DE102021105259A1 - Hardening press and method for manufacturing heat-treated workpieces, in particular helical gears - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Härtepresse und ein Verfahren zur Fertigung wärmebehandelter Werkstücke. Erfindungsgemäß wird im Rahmen eines der Aufkohlung dienenden Verfahrensabschnittes das Werkstück aufgeheizt, so dass Kohlenstoff unter Ausbildung einer Randschicht in das Werkstück eindiffundiert. Nachfolgend wird das Werkstück einer Presshärtebehandlung unterzogen, in deren Rahmen das Werkstück gespannt und in gespanntem Zustand abgeschreckt wird. Die Aufkohlung erfasst Interimsgeometrien des Werkstücks, die als Absorptionszonen fungieren, wobei die Interimsgeometrien im Rahmen nachfolgender Bearbeitungsschritte abgetragen werden. Die Presshärtebehandlung wird zeitlich nach der Aufkohlung des Werkstücks und ebenfalls zeitlich vor dem Abtrag der Interimsgeometrien bewerkstelligt. In der Härtepresse wird das Werkstück über die Interimsgeometrien positioniert und gespannt. The invention relates to a hardening press and a method for manufacturing heat-treated workpieces. According to the invention, the workpiece is heated as part of a process section serving for carburization, so that carbon diffuses into the workpiece with the formation of an edge layer. The workpiece is then subjected to a press hardening treatment, during which the workpiece is clamped and quenched in the clamped state. The carburization detects interim geometries of the workpiece, which function as absorption zones, with the interim geometries being removed in the course of subsequent processing steps. The press hardening treatment is carried out after the carburization of the workpiece and also before the removal of the interim geometries. In the hardening press, the workpiece is positioned and clamped using the interim geometries.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Härtepresse zur Fertigung wärmebehandelter Werkstücke, insbesondere zur Fertigung zweireihiger, schräg verzahnter Zahnräder für ein Umlaufrädergetriebe eines Triebwerks. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Fertigung derartiger Werkstücke unter Einsatz einer Härtepresse.The invention relates to a hardening press for the production of heat-treated workpieces, in particular for the production of two-row, helically toothed gears for an epicyclic gear of a power unit. The invention also relates to a method for manufacturing such workpieces using a hardening press.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Zweireihig schräg verzahnte Zahnräder, wie sie insbesondere in Umlaufrädergetrieben von Flugzeugtriebwerken Anwendung finden, werden im Rahmen ihrer Herstellung einer Aufkohlbehandlung unterzogen, in deren Verlauf sich im Randbereich eines nahezu auf Endmaß vorgefertigten Zahnradkörpers eine Randschicht mit entsprechend erhöhtem Kohlenstoffgehalt und damit veränderten Werkstoffeigenschaften ergibt. Die derart aufgekohlten Zahnräder werden im Nachgang zu dieser Aufkohlbehandlung weiterbearbeitet. Das bearbeitete Zahnrad kann dann weiteren Behandlungs- und Bearbeitungsschritten zur Gefügebehandlung sowie zur Erlangung der Endgeometrie unterzogen werden.Double-row helically toothed gears, as used in particular in epicyclic gears of aircraft engines, are subjected to a carburizing treatment in the course of their manufacture, in the course of which a surface layer with a correspondingly increased carbon content and thus changed material properties results in the edge area of a gear body that is almost finished to final dimensions. The gears carburized in this way are further processed after this carburizing treatment. The machined gear can then be subjected to further treatment and machining steps to treat the structure and to achieve the final geometry.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen aufzuzeigen, durch welche es möglich wird, durch Presshärten verzugsarm gehärtete Zahnräder zu schaffen, die sich durch einen vorteilhaften und zuverlässig reproduzierbaren Gefügeaufbau auszeichnen und im Rahmen eines effizienten Fertigungsprozesses mit engen Toleranzen gefertigt werden können.The invention is based on the object of providing solutions by means of which it is possible to create gear wheels hardened with little distortion by press hardening, which are characterized by an advantageous and reliably reproducible structure and can be manufactured with narrow tolerances as part of an efficient manufacturing process.
