Как контролировать деформацию тонкостенных шестерен при науглероживании и закалке? | СтанокМФГ

Как контролировать деформацию при науглероживании и закалке тонкостенных зубчатых колес?

0
(0)

В процессе науглероживания и закалки тонкостенные шестерни обычно подвергаются плоскостному короблению и эллиптическим деформациям.

При шлифовании неравномерное распределение припуска на поверхности зуба приводит к появлению черной кожи и шлифовальных ступенек на поверхности зуба;

Затвердевший слой на левой и правой поверхностях зубов неравномерен, а поверхность твердость уменьшается, а в серьезных случаях механизм списывается в утиль.

Для решения этой проблемы разработаны горизонтальная зарядка и подвесная зарядка.

Процесс науглероживания и закалки, а также данные о деформации подробно описаны ниже.

1. Технический метод и процесс

(1) Параметры передачи

Параметры зубчатого изделия приведены в таблице 1, а принципиальная схема - на рис. 1.

Таблица 1 Параметры зубчатых колес

Mn4
Z138
α20°
β23°4′26″
Добавочный круг / мм608
Ширина зубьев / мм80
Глубина слоя / мм0.9~1.2
Твердость (HRC)58~62
Точность / класс передачи6
Текстура материала20CrMnMo

Рис. 1 Схема зубчатой передачи

(2) Режим зарядки для термообработки

Способ зарядки I: горизонтальное размещение, как показано на рис. 2.

Рис. 2 Схема горизонтального размещения

Режим зарядки 2: вертикальное подвешивание, как показано на рис. 3 и рис. 4.

Рис. 3 Принципиальная схема вертикальной подвески

Рис. 4 Вертикально подвешенные предметы других нагревов

(3) Кривая процесса термообработки

Как показано на рис. 5, в оборудовании используется коробчатая печь AICHELIN 5/2A.

Рис. 5 Кривая процесса термообработки

3. Результаты и анализ

(1) Металлография, градиент твердости и твердость поверхности квалифицированы

Металлографическая структура оценивается в соответствии с JB / T6141.3 и GB / T3480.5, как показано в таблице 2.

Таблица 2 Металлографическая структура

К / классAr(%)М/уровеньМПО/мкмF / уровень
215~202183

(2) Градиент твердости

Как показано на рис. 6, глубина слоя DC = 1,219 мм/HV550.

Рис. 6 Градиент твердости

(3) Данные о деформации и шлифовании зубчатых колес

Данные по деформации зубчатых колес приведены в таблице 3.

Таблица 3 Сравнение окружности шага и торцевого биения после науглероживания и закалки между горизонтальным и подвесным расположением

 Номер деталиместоположение90°180°270°Общее биение
Горизонтальное размещениеЧасть 1Окружность шага / мм0.740.610.610.430.31
Торцевая поверхность / мм01.150.471.31.3
Часть 2Окружность шага / мм0.860.550.860.920.37
Торцевая поверхность / мм11.351.821.360.82
Размещение подвескиЧасть 1Окружность шага / мм00.0100.020.02
Торцевая поверхность / мм00.030.030.070.07
Часть 2Окружность шага / мм0-0.01-0.010.050.06
Торцевая поверхность / мм0.01-0.04-0.040.180.22

Из-за коробления и деформации горизонтально расположенных деталей форма зуба, направление зуба и биение делительной окружности слишком велики, что приводит к отрицательному значению распределения припуска на шлифование.

После шлифовки на некоторых поверхностях зубов остается черная кожа, а на некоторых - явные следы шлифовки, которые в итоге отбраковываются;

Подвесная шестерня имеет небольшую деформацию, равномерно распределенный припуск на шлифование, отсутствие черной кожи и ступенек после шлифования.

(4) Анализ результатов

При горизонтальном расположении шестерни, поскольку ее край находится в подвешенном состоянии, ползучесть возникает под действием собственного веса обода в процессе науглероживания. закалка происходит мгновенно, площадь поперечного сечения масляного контакта велика, и масло попадает сначала на нижнюю, а затем на верхнюю торцевую поверхность;

Из-за дисбаланса теплового напряжения и напряжения изменения фаз на обоих концах верхняя торцевая поверхность становится выпуклой, и шестерня сильно деформируется;

Напротив, в процессе науглероживания наблюдается высокотемпературная ползучесть, но зубчатый венец не выдерживает большого изгибающего момента.

В то же время две торцевые поверхности параллельны друг другу во время закалки, сечение входа масла мало, напряжение смены фаз и тепловое напряжение сбалансированы и симметричны, а биение торцевой поверхности и биение окружности шага шестерни меньше, чем при горизонтальном расположении.

4. Продление срока действия приложения

В соответствии с приведенным выше анализом причин деформации шестерни, зарядка подвески была проведена также для шестерни диаметром 1140 мм, и были получены очень хорошие результаты.

Параметры передачи приведены в табл. 4, зарядка показана на рис. 7, а данные о деформации приведены в табл. 5.

Таблица 4 Параметры зубчатых колес

Mn8
Z137
α20°
β12°
Добавочный круг / мм1140
Ширина зубьев / мм120
Глубина слоя / мм1.6~2.0
Твердость (HRC)58~62
Точность / класс передачи6
Текстура материала20CrMnMo

Рис. 7 фотография загрузки печи

Таблица 5 Данные о биении торцевой поверхности и делительной окружности 4 зубчатых колес

Номер деталиРасположение90°180°270°Общее биение
Часть 1Окружность шага / мм0.530.510.550.50.05
Торцевая поверхность / мм0.450.30.60.50.3
Часть 2Окружность шага / мм111.0710.07
Торцевая поверхность / мм----0.4
Часть 1Окружность шага / мм0.90.920.970.920.07
Торцевая поверхность / мм0.580.80.70.90.32
Часть 2Окружность шага / мм0.250.220.230.280.06
Торцевая поверхность / мм0.70.60.350.40.35

5. Заключение

(1) Для тонкостенной шестерни Φ600 мм×80 мм биение по окружности шага науглероженной и закаленной шестерни уменьшается с 0,34 мм до 0,04 мм с помощью подвесной печи;

Среднее биение торцевой поверхности уменьшилось с 1,06 мм до 0,15 мм.

(2) Для тонкостенной шестерни Φ1140мм×120мм биение по окружности шага науглероженной и закаленной шестерни контролируется в пределах 0,07мм путем навески;

Биение торцевой поверхности должно быть менее 0,40 мм.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх