kg/cm)又は1000psiの観点から説明する。KSIは、応力やヤング率を特定するのに材料科学、土木・機械工学でしばしば用いられる。 An object of the present invention is to provide a metal workpiece processing method. This processing method includes a step of blasting a first medium (for example, a cut wire) with respect to an exposed surface of a workpiece (for example, a gear) to increase the tooth root strength of the gear, and after finishing the first medium blast, a second medium (For example, any one of glass grains, ceramic grains, and fine steel TM grains) is blasted toward the exposed surface of the workpiece, and high surface compressive stress (kg / cm 2 ) (KSI) is applied to the tooth surface and the root. Adding, preparing a container (e.g. a bowl), loading a fine finishing medium (wet or dry) into the container together with the workpiece, transmitting vibrations to the container, vibrating the finishing medium and the workpiece A step of removing the workpiece from the container; a step of cleaning the workpiece; and rinsing the workpiece with a rust inhibitor to increase the wear resistance of the workpiece. The medium blasting of the gear according to the present invention achieves an important objective of strengthening the root radius and tooth surface of the gear. In the present invention, toughness is described in terms of “KSI” (kilopond per square inch) (approximately 70 kg / cm 2 ) or 1000 psi. KSI is often used in materials science, civil engineering and mechanical engineering to specify stress and Young's modulus.

本発明のその他の目的は、工作物(例えば歯車、軸、その他の金属部品)を媒体ブラストした後、処理(精密仕上げ)することで約5〜25Raに仕上げ、振動又は超仕上げ段階を施す他の種類の処理によるより遥かに高いKSIを表面に有する工作物を提供することである。
以下で、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
Another object of the present invention is to subject the workpiece (eg gears, shafts, other metal parts) to media blasting and then processing (precision finishing) to give a finish, vibration or superfinishing step of about 5-25 Ra. It is to provide a workpiece having a much higher KSI on the surface than by this kind of treatment.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

本発明による工作物処理用媒体ブラスト装置の前面図。1 is a front view of a workpiece processing medium blasting apparatus according to the present invention. FIG. 本発明による工作物処理用媒体ブラスト装置の右側面図。The right view of the medium blasting apparatus for workpiece processing by this invention. 本発明による工作物処理用媒体ブラスト装置の平面図。1 is a plan view of a workpiece processing medium blasting apparatus according to the present invention. FIG. 本発明による工作物処理用媒体ブラスト装置のブラスト・ステーションの部分拡大側面図。FIG. 3 is a partially enlarged side view of a blasting station of a workpiece processing medium blasting apparatus according to the present invention. 本発明による工作物処理用超仕上げ媒体内に工作物(例えば歯車)を浸漬するための容器又はボウルの断面図。1 is a cross-sectional view of a container or bowl for immersing a workpiece (eg, a gear) in a workpiece finishing superfinishing medium according to the present invention. 振動段階時にボウルを閉じる前の、セラミック媒体と歯車とを入れたボウル200の部分平面図。The partial top view of the bowl 200 which put the ceramic medium and the gearwheel before closing a bowl at the time of a vibration stage. 本発明による工作物処理用超仕上げ媒体で工作物(例えば歯車)が湿潤化される間に、工作物に振動を伝えるための容器又はボウルの平面図。1 is a plan view of a container or bowl for transmitting vibrations to a workpiece while the workpiece (eg, a gear) is wetted with a workpiece finishing superfinishing medium according to the present invention. 本発明によるボウル又は容器の側面図。FIG. 3 is a side view of a bowl or container according to the present invention. 本発明による生産設備内の3個のボウルの平面図。FIG. 3 is a plan view of three bowls in a production facility according to the present invention. 本発明による生産設備内の3個のボウルの側面図。FIG. 3 is a side view of three bowls in a production facility according to the present invention.

図面を参照すると、図1には、本発明による媒体ブラスト装置が前面図で示され、全体が符号10で示されている。図示のように、媒体ブラスト装置10は、ブラスト用のキャビネット又はチャンバ15を含み、該チャンバ内で媒体流が工作物に向けられる。この媒体は、例えばカット・ワイヤ、ガラス粒、セラミック粒、微細鋼粒のいずれかを含むことができる。キャビネット15は、工作物20と衝突した後に落下する媒体を捕集する媒体ホッパ25に結合されている。落下する媒体は、再循環された媒体の破片を含むが、同じように未使用媒体、つまり破損していない媒体も含んでいる。導管30は、キャビネットの媒体ホッパ25を、全体が符号35で示された媒体回収システムに接続している。図2から最も良く分かるように、キャビネットの媒体ホッパ25は、また空気供給装置40に接続されている。空気供給装置40は、媒体ホッパ25へ空気流を供給し、捕集されて落下してくる媒体が導管30を通って媒体回収システム35へ上昇するように強制する。   Referring to the drawings, FIG. 1 shows a media blasting apparatus according to the present invention in a front view, generally designated 10. As shown, media blasting apparatus 10 includes a blasting cabinet or chamber 15 in which media flow is directed to a workpiece. This medium can include, for example, any of cut wires, glass grains, ceramic grains, and fine steel grains. The cabinet 15 is coupled to a medium hopper 25 that collects the medium that falls after colliding with the workpiece 20. Falling media includes recycled media debris, but also includes unused media, ie, media that has not been damaged. Conduit 30 connects cabinet media hopper 25 to a media collection system, generally designated 35. As best seen in FIG. 2, the cabinet media hopper 25 is also connected to an air supply device 40. The air supply device 40 supplies an air flow to the media hopper 25 to force the collected and falling media to rise through the conduit 30 to the media recovery system 35.

図1及び図2に示すように、媒体回収システム35は、捕集された媒体を選別装置50へ送るための導管45を含んでいる。選別装置50は、頂部スクリーン55と底部スクリーン60とを含む2デッキ・システムである。本発明の好適実施例では、頂部スクリーンは約7.4〜14.8μm(20〜40メッシュ)・ゲージであり、底部スクリーンは約62.9〜74.0μm(170〜200メッシュ)・ゲージである。選別装置50は、通常、落下する媒体を、非破損媒体と、ブラスト作業に再使用するのに十分な大きさの破損媒体と、再使用不能な微細な破片又は塵埃とを選別する。選別スクリーン55,60は、選別効率を高めるために、常時、振動させておく。   As shown in FIGS. 1 and 2, the medium recovery system 35 includes a conduit 45 for sending the collected medium to the sorting device 50. The sorter 50 is a two-deck system that includes a top screen 55 and a bottom screen 60. In a preferred embodiment of the invention, the top screen is about 7.4 to 14.8 μm (20 to 40 mesh) gauge and the bottom screen is about 62.9 to 74.0 μm (170 to 200 mesh) gauge. is there. The sorting device 50 normally sorts the falling medium into non-damaged media, broken media large enough to be reused for blasting operations, and fine debris or dust that cannot be reused. The sorting screens 55 and 60 are constantly vibrated to increase sorting efficiency.

媒体回収システム35は、また導管65を含んでいる。導管65は、フィルタ・システム70と送風機モータ・システム75とに接続されている。一好適実施例では、送風機モータ・システム75は、騒音低減のための送風機マフラー77を含んでいる。送風機モータ・システム75は、導管65から空気を吸い込み、導管45内に上昇空気流を生み出し、この上昇空気流によって、微細媒体及び再使用不能媒体が、選別装置50から導管45を経て導管65及びフィルタ・システム70へ搬送される。フィルタ・システム70は、微細媒体や破損媒体を捕集する集塵装置80に接続されている。微細/破損媒体はドラム85内へ集められ、ドラムは、定期的に取り外され空にされる。一好適実施例では、ドラム85は、転動手段を有するようにされ、例えば、キャスター付きにすることができる。   The media recovery system 35 also includes a conduit 65. Conduit 65 is connected to filter system 70 and blower motor system 75. In one preferred embodiment, the blower motor system 75 includes a blower muffler 77 for noise reduction. The blower motor system 75 draws air from the conduit 65 and creates an ascending air flow in the conduit 45, which causes fine and non-reusable media to flow from the sorting device 50 via the conduit 45 to the conduit 65 and Transported to filter system 70. The filter system 70 is connected to a dust collector 80 that collects fine media and damaged media. Fine / broken media is collected in drum 85, which is periodically removed and emptied. In one preferred embodiment, the drum 85 is provided with rolling means and can be, for example, castered.

図1に示すように、選別装置50は、導管95を介して2重圧力チャンバ90に接続されている。キャビネットの媒体ホッパ25と圧力チャンバ90との間には、媒体通路が形成されている。一好適実施例では、2重圧力チャンバは約4.9〜5.6kg/cm(70〜80psi)に保たれる。回収した再利用可能な媒体は、導管95を介して2重圧力チャンバ90へ送られ、未使用媒体と混合される。一好適実施例では、回収媒体の寸法は、37.0μm(100メッシュ)を超えるものであり、未使用媒体は、約22.2〜37.0μm(60〜100メッシュ)、好ましくは約22.2〜29.6μm(60〜80メッシュ)である。既述のように、本発明では、媒体は、ガラス粒、セラミック粒、微細鋼粒いずれかでよい。未使用媒体は、複数の媒体供給弁97を介して2重圧力チャンバ90へ供給される。2重圧力チャンバ90は、また未使用媒体の供給を自動制御する媒体センサ・モニタ100に接続されている。未使用媒体の供給制御により工作物の適切なピーニングが保証される。特に、未使用媒体の供給制御により、工作物20に適切な圧縮応力が加えられ、十分に高い疲れ強さが得られる。 As shown in FIG. 1, the sorting device 50 is connected to a double pressure chamber 90 via a conduit 95. A media passage is formed between the cabinet media hopper 25 and the pressure chamber 90. In one preferred embodiment, the dual pressure chamber is maintained at about 70 to 80 psi (4.9 to 5.6 kg / cm 2 ). The recovered reusable medium is sent via conduit 95 to dual pressure chamber 90 where it is mixed with unused medium. In one preferred embodiment, the size of the recovery medium is greater than 37.0 μm (100 mesh) and the unused medium is about 22.2-37.0 μm (60-100 mesh), preferably about 22. 2 to 29.6 μm (60 to 80 mesh). As described above, in the present invention, the medium may be a glass grain, a ceramic grain, or a fine steel grain. The unused medium is supplied to the double pressure chamber 90 through a plurality of medium supply valves 97. The dual pressure chamber 90 is also connected to a media sensor monitor 100 that automatically controls the supply of unused media. Appropriate peening of the workpiece is ensured by the supply control of the unused medium. In particular, the supply control of the unused medium applies an appropriate compressive stress to the workpiece 20, and a sufficiently high fatigue strength is obtained.

2重圧力チャンバ90は、また自動媒体計量開閉弁105を含むのが好ましい。開閉弁105は、媒体が空気中に浮遊する空気/媒体混合個所への未使用媒体/再循環媒体混合物の供給を調整する。2重圧力チャンバ90には自動空気弁110が接続され、それにより媒体が空気/媒体混合個所で空気中に浮遊し、浮遊媒体はブラスト・ホース115を介してブラスト・キャビネット15へ送られる。
本発明の自動媒体計量開閉弁105では、媒体流量の制御が改善され、媒体と空気の供給を別個に制御できる。本発明の自動媒体計量開閉弁105では、媒体の供給が、吸込み式システムではなく、むしろ加圧ブラスト・システムの使用により可能になった。吸込み式システムの場合、吸込み力は、媒体供給部から媒体供給ホースを介して吸込みガンへ媒体を吸込むことに依存する。しかし、吸込みシステム内に計量開閉弁105を配置すれば、媒体供給ホース内の圧力降下が減少し、吸込み力が低下するだろう。吸込み力が低下すれば、また媒体の供給が妨害される。他方、本発明のシステムは、圧力駆動システムのため、正圧に依存して媒体計量開閉弁105を介し媒体混合個所へ媒体を強制供給できる。
The dual pressure chamber 90 also preferably includes an automatic media metering on / off valve 105. The on-off valve 105 regulates the supply of the unused medium / recirculation medium mixture to the air / medium mixing point where the medium floats in the air. An automatic air valve 110 is connected to the double pressure chamber 90 so that the medium floats in the air at the air / medium mixing point and the suspended medium is sent to the blast cabinet 15 via the blast hose 115.
In the automatic medium metering on / off valve 105 of the present invention, the control of the medium flow rate is improved, and the supply of the medium and air can be controlled separately. With the automatic media metering valve 105 of the present invention, media supply is enabled by the use of a pressurized blast system rather than a suction system. In the case of a suction-type system, the suction force depends on sucking the medium from the medium supply unit into the suction gun via the medium supply hose. However, placing the metering valve 105 in the suction system will reduce the pressure drop in the media supply hose and reduce the suction force. If the suction force decreases, the supply of the medium is also disturbed. On the other hand, since the system of the present invention is a pressure drive system, the medium can be forcibly supplied to the medium mixing portion via the medium metering on / off valve 105 depending on the positive pressure.