Erfindungsgemäße LösungSolution according to the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Härtepresse zur Fertigung wärmebehandelter Werkstücke, mit:
- - einem Untergesenk, das eine Gesenkbodenfläche bereitstellt und
- - einem Obergesenk, das eine Gesenkdeckelfläche bereitstellt, wobei
- - zwischen dem Untergesenk und dem Obergesenk ein Werkstückaufnahmeraum definiert ist und das Obergesenk und das Untergesenk in Richtung einer Pressachse unter Spannung eines Werkstückes in dem Werkstückaufnahmeraum gegeneinander drängbar sind, und
- - in einem Bereich der Gesenkbodenfläche und/oder einem Bereich der Gesenkdeckelfläche eine Komplementärgeometrie ausgebildet ist, die auf Interimsgeometrien des jeweiligen Werkstücks abgestimmt ist, derart, dass das Werkstück durch das Zusammenspiel der Interimsgeometrie und der gesenkseitigen Komplementärgeometrie in der Härtepresse radial zur Pressachse positioniert ist.
- - a lower die that provides a die bottom surface and
- - An upper die that provides a die cover surface, wherein
- a workpiece receiving space is defined between the lower die and the upper die and the upper die and the lower die can be urged against one another in the direction of a pressing axis under tension of a workpiece in the workpiece receiving space, and
- - A complementary geometry is formed in an area of the die bottom surface and / or an area of the die cover surface, which is matched to the interim geometry of the respective workpiece, such that the workpiece is positioned radially to the press axis due to the interplay of the interim geometry and the complementary geometry on the die side in the hardening press.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Werkstück über Außenzonen zu spannen, die primär als Absorptionszonen fungieren durch welche eine Aufkohlung von Werkstückbereichen vermieden wird, die am fertigen Werkstück nicht oder nicht erheblich aufgekohlt sind.This makes it possible in an advantageous manner to clamp a workpiece over outer zones which primarily function as absorption zones, which avoid carburization of workpiece areas that are not or not significantly carburized on the finished workpiece.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Härtepresse derart gestaltet, dass sich die gesenkseitige Komplementärgeometrie als flache Ringnut darstellt. So können insbesondere in dem Obergesenk und dem Untergesenk zwei einander gegenüberliegende und einander zugewandte Ringnuten ausgebildet werden. Die werkstückseitige Interimsgeometrie stellt sich dann vorzugsweise als Ringscheibenabschnitt dar.The hardening press according to the invention is preferably designed in such a way that the complementary geometry on the die side is presented as a flat annular groove. In particular, two annular grooves that lie opposite one another and face one another can be formed in the upper die and the lower die. The interim geometry on the workpiece side is then preferably represented as an annular disk section.
Nach dem erfindungsgemäßen Konzept wird das Werkstück an seinen Interimsgeometrien axial zwischen den einander zugewandten Ringflächen der Ringnuten gespannt. Diese Ringflächen können als Planflächen gestaltet sein.According to the concept according to the invention, the workpiece is clamped axially at its interim geometries between the facing annular surfaces of the annular grooves. These ring surfaces can be designed as flat surfaces.
Die eingangs angegebene Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch gelöst durch ein Verfahren zur Fertigung wärmebehandelter Werkstücke bei welchem:
- - im Rahmen eines der Aufkohlung dienenden Verfahrensabschnittes das Werkstück aufgeheizt wird und Kohlenstoff unter Ausbildung einer Randschicht in das Werkstück eindiffundiert,
- - das Werkstück einer Presshärtebehandlung unterzogen wird, in deren Rahmen das Werkstück gespannt und in gespanntem Zustand abgeschreckt wird, wobei
- - die Aufkohlung Interimsgeometrien des Werkstücks erfasst, die als Absorptionszonen fungieren,
- - die Interimsgeometrien im Rahmen nachfolgender Bearbeitungsschritte abgetragen werden, und
- - die Presshärtebehandlung zeitlich nach der Aufkohlung des Werkstücks und ebenfalls zeitlich vor dem Abtrag der Interimsgeometrien bewerkstelligt wird und
- - die Presshärtebehandlung unter Einsatz einer Härtepresse der oben beschriebenen Art bewerkstelligt wird.
