Während des Aufkohlungs- und Abschreckungsprozesses weisen dünnwandige Zahnräder in der Regel einen ebenen Verzug und eine elliptische Verformung auf.
Beim Schleifen entstehen durch die ungleichmäßige Verteilung des Zahnflächenaufmaßes schwarze Haut und Schleifstufen auf der Zahnoberfläche;
Die Härtungsschicht auf der linken und rechten Zahnoberfläche ist ungleichmäßig und die Oberfläche Härte sinkt, und in schweren Fällen wird das Getriebe verschrottet.
Um dieses Problem zu lösen, wurden die horizontale und die hängende Aufladung entwickelt.
Der Aufkohlungs- und Abschreckungsprozess sowie die Verformungsdaten werden im Folgenden detailliert beschrieben.
Die Parameter eines Zahnradprodukts sind in Tabelle 1 aufgeführt, und die schematische Darstellung ist in Abb. 1 zu sehen.
Tabelle 1 Getriebeparameter
| Mn | 4 |
| Z | 138 |
| α | 20° |
| β | 23°4′26″ |
| Addendum Kreis / mm | 608 |
| Zahnbreite / mm | 80 |
| Schichttiefe / mm | 0.9～1.2 |
| Härte (HRC) | 58～62 |
| Ganggenauigkeit/Grad | 6 |
| Textur des Materials | 20CrMnMo |
Abb. 1 Getriebediagramm
Aufladungsmethode I: horizontale Platzierung, wie in Abb. 2 dargestellt.
Abb. 2 Schematische Darstellung der horizontalen Platzierung
Lademodus 2: vertikale Aufhängung, wie in Abb. 3 und Abb. 4 dargestellt.
Abb. 3 Schematische Darstellung der vertikalen Aufhängung
Abb. 4 vertikal hängende Objekte anderer Heizungen
Wie in Abb. 5 dargestellt, verwendet die Anlage einen AICHELIN 5 / 2A Kastenofen.
Abb. 5 Kurve des Wärmebehandlungsprozesses
Das metallographische Gefüge wird nach JB / T6141.3 und GB / T3480.5 beurteilt, wie in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2 Metallographische Struktur
| K / Klasse | Ar（%） | M / Niveau | IGO/μm | F / Niveau |
| 2 | 15～20 | 2 | 18 | 3 |
Wie in Abb. 6 dargestellt, beträgt die Schichttiefe DC = 1,219 mm/HV550.
Abb. 6 Härtegradient
Die Daten zur Zahnradverformung sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Tabelle 3 Vergleich des Teilkreises und des Planlaufs nach dem Aufkohlen und Abschrecken zwischen horizontaler und hängender Anordnung
| Teilnummer | Standort | 0° | 90° | 180° | 270° | Gesamtauslauf | |
| Horizontale Platzierung | Teil 1 | Teilkreis / mm | 0.74 | 0.61 | 0.61 | 0.43 | 0.31 |
| Stirnseite / mm | 0 | 1.15 | 0.47 | 1.3 | 1.3 | ||
| Teil 2 | Teilkreis / mm | 0.86 | 0.55 | 0.86 | 0.92 | 0.37 | |
| Stirnseite / mm | 1 | 1.35 | 1.82 | 1.36 | 0.82 | ||
| Platzierung der Aufhängung | Teil 1 | Teilkreis / mm | 0 | 0.01 | 0 | 0.02 | 0.02 |
| Stirnseite / mm | 0 | 0.03 | 0.03 | 0.07 | 0.07 | ||
| Teil 2 | Teilkreis / mm | 0 | -0.01 | -0.01 | 0.05 | 0.06 | |
| Stirnseite / mm | 0.01 | -0.04 | -0.04 | 0.18 | 0.22 |
Aufgrund des Verzugs und der Verformung der horizontal angeordneten Teile sind die Zahnform, die Zahnrichtung und der Teilkreisrundlauf zu groß, was zu einem negativen Wert der Schleifaufmaßverteilung führt.