加圧システムの別の利点は、確実に適切な媒体速度を得る助けになる点である。既述のように、媒体速度は、工作物20に確実に十分な圧縮応力を加えるさいの重要な制御パラメータである。加圧システムは、媒体流量の制御と空気/媒体混合個所の位置決めとにより、適切な媒体速度を確実にする助けとなる。媒体流量は媒体計量開閉弁105によって制御される。空気/媒体混合個所は、ブラスト・ホースから十分に離れて配置されるので、媒体が目標速度又は適切な速度に達するための時間が与えられる。   Another advantage of the pressurization system is that it helps to ensure proper media speed. As already mentioned, the media speed is an important control parameter for ensuring that the workpiece 20 is sufficiently compressive stressed. The pressurization system helps to ensure proper media speed by controlling the media flow rate and positioning the air / medium mixing location. The medium flow rate is controlled by a medium metering on / off valve 105. The air / medium mixing location is located sufficiently away from the blast hose to allow time for the media to reach the target speed or an appropriate speed.

次に、ブラスト・キャビネット15内のブラスト・ステーション120を説明する。図4に示すように、被加工工作物、つまり媒体をブラストされる工作物20が、部品ホールダ125に取り付けられる。部品ホールダ125は硬化処理されるのが好ましい。工作物20は、予め定めた位置に動力式抑え付け装置130により保持される。本発明では、動力式抑え付け装置130は、特許文献1に記載されたものが好ましく、再度、該文献の参照を求めたい。該文献の内容は、ここに引用することで本明細書に取り入れられる。特許動力式抑え付け装置130により、媒体ブラスト中、工作物を所定位置に保持するクッション付き可変・補償クランプが提供される。特許文献1に記載の装置は、体積量の大きい部品の加工を容易にする上で極めて重要である。このことは、特に、ピーニング時に回転する傾向のある歯車等の部品の場合、特に重要である。なぜなら、抑え付け装置により部品の自由回転が防止されるからである。抑え付け装置は、また目標回転速度で部品を回転させるよう制御可能である。動力式抑え付け装置130の回転は回転可能な軸135を介して行われる。   Next, the blast station 120 in the blast cabinet 15 will be described. As shown in FIG. 4, a workpiece to be processed, that is, a workpiece 20 blasted with a medium, is attached to the component holder 125. The component holder 125 is preferably cured. The workpiece 20 is held at a predetermined position by the power-type pressing device 130. In the present invention, the power-type pressing device 130 is preferably described in Patent Document 1, and it is desired to obtain a reference to the document again. The contents of this document are incorporated herein by reference. Patent powered restraining device 130 provides a cushioned variable and compensating clamp that holds the workpiece in place during media blasting. The apparatus described in Patent Document 1 is extremely important in facilitating the processing of parts having a large volume. This is particularly important for parts such as gears that tend to rotate during peening. This is because the restraining device prevents free rotation of the parts. The hold-down device can also be controlled to rotate the part at the target rotational speed. The power restraining device 130 is rotated via a rotatable shaft 135.

好ましくは鋼製の硬化処理ロッド140によりガン−ラック組み立て体145用の支持システムが得られる。ガン−ラック組み立て体145はノズル・ホールダ150を保持している。ブラスト・ホース115が接続されているブラスト・ノズル155は、ノズル・ホールダ150に取り付けられている。ブラスト・ノズル155は、空気中に浮遊する媒体の流れを工作物表面へ向かうように方向付ける。好ましくは、ブラスト・ノズルは、工作物20から約10〜25cm(約4〜8インチ)の位置に配置される。図4にはブラスト・ノズル155が1つだけ示されているが、当業者には、複数ブラスト・ノズルが使用できることが理解されよう。本発明の一好適実施例では、図3に見られるように、ブラスト・キャビネット15内に4個のブラスト・ノズル155が配置されている。部品抑え付け装置130とブラスト装置とを内包するブラスト・キャビネット15には、また新しい工作物20を装入するためのドア160が設けられている。   A steel hardening rod 140 provides a support system for the gun-rack assembly 145. The gun-rack assembly 145 holds the nozzle holder 150. The blast nozzle 155 to which the blast hose 115 is connected is attached to the nozzle holder 150. The blast nozzle 155 directs the flow of medium suspended in the air toward the workpiece surface. Preferably, the blast nozzle is positioned about 4 to 8 inches from the workpiece 20. Although only one blast nozzle 155 is shown in FIG. 4, those skilled in the art will appreciate that multiple blast nozzles can be used. In one preferred embodiment of the present invention, as seen in FIG. 3, four blast nozzles 155 are arranged in the blast cabinet 15. The blast cabinet 15 containing the component pressing device 130 and the blasting device is provided with a door 160 for loading a new workpiece 20.

次に媒体ブラスト装置の作業を説明する。工作物20を部品抑え付け装置130内に装入した後、ドア160を閉じる。次いで、空気中に浮遊する媒体の流れが、ブラスト・ノズル155によって工作物20へ向けられる。媒体がブラストされる間、工作物は特許の動力式部品抑え付け装置130によって制御可能に回転させられる。この制御可能な回転によって、工作物20の表面の均等なピーニングが保証され、高い指向性を有する媒体流の使用が不要になり、ひいては水で支持される媒体の使用も不要となる。   Next, the operation of the media blasting apparatus will be described. After loading the workpiece 20 into the component restraining device 130, the door 160 is closed. A flow of media suspended in the air is then directed to the workpiece 20 by the blast nozzle 155. While the media is blasted, the workpiece is controllably rotated by the patented power component hold-down device 130. This controllable rotation ensures an even peening of the surface of the workpiece 20 and eliminates the use of a highly directional medium flow and thus the use of a water-supported medium.