- - As part of a process section serving for carburization, the workpiece is heated and carbon diffuses into the workpiece, forming an edge layer,
- - The workpiece is subjected to a press hardening treatment, in the context of which the workpiece is clamped and quenched in the clamped state, wherein
- - the carburization detects interim geometries of the workpiece, which act as absorption zones,
- - the interim geometries are removed in the course of subsequent processing steps, and
- - the press hardening treatment is carried out after the carburization of the workpiece and also before the removal of the interim geometries and
- the press hardening treatment is carried out using a hardening press of the type described above.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein hochpräzises Zahnrad, insbesondere ein zweireihig schräg verzahntes Zahnrad für ein Triebwerksgetriebe zu schaffen, das über die als Aufkohlungsschutz wirksamen Interimsgeometrien in der Presshärtematrize gespannt werden kann. Hierdurch wird es möglich, über die als Aufkohlungsschutz wirksamen Geometrien eine vorteilhafte Zentrierung und Positionierung des Werkstücks in der Matrize des Abschreckpresswerkzeuges vorzunehmen und auch den Spannungsverlauf im Werkstück in gepresstem Zustand über die Interimsgeometrien und die Komplementärgeometrien in der Matrize abzustimmen.This makes it possible in an advantageous manner to create a high-precision gear, in particular a two-row helically toothed gear for an engine transmission, which can be clamped in the press hardening die via the interim geometries that act as anti-carburization protection. This enables an advantageous centering and positioning of the workpiece in the die of the quenching press tool via the geometries that act as anti-carburization protection and also to coordinate the stress curve in the workpiece in the pressed state via the interim geometries and the complementary geometries in the die.
In dem Verfahrensschritt der Aufkohlung, wird das vorzugsweise doppelt schrägverzahnte Zahnrad aufgekohlt. Bei dem Aufkohlvorgang diffundieren bei hohen Temperaturen Kohlenstoffatome in das Metall ein. Dabei wird eine harte Randschicht gebildet, wobei der Kern des Zahnrades zäh und weich bleibt.In the process step of carburizing, the preferably double helical toothed gear is carburized. During the carburizing process, carbon atoms diffuse into the metal at high temperatures. A hard surface layer is formed, whereby the core of the gear wheel remains tough and soft.
Die Werkstückbereiche mit geringer aufgekohlter Randschicht werden erzeugt, indem dort zunächst als Aufkohlungsschutz fungierende Interimsgeometrien vorgesehen werden, die zeitlich nach der Aufkohlung spanabhebend, insbesondere durch einen Drehbearbeitungsprozess abgetragen werden.The workpiece areas with less carburized edge layer are created by initially providing interim geometries that function as carburization protection, which are removed by machining, in particular by a turning process, after the carburization.
Nach dem erfindungsgemäßen Konzept wird in gleicher Weise wie die Aufkohlung auch der Verfahrensschritt das Presshärtung unter Belassung der Interimsgeometrien am Zahnradkorpus durchgeführt. Erst im Nachgang zur Presshärtung erfolgt der Abtrag der Interimsgeometrien um hierbei das Zahnrad in den fertigungstechnischen Endzustand zu überführen.According to the concept according to the invention, the process step press hardening is carried out in the same way as the carburization while leaving the interim geometries on the gear wheel body. The interim geometries are only removed after press hardening in order to bring the gear into its final state in terms of production technology.