Nach dem Schleifen haben einige Zahnoberflächen eine schwarze Haut, und einige Zahnoberflächen weisen deutliche Schleifstufen auf, die schließlich verschrottet werden;
Das hängende Zahnrad hat eine geringe Verformung, eine gleichmäßig verteilte Schleifzugabe und keine schwarze Haut und Stufe nach dem Schleifen.
Wenn das Zahnrad horizontal angeordnet ist, weil der Rand des Zahnrads aufgehängt ist, wird das Kriechen durch das Eigengewicht der Felge während des Aufkohlungsprozesses verursacht, die Abschrecken ist unmittelbar, die Querschnittsfläche des Ölkontakts ist groß, und das Öl tritt zuerst in die untere Stirnfläche und dann in die obere Stirnfläche ein;
Aufgrund des Ungleichgewichts von thermischer Spannung und Phasenwechselspannung an beiden Enden ist die obere Stirnfläche konvex und das Zahnrad verzieht sich zu stark;
Im Gegensatz dazu kommt es beim Aufkohlungsprozess zu Hochtemperaturkriechen, aber der Zahnkranz trägt kein großes Biegemoment.
Gleichzeitig sind die beiden Stirnflächen während des Abschreckens parallel zueinander, die Öleinlaufstrecke ist klein, die Phasenwechselspannung und die thermische Spannung sind ausgeglichen und symmetrisch, und der Stirnflächenrundlauf und der Teilkreisrundlauf des Zahnrads sind kleiner als bei der horizontalen Anordnung.
Nach der obigen Analyse der Ursachen für die Verformung des Zahnrads wurde die Aufhängung auch für das Zahnrad mit einem Durchmesser von 1140 mm durchgeführt, wobei sehr gute Ergebnisse erzielt wurden.
Die Getriebeparameter sind in Tabelle 4, die Aufladung in Abb. 7 und die Verformungsdaten in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 4 Getriebeparameter
| Mn | 8 |
| Z | 137 |
| α | 20° |
| β | 12° |
| Addendum Kreis / mm | 1140 |
| Zahnbreite / mm | 120 |
| Schichttiefe / mm | 1.6～2.0 |
| Härte (HRC) | 58～62 |
| Ganggenauigkeit/Grad | 6 |
| Textur des Materials | 20CrMnMo |
Abb. 7: Bild der Ofenbeschickung
Tabelle 5: Rundlaufdaten von Stirnfläche und Teilkreis von 4 Zahnrädern
| Teilnummer | Standort | 0° | 90° | 180° | 270° | Gesamtauslauf |
| Teil 1 | Teilkreis / mm | 0.53 | 0.51 | 0.55 | 0.5 | 0.05 |
| Stirnseite / mm | 0.45 | 0.3 | 0.6 | 0.5 | 0.3 | |
| Teil 2 | Teilkreis / mm | 1 | 1 | 1.07 | 1 | 0.07 |
| Stirnseite / mm | - | - | - | - | 0.4 | |
| Teil 1 | Teilkreis / mm | 0.9 | 0.92 | 0.97 | 0.92 | 0.07 |
| Stirnseite / mm | 0.58 | 0.8 | 0.7 | 0.9 | 0.32 | |
| Teil 2 | Teilkreis / mm | 0.25 | 0.22 | 0.23 | 0.28 | 0.06 |
| Stirnseite / mm | 0.7 | 0.6 | 0.35 | 0.4 | 0.35 |
(1) Bei Φ600mm×80mm dünnwandigen Zahnrädern wird der Teilkreisrundlauf von aufgekohlten und abgeschreckten Zahnrädern durch den Hängeofen von 0,34mm auf 0,04mm reduziert;
Der durchschnittliche Stirnflächenrundlauf wurde von 1,06 mm auf 0,15 mm reduziert.
(2) Für das Φ1140mm×120mm dünnwandige Zahnrad wird der Teilkreislauf des aufgekohlten und abgeschreckten Zahnrads durch hängende Aufladung auf 0,07mm kontrolliert;
Der Rundlauf der Stirnseite muss unter 0,40 mm liegen.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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