動力式部品抑え付け装置130は、好ましくは8〜12rpmで回転する。しかし、歯車の処理に特に効果的と分かったのは10〜12rpmの回転速度だった。この回転速度は、所要ピーニング度と、結果として得られる表面のくぼみの平坦性とに関連づけることができる。制御された低速回転により、一様な小さなくぼみを伴う均等なピーニングが可能になり、表面への媒体流の不均一な衝突の結果生じる圧痕の発生が防止される。これらの圧痕は、ひび割れの前駆形態として作用する恐れがある。工作物が歯車の場合、制御された回転によって、媒体、例えばカット・ワイヤ、セラミック粒、微細鋼粒、ガラス粒のいずれかが、回転の進行中、確実に歯車のルートと歯面に向けられる。均一なピーニングが保証されることで、工作物20の作業特性が改善される。   The powered component restraining device 130 preferably rotates at 8-12 rpm. However, rotation speeds of 10-12 rpm were found to be particularly effective for gear processing. This rotational speed can be related to the required degree of peening and the flatness of the resulting surface depression. Controlled low speed rotation enables even peening with uniform small indentations and prevents the formation of indentations resulting from non-uniform impingement of media flow on the surface. These indentations can act as precursor forms of cracks. If the workpiece is a gear, controlled rotation ensures that any medium, such as cut wire, ceramic grain, fine steel grain, or glass grain, is directed to the gear root and tooth surface during the course of rotation. . By ensuring uniform peening, the work characteristics of the workpiece 20 are improved.

一実施例では、比較的少量の媒体流が、先行技術による方法の場合より高速かつ長時間、ブラストされる。好適流量は使用媒体の種類及び寸法に依存し、同様に、関連する特定用途に依存する。歯車の処理の場合、約0.68〜1.35kg/min(約1.5〜3lb/min)の媒体流量が効率的と判明した。もちろん、所望の成績に応じて別の流量も使用できよう。この流量は、約18.5〜37.0μm(50〜100メッシュ)の寸法範囲のガラス媒体、セラミック媒体、微細鋼媒体の場合に効率的と分かった。しかし、本発明の一好適実施例では、約22.2〜37.0μm(60〜100メッシュ)のガラス媒体が使用される。約22.2〜37.0μm(60〜100メッシュ)のガラス媒体が、8620鋼を用いて作られた歯車を含む一定歯車の処理に使用された場合、該歯車の作業特性に著しい改善が見られた。使用すべき媒体の選択は用途と相対的な経済性に依存する。セラミック媒体と鋼媒体は、ガラスより長持ちするが、より高価である。   In one embodiment, a relatively small amount of media stream is blasted faster and for a longer time than with prior art methods. The preferred flow rate depends on the type and size of the medium used, as well as on the particular application involved. In the case of gear processing, medium flow rates of about 0.68 to 1.35 kg / min (about 1.5 to 3 lb / min) have been found to be efficient. Of course, other flow rates could be used depending on the desired performance. This flow rate has been found to be efficient for glass media, ceramic media, fine steel media in the size range of about 18.5-37.0 μm (50-100 mesh). However, in a preferred embodiment of the present invention, a glass medium of about 22.2-37.0 μm (60-100 mesh) is used. When glass media of about 22.2-37.0 μm (60-100 mesh) is used to process certain gears, including gears made using 8620 steel, there is a significant improvement in the working characteristics of the gears. It was. The choice of media to use depends on the application and relative economics. Ceramic and steel media last longer than glass, but are more expensive.

媒体は、工作物20に衝突した後、キャビネット媒体ホッパ25内に落下し、回収システム35へ運ばれる。再使用可能な媒体は、微細媒体及び塵埃から分離され、未使用媒体と混合された後、ブラスト・ステーション120へ戻される。この混合によって媒体の廃棄物が低減される。部分破損した媒体の再使用により、また工作物20に対する媒体の研磨効果も改善される。
8620鋼等の一定材料製の歯車を含む一定の歯車のブラスト処理には、ガラス媒体を使用することにより、満足な成績が得られるが、5130m鋼等の別の材料製の歯車の場合は、ガラス媒体の使用は全く望ましくないことが判明した。概して、本発明の、セラミック媒体でのブラスト処理は、種々の金属で作られた広範囲の種類の歯車について効果的であることが判明した。幾つかの酸化物セラミック、例えばZrO,AL,SiO,MgO等をブラスト処理に使用できる。好ましい媒体には、石英ガラス相で一様に包まれた結晶性ジルコニアが包含される。該媒体は、ZIRBLASTTM及びZIRSHOTTMの商品名でパリのル・デファンス所在のSEPR社で販売されている。
After the media collides with the workpiece 20, it falls into the cabinet media hopper 25 and is carried to the collection system 35. The reusable media is separated from the fine media and dust, mixed with the unused media, and then returned to the blast station 120. This mixing reduces media waste. By reusing the partially damaged media, the media polishing effect on the workpiece 20 is also improved.
Satisfactory results can be obtained by using glass media for blasting of certain gears including gears made of certain materials such as 8620 steel, but in the case of gears made of other materials such as 5130 m steel, It has been found that the use of glass media is completely undesirable. In general, the blasting with ceramic media of the present invention has been found to be effective for a wide variety of gears made of various metals. Several oxide ceramics such as ZrO 2 , AL 2 O 3 , SiO 2 , MgO, etc. can be used for blasting. Preferred media include crystalline zirconia uniformly encased in a quartz glass phase. The medium is sold under the trade names ZIRBLAST and ZIRSHOT by SEPR, located in Le Défense, Paris.

驚くことに、セラミック媒体を使用したブラスト処理は、一定金属歯車に対し、ガラスによるブラスト処理の場合より有意により良好な成績が得られることが判明した。例えば、従来の方法に比して、歯車の表面の抗点食性が改善され、歯元円半径の強度が改善される。該歯車の場合、未使用時に約14.8〜37.0μm(40〜100メッシュ)からのセラミック媒体、約0.454〜11.35kg/min(1〜25ポンド毎分)の流量、15〜180秒のサイクル時間、2.45〜6.3kg/cm(35〜90psi)の圧力、約5〜25rpmの歯車回転速度、15〜28Nのアルメン(Almen)強度が、歯車処理には効果的であることが判明した。また、該歯車の場合、次の加工条件下で優れた成績が観察された。すなわち、約0.454〜1.36kg/min(1〜3ポンド毎分)の少量の流量、約4.9〜5.6kg/cm(70〜80psi)の圧力、15〜120秒のサイクル時間、約8〜12rpmの回転速度、約0.210〜0.150mmの媒体直径である。 Surprisingly, it has been found that blasting using ceramic media gives significantly better results for certain metal gears than with glass blasting. For example, as compared with the conventional method, the resistance to pitting on the surface of the gear is improved, and the strength of the root radius is improved. For the gear, when not in use, ceramic media from about 14.8-37.0 μm (40-100 mesh), flow rate of about 0.454-11.35 kg / min (1-25 pounds per minute), 15-15 180 second cycle time, 2.45 to 6.3 kg / cm 2 (35 to 90 psi) pressure, about 5 to 25 rpm gear rotation speed, 15 to 28 N Almen strength, effective for gear processing It turned out to be. In the case of the gear, excellent results were observed under the following processing conditions. That is, a small flow rate of about 0.454 to 1.36 kg / min (1 to 3 pounds per minute), a pressure of about 4.9 to 5.6 kg / cm 2 (70 to 80 psi), a cycle of 15 to 120 seconds. Time, rotational speed of about 8-12 rpm, media diameter of about 0.210-0.150 mm.