Das erfindungsgemäße Doppeltschrägverzahnte-Zahnrad wird somit in weichem Zustand unter Bildung der Interimsgeometrien vorgedreht und anschließend aufgekohlt. Nach dem Aufkohlen wird das Zahnrad unter Belassung des Aufkohlungsschutzes in einer Härtematrize unter Nutzung der Interimsgeometrien gespannt und einer Abschreckpresshärtung unterzogen. Erst im Nachgang zu diesem Verfahrensschritt werden die Interimsgeometrien spanabhebend entfernt.The double helical toothed gear according to the invention is thus pre-turned in the soft state, forming the interim geometries, and then carburized. After the carburization, the gearwheel is clamped in a hardening die using the interim geometries, leaving the carburization protection in place, and subjected to a quench press hardening. Only after this process step are the interim geometries removed by cutting.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungsverfahren muss das Zahnrad zwischen der Aufkohlung und der Abschreckpresshärtung nicht erneut spanabhebend bearbeitet und hierzu beispielsweise zwischen den einzelnen Gefügebehandlungsmaßnahmen zwischen den einzelnen Zerspanungsmaschinen transportiert werden. Des Weiteren muss es zwischen Aufkohlung und Abschreckpresshärtung nicht mehr bezüglich Planlauf und Rundlauf neu ausgerichtet werden.In contrast to conventional manufacturing processes, the gear wheel does not have to be machined again between the carburization and the quench press hardening and, for this purpose, has to be transported between the individual machining machines, for example, between the individual structural treatment measures. Furthermore, it no longer has to be realigned with regard to axial run-out and concentricity between carburization and quench press hardening.
Durch das erfindungsgemäße Konzept wird ein insgesamt optimiertes Bearbeitungsverfahren bereitgestellt, durch welches eine einfachere Bearbeitung möglich ist, so dass durch die Einbeziehung der Interimsgeometrien des Zahnrades in den Presshärteprozess sich insgesamt eine Prozessoptimierung ergibt.The concept according to the invention provides an overall optimized machining method, by means of which simpler machining is possible, so that the inclusion of the interim geometries of the gearwheel in the press hardening process results in an overall process optimization.
Die erfindungsgemäße Idee sieht vor, dass der Verfahrensschritt des Aufkohlens und des Presshärtens zusammengefasst werden. Erst im Anschluss daran werden weitere Verfahrensschritte, insbesondere die Hartbearbeitungsverfahren ausgeführt, bei welchen im Bereich der Interimsgeometrien die gehärtete Oberfläche durch eine Dreh-, Fräs- und/oder Schleifbearbeitung abgetragen wird.The idea according to the invention provides that the process step of carburizing and press hardening are combined. Only then are further process steps carried out, in particular the hard machining processes, in which the hardened surface is removed by turning, milling and / or grinding in the area of the interim geometries.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das dem Presshärten nachfolgende Hartbearbeitungsverfahren zur Entfernung der Interimsgeometrie an einem ersten Außenbereich des Zahnrades durchgeführt. Nachfolgend wird das Bauteil in der Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Drehmaschine umgespannt und an der zweiten Außenseite bearbeitet. Das Bauteil wird somit insgesamt nur 2-Mal neu auf der Bearbeitungsmaschine fixiert und muss somit insgesamt nur 2-Mal bezüglich Planlauf und Rundlauf neu ausgerichtet werden. Die Anzahl der notwendigen Rüstprozesse ist somit in vorteilhafter Weise verringert.According to a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the hard machining method following press hardening is carried out to remove the interim geometry on a first outer region of the gearwheel. The component is then reclamped in the processing machine, in particular a lathe, and processed on the second outside. The component is therefore only re-fixed twice on the processing machine and therefore only has to be realigned twice with regard to axial run-out and concentricity. The number of necessary setup processes is thus advantageously reduced.
Die Interimsgeometrien sind gemäß einer besonders vorteilhaften Umsetzung des erfindungsgemäßen Bearbeitungsablaufs derart ausgelegt, dass deren normal zur Außenfläche gemessene Stärke wenigstens der Hälfte der Aufkohlschichtdicke entspricht. Die Interimsgeometrien können so gestaltet sein, dass über diese eine Schneidkante in den Werkstoff des Werkstücks eindringen kann und hierbei in Bereiche mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt vordringt. Die Relativbewegungsbahn zwischen dem Werkstück und einem Schneidenträger kann hierbei eine zu einer Zentralachse des Werkstücks im wesentlichen konzentrische Kreisbahn sein, die Relativbewegungsbahn kann jedoch auch anderweitige Verläufe aufweisen, insbesondere eine partiell evolventenartige Relativbewegungsbahn sein, die im Bereich der Stirnseiten der Zahnflanken möglichst von innen heraus über die Zahnflankenkante überläuft. Hierdurch wird es möglich im Rahmen der Seitenflächenbearbeitung der Zahnräder die Schnittunterbrechung als aus dem Werkstoff auslaufende Schneidstoffrelativbewegung zu realisieren.According to a particularly advantageous implementation of the machining sequence according to the invention, the interim geometries are designed in such a way that their thickness, measured normal to the outer surface, corresponds to at least half the thickness of the carburizing layer. The interim geometries can be designed in such a way that a cutting edge can penetrate through them into the material of the workpiece and thereby penetrate into areas with an increasing carbon content. The relative movement path between the workpiece and a cutter carrier can here be a circular path that is essentially concentric to a central axis of the workpiece, but the relative movement path can also have other courses, in particular a partially involute-like relative movement path, which in the area of the end faces of the tooth flanks extends as far as possible from the inside out the tooth flank edge overflows. This makes it possible, within the framework of the side surface machining of the gearwheels, to implement the interruption of the cut as a relative movement of the cutting material running out of the material.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das aufgekohlte Werkstück vorzugsweise ohne Zwischenkühlung auf das zur Presshärtung vorgesehene Temperaturniveau gebracht. Die Verbringung des Werkstücks in die Presshärtematrize kann hierbei über ein Handhabungssystem automatisiert bewerkstelligt werden, so dass der Schritt der Entnahme aus dem Aufkohlbehältnis und die Einbringung in die Härtematrize mit gleichbleibender Bewegungscharakteristik erfolgt.According to a particular aspect of the present invention, the carburized workpiece is brought to the temperature level provided for press hardening, preferably without intermediate cooling. The movement of the workpiece into the Press hardening die can be carried out automatically via a handling system so that the step of removal from the carburizing container and introduction into the hardening die take place with constant movement characteristics.
Gemäß einem weiteren besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise das Werkstück im Rahmen der Presshärtung im Zusammenspiel mit den als Absorptionszonen fungierenden Interimsgeometrien gespannt. Hierbei kann im Zusammenspiel mit der Spannung des Werkstücks über die Interimsgeometrien ein Spaltraum in dem Presswerkzeug eingehalten werden, der von einem Abschreckmedium durchströmt wird. Die Abkühlung des Werkstücks durch direkten Kontakt mit der Härtematrize wird hierbei zudem auf die Interimszonen reduziert. Die als Kohlenstoff-Absorptionszonen fungierenden Interimsgeometrien können in vorteilhafter Weise als sich zu einer Zentralachse des Werkstücks konzentrische Ringstrukturen darstellen.According to a further particular aspect of the present invention, the workpiece is preferably clamped in the context of press hardening in interaction with the interim geometries functioning as absorption zones. Here, in interaction with the clamping of the workpiece via the interim geometries, a gap can be maintained in the press tool through which a quenching medium flows. The cooling of the workpiece through direct contact with the hardening die is also reduced to the interim zones. The interim geometries functioning as carbon absorption zones can advantageously be represented as ring structures concentric to a central axis of the workpiece.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Werkstück ist vorzugsweise ein Stirnrad und die Ringstufen erstrecken sich vorzugsweise auf einander abgewandten Stirnseiten des Stirnrades unterhalb des Fußkreises der Verzahnung.The workpiece treated according to the method according to the invention is preferably a spur gear and the ring steps preferably extend on opposite end faces of the spur gear below the root circle of the toothing.
Die eingangs angegebene Aufgabe wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch gelöst durch ein Zahnrad mit einer im Bereich der Verzahnung aufgekohlten Randschicht, sowie spanabhebend bearbeiteten Außenbereichen mit Randschichten mit geringerem Aufkohlungsgrad, wobei
- - dieser geringere Aufkohlungsgrad durch Abtrag von aufgekohlten Interimsgeometrien bewerkstelligt ist und
- - diese Interimsgeometrien im Rahmen einer Abschreckpresshärtung des Zahnrades noch Bestandteil desselben gebildet haben.