セラミック媒体は比較的高価なので、歯車のブラスト後に集めて、それを未使用媒体に加えて再循環させ、システムの最初の起動後、未使用媒体と再使用媒体との混合物を再使用するのが好ましい。この好適処理では、約62.9〜74.0μm(170〜200メッシュ)のスクリーンが媒体回収システムの選別装置の底部スクリーンとして使用され、再循環媒体混合物から媒体の小破片が除去される。   Because ceramic media is relatively expensive, it can be collected after blasting the gear, added to the unused media and recirculated, and after the initial start-up of the system, the mixture of unused and reused media is reused. preferable. In this preferred process, a screen of about 62.9-74.0 μm (170-200 mesh) is used as the bottom screen of the media recovery system sorter to remove small pieces of media from the recycled media mixture.

本発明の更に別の実施例では、金属歯車を微細金属媒体ブラスト流で処理する方法が既述の装置を利用して説明される。この好ましい方法は、約0.454〜1.8kg/min(約1〜4ポンド毎分)の媒体流量、約150〜200マイクロメートルの媒体直径、約4.9〜5.6kg/cm(約70〜80psi)の圧力、約18〜26Nのアルメン範囲で実施される。微細鋼媒体は、歯車のブラスト後に集めて、再循環させるのが好ましい。 In yet another embodiment of the present invention, a method for treating a metal gear with a fine metal media blast flow is described using the apparatus described above. This preferred method has a media flow rate of about 0.454 to 1.8 kg / min (about 1 to 4 pounds per minute), a media diameter of about 150 to 200 micrometers, about 4.9 to 5.6 kg / cm 2 ( At a pressure of about 70-80 psi) and an almen range of about 18-26 N. The fine steel medium is preferably collected after gear blasting and recirculated.

鋼粒ショット媒体は、セラミック又はガラスより有意に長持ちするので、媒体ブラスト装置に追加を要する未使用媒体は極めて少ない。その結果、モニタや保守の必要が有意に低減し、同じく歯車の良好な大量処理に使用される媒体量も低減される。このように処理された金属歯車には、通常、本明細書に開示した、ガラス又はセラミック媒体による媒体ブラスト処理の場合より、表面組織に残る明瞭なくぼみが少なく、かつ小さい。加えて、このように処理した歯車は、本明細書に開示したガラス媒体やセラミック媒体による処理の場合より疲れ強さが低い。しかし、動力計による試験では、微細鋼粒媒体は、破損までの連続使用が70時間を上回り、この時間は、コーティングされた歯車処理に期待される破損成績を有意に40時間上回っている。保守、モニタ、媒体費のゆえに、ここに開示した微細鋼粒媒体による加工は、従来式のショット・ピーニングより優れた成績を示す低コストの方法である。微細鋼球媒体によるピーニングは、表面の高い抗点食性を有する多くの歯車に十分に役立つ方法である。動力計による歯車の試験中に高い点食度を示す場合には、セラミック媒体によるブラスト処理が好ましい。   Steel grain shot media lasts significantly longer than ceramic or glass, so very little unused media needs to be added to the media blasting equipment. As a result, the need for monitoring and maintenance is significantly reduced and the amount of media used for good mass processing of gears is also reduced. Metal gears treated in this way typically have fewer and less obvious indentations remaining in the surface texture than the media blast treatment with glass or ceramic media disclosed herein. In addition, the gears treated in this way have a lower fatigue strength than the treatment with glass or ceramic media disclosed herein. However, in dynamometer testing, the fine-grained media has been in continuous use up to failure for more than 70 hours, which is significantly greater than the expected failure performance for coated gear processing for 40 hours. Due to maintenance, monitoring, and media costs, the processing with the fine grain media disclosed herein is a low cost method that provides superior performance over conventional shot peening. Peening with a fine steel ball medium is a method that works well for many gears with high surface pitting resistance. Blasting with a ceramic medium is preferred when high pitting is shown during a gear test with a dynamometer.

ここに説明するセラミックによるブラスト処理装置を用いた場合、歯車は、次のように2重のピーニング段階で処理される。歯車は、その露出面が第1媒体(例えばカット・ワイヤ)でブラストされる。第1媒体でのブラスト段階(ピーニング)により、歯車の歯元がより強化される。第1媒体による媒体ブラスト後、歯車は、その露出面を第2媒体(ガラス粒、セラミック粒、鋼粒)でブラストされる。第2媒体による媒体ブラスト段階(ピーニング)で、歯車表面は、より強化され、表面には幾分粗さが残される。この粗さを有する表面のくぼみ又は圧痕は、例えば約150〜200マイクロメートルの媒体によるブラストの結果である。ブラストの結果生じるくぼみ又は圧痕は、150マイクロメートル未満であり、通常は75マイクロメートル未満である。これらの小圧痕は、高い圧縮応力を与え、かつ歯車使用中に歯車表面でのオイルの保留を容易にずる。続く仕上げ作業によりくぼみ又は圧痕の寸法は低減されるが、歯車表面の圧縮応力とオイル保留の利点は残される。   When the ceramic blasting apparatus described here is used, the gears are processed in a double peening stage as follows. The exposed surface of the gear is blasted with a first medium (for example, a cut wire). The tooth base of the gear is further strengthened by the blasting step (peening) in the first medium. After medium blasting with the first medium, the gear is blasted on the exposed surface with the second medium (glass grains, ceramic grains, steel grains). During the media blasting (peening) with the second media, the gear surface is strengthened, leaving some roughness on the surface. This rough surface indentation or indentation is the result of blasting, for example with media of about 150-200 micrometers. Indentations or indentations resulting from blasting are less than 150 micrometers, usually less than 75 micrometers. These small indentations provide high compressive stress and easily shift oil retention on the gear surface during gear use. Subsequent finishing operations reduce the size of the indentation or indentation, but retain the advantages of gear surface compression stress and oil retention.

2重ピーニング後、歯車201は、湿式又は乾式の精密仕上げ媒体212を入れたボウル200へ送られる。精密仕上げ媒体212は、好ましくは湿式酸性媒体である。ボウル200は図5に示されている(歯車201は精密仕上げ媒体212内に入れられるが、図5には示されていない)。ボウル200は、出口202、入口204、側壁206、頂部208、底部210を有している。湿式酸性精密仕上げ媒体212は、歯車及びセラミック媒体を湿潤化するのに十分な量で用意される。図6は、振動段階のためボウルを閉じる前の、セラミック媒体212及び歯車201の入ったボウル200の部分図である。図示の歯車201とセラミック媒体212との相対寸法は、歯車201とセラミック媒体212との相対寸法の一例に過ぎない。通常、セラミック媒体は、図6に示すより小寸法である。すなわち、セラミック媒体212と歯車201との相対寸法は、媒体212が歯車の歯間に入り込めるように十分小さくされているので、精密仕上げ作業(振動)中、歯間の歯車表面は精密に仕上げられる。ボウル200の振動は、振動カップラ214を介してボウル200に伝えられる。   After double peening, the gear 201 is fed to a bowl 200 containing a wet or dry precision finishing medium 212. The precision finishing medium 212 is preferably a wet acidic medium. Bowl 200 is shown in FIG. 5 (gear 201 is placed in precision finishing medium 212, but not shown in FIG. 5). The bowl 200 has an outlet 202, an inlet 204, a side wall 206, a top 208 and a bottom 210. Wet acidic precision finish media 212 is provided in an amount sufficient to wet the gear and ceramic media. FIG. 6 is a partial view of bowl 200 containing ceramic media 212 and gear 201 prior to closing the bowl for the vibration phase. The relative dimension between the gear 201 and the ceramic medium 212 shown is merely an example of the relative dimension between the gear 201 and the ceramic medium 212. Typically, the ceramic media is smaller than that shown in FIG. That is, the relative dimensions of the ceramic medium 212 and the gear 201 are sufficiently small so that the medium 212 can enter between the gear teeth, so that the gear surface between the teeth is precisely finished during the precision finishing operation (vibration). . The vibration of the bowl 200 is transmitted to the bowl 200 via the vibration coupler 214.

精密仕上げ媒体212の一例は、セラミック媒体と弱酸性溶液との混合物である。図7には3個の蓋付きボウルを有する製造設備の一部が示されている。図8〜図10には、製造設備内のボウルが示されている。各ボウルは、3個のバネ(より多くても少なくてもよい)を介してフロア上に支持されている。図7に見られるように、3個のボウル200は防音等のため蓋で覆われている。ボウル200は、通常、鋼製であり、振動を媒体に伝えるためのポリウレタン製ライナーを有している。例えば図6に見られるように、ボウル200の内側には、ボウル200の全内周にわたりチャネル250が延びている。ボウル中心部分は、外側周壁400を有する円筒形状(図6に符号300で示す円筒体外壁参照)であり、外側周壁400は円筒体壁300からチヤネル250によって隔てられている。   An example of a precision finishing medium 212 is a mixture of a ceramic medium and a weakly acidic solution. FIG. 7 shows a part of a production facility having three bowls with lids. 8 to 10 show the bowl in the production facility. Each bowl is supported on the floor via three springs (more or less). As seen in FIG. 7, the three bowls 200 are covered with a lid for soundproofing and the like. The bowl 200 is usually made of steel and has a polyurethane liner for transmitting vibration to the medium. For example, as seen in FIG. 6, a channel 250 extends inside the bowl 200 over the entire inner periphery of the bowl 200. The center portion of the bowl has a cylindrical shape having an outer peripheral wall 400 (see a cylindrical outer wall denoted by reference numeral 300 in FIG. 6), and the outer peripheral wall 400 is separated from the cylindrical wall 300 by a channel 250.

ボウル200の側部には、取り外し可能な蓋付き開口が設けられ、内容物を取り出すことができる。チャネル250の内側は傾斜がつけられているので、ボウルに振動が伝えられると、内容物はチャネルに沿って円形に流れる。内容物を円形に移動させるためには、チャネル壁又はフロアに別の形状を与えることもできる。この運動によって、内容物の混合が進み、それによって、歯車のあらゆる表面がチャネル250内で媒体212の平滑化作用に曝される。   A side opening of the bowl 200 is provided with a removable opening with a lid so that the contents can be taken out. Since the inside of the channel 250 is beveled, the contents flow in a circle along the channel when vibration is transmitted to the bowl. Other shapes can be applied to the channel wall or floor to move the contents in a circle. This movement advances the mixing of the contents, thereby exposing any surface of the gear to the smoothing action of the media 212 within the channel 250.

一好適実施例では、歯車がボウル内で精密仕上げ媒体によって湿潤化され、振動がボウルに伝えられ、内部の歯車と一緒に超仕上げ媒体が振動する。振動は、歯車が約5〜25Raに仕上げられるのに十分な時間にわたって継続される。振動(精密仕上げ)中、付加的な水及び/又は精密仕上げ媒体が、1つ以上の入口204を介して加えられる。過剰な精密仕上げ媒体や水等は出口202を介して除去される。精密仕上げは、歯車表面(工作物)が平滑化するまで続けられるが、歯車表面のオイル保留率を高めるのに十分なくぼみや圧痕等は残される。Raがゼロの仕上りは望ましくない。なぜなら、そのような完全な平滑化仕上げでは、オイル保留を高める表面くぼみ及び圧痕等が残らないからである。   In one preferred embodiment, the gear is wetted by the precision finishing medium in the bowl, vibrations are transmitted to the bowl, and the superfinishing medium vibrates along with the internal gear. The vibration continues for a time sufficient for the gear to be finished to about 5-25 Ra. During vibration (fine finishing), additional water and / or fine finishing media is added via one or more inlets 204. Excess precision finishing media, water, etc. are removed through outlet 202. The precision finishing is continued until the gear surface (workpiece) is smoothed, but dents and indentations are left sufficiently to increase the oil retention rate on the gear surface. A finish with Ra of zero is undesirable. This is because such a perfectly smooth finish does not leave surface indentations, indentations, etc. that enhance oil retention.