- - this lower degree of carburization is achieved by removing carburized interim geometries and
- - These interim geometries have formed part of the same as part of a quench press hardening of the gear.
Das erfindungsgemäße Zahnrad hat infolge der Einbeziehung der als Aufkohlungsschutz dienenden Interimsgeometrien in den Abschreckhärtevorgang besondere Werkstückeigenschaften. So wird die Endgeometrie des Zahnrades durch Abtrag des Aufkohlungsschutzes nach Durchführung der Presshärtung erreicht. Das Zahnrad wird damit noch bis zum Abschluss der Presshärtung durch die aufgekohlten Interimsgeometrien stabilisiert.The gear wheel according to the invention has special workpiece properties due to the inclusion of the interim geometries serving as anti-carburization protection in the quench hardening process. The final geometry of the gear is achieved by removing the anti-carburization protection after the press hardening has been carried out. The gear wheel is stabilized by the carburized interim geometries until the press hardening is complete.
Das erfindungsgemäße Zahnrad umfasst Randzonen, deren Aufkohlungsgrad jenem Aufkohlungsgrad entspricht, der im Rahmen der Bauteilsaufkohlung erreicht wurde. Zudem umfasst das Zahnrad im Bereich seiner Außenrandzonen auch Bereiche mit einem geringerem Aufkohlungsgrad. Die Abstimmung des Aufkohlungsgrades des Werkstückst wird durch Gestaltung der Interimsgeometrien bewerkstelligt. Diese Interimsgeometrien werden im Rahmen spanabhebender Bearbeitungsschritte vom Zahnradgrundkorpus abgetragen, wobei dieser Abtrag erst nach Durchführung einer Abschreckpresshärtung erfolgt. Dieser Ansatz ermöglicht es, über die Interimsgeometrien Strukturen bereitzustellen über welche der Werkstückverzug im Rahmen der Abschreckpresshärtung reduziert werden kann. Die Randschichten mit geringerem Aufkohlungsgrad erstrecken sich vorzugsweise im Seitenbereich des Zahnrades. Der Abtrag der Interimsgeometrien ist vorzugsweise auf spanabhebendem Wege bewerkstelligt und die entsprechende Bearbeitung erfasst vorzugsweise die quer zur Zahnradzentralachse ausgerichteten Seitenbereiche der Zähne.The gear wheel according to the invention comprises edge zones, the degree of carburization of which corresponds to the degree of carburization that was achieved in the context of the component carburization. In addition, the gear wheel also includes areas with a lower degree of carburization in the area of its outer edge zones. The degree of carburization of the workpiece is coordinated by designing the interim geometries. These interim geometries are removed from the basic gear body in the course of machining steps, this removal only taking place after a quench press hardening has been carried out. This approach makes it possible to provide structures via the interim geometries by means of which the workpiece distortion can be reduced in the context of the quench press hardening. The edge layers with a lower degree of carburization preferably extend in the side area of the gearwheel. The removal of the interim geometries is preferably accomplished by machining and the corresponding machining preferably covers the side areas of the teeth that are oriented transversely to the central axis of the gearwheel.
Ein gespanntes Werkstück kann im Sinne der Erfindung auch als ein aufgeschrumpftes, insbesondere als ein auf einen Dorn aufgeschrumpftes Werkstück beschrieben werden.In the context of the invention, a clamped workpiece can also be described as a workpiece that is shrunk on, in particular as a workpiece that is shrunk onto a mandrel.
FigurenlisteFigure list
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
-
1 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Ablaufs eines unter Einsatz der erfindungsgemäßen Härtepresse abgewickelten Fertigungsverfahrens; -
2 eine vereinfachte Axialschnittdarstellung zur Veranschaulichung der Spannung des Werkstückes in einer Härtepresse unter Nutzung der als Aufkohlungsschutz fungierenden Interimsgeometrien des Werkstücks; -
3 eine Detaildarstellung zur Veranschaulichung der durch Aufkohlung generierten Schicht und der Lage und Wirkung der Interimsgeometrie.