オイルを集めて歯車の作動中オイルを保留する箇所が、くぼみによって得られることで、或る量の潤滑オイルが歯車の平滑度と組み合わされ、歯車の使用寿命が増すと考えられる。既述の2重ピーニング後、約5〜25Raの目標範囲に精密仕上げすることにより、歯車の寿命が有意に長くなることが分かった。精密仕上げ後、歯車は、ボウルから取り出され、洗浄され、すすがれる。歯車は、最終段階でさび止め処理され、それにより耐摩耗特性が高められる。   It is believed that the indentation provides a place to collect oil and retain oil during gear operation, so that a certain amount of lubricating oil is combined with the smoothness of the gear, increasing the service life of the gear. After the double peening as described above, it was found that the life of the gears was significantly increased by precision finishing to a target range of about 5 to 25 Ra. After precision finishing, the gear is removed from the bowl, cleaned and rinsed. The gears are rusted at the final stage, thereby enhancing the wear resistance.

別の実施例の場合、液状媒体を添加することなく(すなわち乾式精密仕上げ媒体)ボウル内で歯車が精密仕上げされる。この実施例では、歯車は、歯車表面を平滑化する摩耗材料で乾式に事実上精密仕上げされるが、摩耗材料は液状ではない。容器に振動を伝え歯車と共に精密仕上げ媒体を振動させることにより、歯車表面のくぼみの寸法が低減されるが、圧縮応力とオイル保留の利点は残される。仕上げ後の表面は、既述のように平滑であり、ピーニングによる圧痕は、仕上げ後に残りはするが低減される。   In another embodiment, the gear is precision finished in the bowl without the addition of a liquid medium (ie dry precision finishing medium). In this embodiment, the gear is virtually precision finished dry with a wear material that smoothes the gear surface, but the wear material is not liquid. By transmitting vibrations to the container and vibrating the precision finish medium with the gear, the size of the indentation on the gear surface is reduced, but the advantages of compressive stress and oil retention remain. The finished surface is smooth as described above, and dents due to peening are reduced after finishing but remaining.

媒体ピーニング段階の結果、歯車の歯元円半径には少なくとも約5,631kg/cm(80KSI)、歯車表面には少なくとも約5,631kg/cm(80KSI)の残留圧縮応力が得られる。また深さ0.0127mm(0.0005in)、0.0245mm(0.001in)、0.49mm(0.002in)での残留圧縮応力は、通常、少なくとも約7,038kg/cm(100KSI)である。前記処理パラメータを用いれば、歯車は、残留圧縮応力が、歯元円半径では少なくとも7,038kg/cm(100KSI)、深さの通常値が0.000mm(0.000in)(表面)では少なくとも約9,150kg/cm(130KSI)、0.0127mm(0.0005in)では約12,250kg/cm(175KSI)、0.0245mm(0.001in)では約14,000kg/cm(200KSI)、0.49mm(0.020in)では約15,750kg/cm(225KSI)となるように製造された。 Results of the medium peening, at least about 5,631kg / cm 2 to dedendum circle radius of the gear (80 KSI), the residual compressive stress of at least about 5,631kg / cm 2 (80KSI) is obtained on the gear surface. The residual compressive stress at a depth of 0.0127 mm (0.0005 in), 0.0245 mm (0.001 in), and 0.49 mm (0.002 in) is usually at least about 7,038 kg / cm 2 (100 KSI). is there. Using the above processing parameters, the gear has a residual compressive stress of at least 7038 kg / cm 2 (100 KSI) for the root radius and at least 0.000 mm (0.000 in) for the normal depth (surface). about 9,150kg / cm 2 (130KSI), 0.0127mm in (0.0005in) about 12,250kg / cm 2 (175KSI), 0.0245mm (0.001in) in about 14,000kg / cm 2 (200KSI) , 0.49 mm (0.020 in) was manufactured to be about 15,750 kg / cm 2 (225 KSI).

既述の2段階媒体ブラスト方法によって処理した歯車の場合、続く精密仕上げ試験によって、歯車が、この3段階加工によって処理されなかった歯車に比較して優れた性能を有することが確認された。この好適加工法により処理された歯車は、優れた疲れ強さを有し、数百時間にわたり試験時にもほとんど摩耗の形跡なしに満足に動作したことが判明した。これに対し、従来の方法で処理した歯車は、動力計試験時に20時間ほどで破損すると予想できる。
ここでは、歯車用の媒体ブラスト処理の方法を抑え付け装置に関連して開示したが、他の従来式部品ホールダとブラスト装置を、ここで説明した複数段階と共に使用することもできる。既述の処理では、きわめてしばしば歯車が歯元円半径での疲れ曲げを防止するために、歯元に鋼粒ピーニングを必要とすることが認められる。本開示では、時として、第1ピーニング段階は必要ではなく、セラミック粒又はガラス粒でのピーニングのみが必要とされることが認識された。後者の場合、歯車に加わる応力はより小さく、おそらく寿命も短縮されると予想される。
In the case of gears processed by the previously described two-stage media blasting method, subsequent precision finishing tests confirmed that the gears had superior performance compared to gears that were not processed by this three-stage machining. It has been found that the gears treated by this preferred machining method have excellent fatigue strength and operate satisfactorily with little evidence of wear during testing over hundreds of hours. On the other hand, the gear processed by the conventional method can be expected to break in about 20 hours during the dynamometer test.
Although the method of media blasting for gears has been disclosed herein in connection with a restraining device, other conventional component holders and blasting devices can be used with the multiple stages described herein. It will be appreciated that the described process very often requires gear peening at the tooth base to prevent fatigue bending at the tooth root radius. In the present disclosure, it has been recognized that sometimes the first peening step is not necessary and only peening with ceramic or glass grains is required. In the latter case, the stress applied to the gear is smaller and is expected to probably shorten its life.

出願人は、ここで本発明の特定実施例を説明しかつ図面を示したが、これらの実施例は、本発明を制限するものではない。出願人は、本発明の種々の態様を特定実施例で説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の代替形式及び変更態様が、本開示から可能であることが理解されよう。   Applicants have now described specific embodiments of the invention and illustrated the drawings, which are not intended to limit the invention. While the applicant has described various aspects of the invention in specific embodiments, various alternative forms and modifications can be made to the present disclosure without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the claims. It will be understood that this is possible.

Claims (16)

金属歯車を加工する方法において、
歯車を得る段階と、
第1ピーニング媒体を金属歯車に向け、該歯車の複数表面を第1ピーニング媒体に曝すことで歯車の歯元の強度及び摩耗特性を高める段階と、
第2ピーニング媒体を金属歯車に向け、該歯車の複数表面を第2ピーニング媒体に曝すことで歯車表面の圧縮応力(KSI)を高める段階と、
容器を得る段階と、
容器内に精密仕上げ媒体を入れる段階と、
歯車を精密仕上げ媒体と一緒に容器に装入する段階と
精密仕上げ媒体が歯車と共に振動するように振動を容器に伝える段階と、
歯車を容器から取り出す段階と、
歯車を洗浄する段階と、
歯車をさび止め剤ですすぐ段階とを含む、金属歯車を加工する方法。
In a method of machining a metal gear,
Obtaining a gear,
Directing the first peening medium to the metal gear and exposing the plurality of surfaces of the gear to the first peening medium to increase the strength and wear characteristics of the gear teeth;
Increasing the compression stress (KSI) of the gear surface by directing the second peening medium to the metal gear and exposing a plurality of surfaces of the gear to the second peening medium;
Obtaining a container;
Placing the precision finishing medium in the container;
Loading the gear with the precision finishing medium into the container; transmitting the vibration to the container so that the precision finishing medium vibrates with the gear;
Removing the gear from the container;
Cleaning the gears;
A method of machining a metal gear, comprising rinsing the gear with a rust inhibitor.
前記精密仕上げ媒体が、亜鉛チップ、水、酸化アルミニウム粉体を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the precision finishing medium comprises zinc tip, water, and aluminum oxide powder. 前記容器がポリウレタンを内張りした鋼製ボウルである、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the container is a steel bowl lined with polyurethane. 前記振動が、約5−25Raに歯車を仕上げるのに十分な時間続けられる、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the vibration is continued for a time sufficient to finish the gear to about 5-25 Ra. 前記第1ピーニング媒体がカット・ワイヤを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the first peening medium comprises a cut wire. 前記第2ピーニング媒体が、ガラス粒、セラミック粒、微細鋼粒のうちの1つを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the second peening medium comprises one of glass grains, ceramic grains, and fine steel grains. 前記ピーニング媒体が約250マイクロメートル未満の直径を有する、請求項6記載の方法。   The method of claim 6, wherein the peening medium has a diameter of less than about 250 micrometers. 前記第1ピーニング媒体がセラミック媒体を含み、該セラミック媒体が、約1.75−約6.3kg/cm(約25−約90ポンド毎平方インチ)の圧力で金属歯車に向けられ、かつセラミック媒体が、未使用媒体として添加される場合、約0.210mm−約0.150mmの直径を有する、請求項1記載の方法。 The first peening medium includes a ceramic medium, the ceramic medium is directed to the metal gear at a pressure of about 1.75 to about 6.3 kg / cm 2 (about 25 to about 90 pounds per square inch), and the ceramic medium The method of claim 1, wherein the medium has a diameter of about 0.210 mm to about 0.150 mm when added as a fresh medium. 製品において、
請求項1記載の方法により製造された、製品。
In the product,
A product produced by the method of claim 1.
前記精密仕上げ媒体が酸性媒体を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the precision finishing medium comprises an acidic medium. 前記精密仕上げ媒体が乾式媒体を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the precision finishing media comprises a dry media. 金属歯車に第1ピーニング媒体を向けることにより、歯車表面に圧痕を設け、歯車表面の圧縮応力を高め、圧痕によりオイルの保留を容易にする、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the first peening medium is directed to the metal gear to provide an indentation on the gear surface, increasing the compressive stress on the gear surface, and facilitating oil retention by the indentation. 振動を容器に伝えて精密仕上げ媒体を歯車と共に振動させることにより、歯車表面の圧痕寸法を減少させ、しかも歯車表面には圧縮応力とオイル保留の利点とを残す、請求項12記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein vibrations are transmitted to the container to vibrate the precision finish medium with the gear, thereby reducing the indentation size of the gear surface while leaving the compressive stress and oil retention benefits on the gear surface. 金属歯車加工装置において、
歯車の歯元の強度及び耐摩耗特性を高めるため、金属歯車の複数表面が第1ピーニング媒体に曝されるように、第1ピーニング媒体を金属歯車に向ける装置と、
歯車表面の圧縮応力(KSI)を高めるため、歯車の複数表面が第2ピーニング媒体に曝されるように、第2ピーニング媒体を金属歯車に向ける装置と、
容器と、
容器内の精密仕上げ媒体と、
第1ピーニング媒体と第2ピーニング媒体とに曝される歯車を容器内へ配置する装置と、
精密仕上げ媒体を歯車と共に振動させるために容器に振動を伝える装置と、
容器から歯車を取り出す装置と、
歯車を洗浄する装置と、
歯車をさび止め剤ですすぐ装置とを含む、金属歯車加工装置。
In metal gear machining equipment,
An apparatus for directing the first peening medium to the metal gear such that a plurality of surfaces of the metal gear are exposed to the first peening medium in order to increase the tooth root strength and wear resistance of the gear;
An apparatus for directing the second peening medium to the metal gear such that multiple surfaces of the gear are exposed to the second peening medium to increase the compressive stress (KSI) of the gear surface;
A container,
Precision finishing media in the container;
An apparatus for placing a gear exposed to the first peening medium and the second peening medium into the container;
A device that transmits vibration to the container to vibrate the precision finishing medium with the gear;
A device for removing the gear from the container;
A device for cleaning the gears;
Metal gear processing equipment, including equipment for rinsing gears with rust inhibitor.
金属歯車において、
請求項14記載の金属歯車加工装置により製造される、金属歯車。
In metal gears,
A metal gear manufactured by the metal gear machining apparatus according to claim 14.
金属歯車において、
該金属歯車の表面が、歯車の歯元の強度及び耐摩耗特性が高めるために第1ピーン媒体により処理され、また歯車表面の圧縮応力(KSI)を高めるために第2ピーニング媒体により処理され、更に、精密仕上げ媒体と共に振動させることにより精密仕上げされ、その結果、ピーニングにより形成され圧痕が低減された精密仕上げ表面が得られる、金属歯車。
In metal gears,
The surface of the metal gear is treated with a first peening medium to increase the gear tooth root strength and wear resistance, and is treated with a second peening medium to increase the compression stress (KSI) of the gear surface; Further, a metal gear that is precision finished by vibrating with a precision finish medium, resulting in a precision finish surface formed by peening and having reduced indentation.
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