-
1 a flowchart to illustrate the sequence of a manufacturing method implemented using the hardening press according to the invention; -
2 a simplified axial section to illustrate the tensioning of the workpiece in a hardening press using the interim geometries of the workpiece that act as anti-carburization protection; -
3 a detailed representation to illustrate the layer generated by carburization and the position and effect of the interim geometry.
Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures
Die Darstellung nach
Der im Verfahrensstadium des Schrittes n bereitgestellte Werkstückrohling
Nach Abkühlung des Werkstückes in der Härtepresse wird das Werkstück der Härtepresse entnommen, gereinigt und vermessen. Für das Werkstück
In der Bearbeitungsmaschine erfolgt im Schritt n+2 ein Abtrag
Nach dieser ersten Bearbeitung des aufgekohlten und abschreckpressgehärteten Werkstücks wird dieses im Schritt n+3 in der Bearbeitungsmaschine umgespannt, so dass ein der bereits bearbeiteten Werkstückseite abgewandter Stirnbereich des Werkstücks
Im Schritt n+4 wird die als Aufkohlungsschutz fungierende Interimsgeometrie
Das derart im Bereich seiner Stirnseiten überarbeitete Werkstück
Gemäß einem besonderen Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, können im Rahmen der Schritte n+2 und n+4 die bei dem Abtrag der Interimsgeometrien
Die Darstellung nach
Soweit es sich bei dem erfindungsgemäßen Werkstück
Bei der Umsetzung des erfindungsgemäßen Konzeptes wurde festgestellt, dass die Eigenspannung des Zahnrades nach dem Abdrehen der Interimsgeometrien
Die Darstellung nach
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren liegt das Zahnrad
Die Drehrichtung des Zahnrades
Insgesamt nutzt das erfindungsgemäße Konzept eine Zusammenfassung von Einzelmaßnahmen. So erfolgt ein:
- - Zusammenfassen der Wärmebehandlungsverfahren;
- - Zusammenfassen der Hartbearbeitungsverfahren;
- - Drehen sämtlicher Außenflächen des Zahnrades (trotz unterbrochenem Schnitt);
- - Vorsehen der Absätze
WS1 ,WS2 , um eine Fertigung der Einstiche1 ,2 zur erleichtern.
- - Summary of the heat treatment processes;
- - Summary of hard machining processes;
- - Rotation of all outer surfaces of the gearwheel (despite the interrupted cut);
- - Provision of paragraphs
WS1 ,WS2 to manufacture thegrooves 1 ,2 to facilitate.
In vorteilhafter Weise sind in dem erfindungsgemäßen Bearbeitungsverfahren mehrere Bearbeitungsschritte zusammengefasst, sodass sich eine Reduktion der erforderlichen Bearbeitungsschritte ergibt. Somit wird zum einen die Bearbeitung des Bauteils vereinfacht und andererseits das Handling an sich vereinfacht. Es können somit insgesamt zahlreiche Drehbearbeitungs- und Messverfahrensschritte sowie Handlings- und Versandoperationen zwischen den einzelnen Schritten eingespart werden, insgesamt können
Durch das erfindungsgemäße Konzept ergibt sich ein wirtschaftliches Einsparungspotential, indem die Anzahl der nötigen Einspannvorgänge reduziert ist und dadurch, dass das Doppelschrägverzahnte-Zahnrad weniger oft auszurichten ist. Des Weiteren ist die Anzahl der notwendigen Handling-Vorgänge reduziert. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch das erfindungsgemäße Bearbeitungsverfahren zahlreiche Prozessschritte eingespart werden können und die Bearbeitungsqualität des Doppelschrägverzahnten-Zahnrades insgesamt verbessert ist, da ein Einspannen weniger oft nötig ist und die Toleranzen somit genauer eingehalten werden können.The concept according to the invention results in an economic savings potential in that the number of necessary clamping processes is reduced and the double helical toothed gear has to be aligned less often. Furthermore, the number of necessary handling processes is reduced. In summary, it can be stated that the machining method according to the invention can save numerous process steps and the machining quality of the double helical gear is improved overall, since clamping is required less often and the tolerances can thus be adhered to more precisely.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
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DE102020106258 | 2020-03-09 |
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Family Applications (1)
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