DE4113165A1 - Verfahren zum bearbeiten von bohrungen in hochbelasteten bauteilen - Google Patents
Verfahren zum bearbeiten von bohrungen in hochbelasteten bauteilenInfo
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- DE4113165A1 DE4113165A1 DE19914113165 DE4113165A DE4113165A1 DE 4113165 A1 DE4113165 A1 DE 4113165A1 DE 19914113165 DE19914113165 DE 19914113165 DE 4113165 A DE4113165 A DE 4113165A DE 4113165 A1 DE4113165 A1 DE 4113165A1
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
- B23P9/02—Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von
Bohrungen in hochbelasteten Bauteilen (z. B. in Wellen,
Zahnrädern und dergleichen) mit einem in Achsrichtung der
Bohrung bewegten Prägekörper. Unter dynamischen Belastungen
stellen Ölbohrungen, Paßstiftbohrungen usw. in
leistungsführenden Teilen Kerben dar, die dieses Bauteil
erheblich schwächen. Um diesen Nachteil der Kerbwirkung
auszugleichen, verstärkt man das gesamte Bauteil.
Man kann die Kerbwirkung im Bereich des Bohrungsrandes
durch Anfasen bzw. Verrunden verringern. Diese Maßnahme ist
jedoch aufwendig und wenig wirkungsvoll. Ebenso besteht die
Möglichkeit, das Gefüge im Bereich der Bohrung durch
Kugelstrahlen oder am Bohrungsrand durch Walzen zu
verfestigen. Die Widerstandsfähigkeit gegen
Bohrungsanrisse läßt sich dadurch zwar erhöhen, doch sind
auch diese Verfahren aufwendig und noch nicht voll
ausreichend.
Ein weiteres Verfahren wurde in dem DVM-Tagungsband
(Deutscher Verband für Materialprüfung), 8. Sitzung des
Arbeitskreises 1982, von W. Schütz unter dem Titel "Coinen
zur Lebensdauererhöhung von Bauteilen aus hochfesten
Werkstoffen", Seite 263 bis 271, veröffentlicht. Unter dem
sogenannten "Coin-Verfahren" versteht man ein Prägeverfahren,
durch das sich im kritischen Querschnitt günstige
Druckeigenspannungen durch eine Materialverfestigung erzeugen
läßt. Dies geschieht in einem Fall dadurch, daß ein durch
einen Führungsstift in der Bohrung gehaltener Prägestempel
mit einem ringförmigen Wulst im Bereich des
Bohrungseintritts eingedrückt wird, so daß eine
konzentrische, zur Bohrung liegende Ringeinprägung entsteht
(Ring-Coining). In einem anderen vorgeschlagenen Fall ist
der Prägestempel so ausgeführt, daß eine die Bohrung
konzentrisch umgebende Ringzone entsteht (Pad Stress
Coining). Dieses bekannte Prägeverfahren benötigt
Spezialwerkzeuge und eignet sich für nichtgehärtete Bleche.
Durch die Erfindung soll mit einer preisgünstigen
Einrichtung die Festigkeit am Bohrungsein- bzw. -austritt
verbessert werden, so daß sich in diesem Bereich Anrisse
durch die Kerbwirkung, die beispielsweise zu einem
Wellenbruch führen können, vermeiden oder zumindest
verzögern lassen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, eine mit
bestimmtem Übermaß gefertigte Kugel gegen den Bohrungsrand
zu drücken. Die kombinierte Wirkung der Verfestigung des
Gefüges, der Erhöhung der Druckeigenspannung, der Glättung
und des Kantenbruchs, bewirkt eine Steigerung der
dynamischen Bauteilfestigkeit. Das Verfahren ist bei allen
gängigen Werkstoffzuständen, wie unbehandelt, vergütet und
gehärtet, einsetzbar und schnell durchzuführen. Für
gehärtete Werkstoffe wurde ein Verfahren mit ähnlicher
Leistungssteigerung des Bauteils bisher nicht angewandt.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung nachfolgend
näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel eine
Welle 1 mit einer Querbohrung 2 im Längsschnitt. Ein nicht
dargestellter, mit der Kraft F angedeuteter Pressenstempel
drückt eine verschleißfeste Kugel 3 mit dem Durchmesser dK
in die Bohrung 2 mit dem Durchmesser dB. Wegen des
Übermaßes Δ d der Kugel 3 erfaßt diese nur den Bohrungsrand,
d. h. eine durch eine Fase vorhandene Kante 4, an der ein
Spannungsmaximum vorliegt, wird eingedrückt und verfestigt.
Durch gezielte Wahl des Übermaßes Δ d erfaßt man gerade die
höchstbeanspruchte Stelle der Bohrung 2 und verzögert somit
Anrisse und einen Bruch. Es ist vorteilhaft, beide Enden
der Bohrung 2 in einem Arbeitsgang zu verfestigen. Die
Wirkung des Prägeverfahrens läßt sich wesentlich
beeinflussen durch den Bemessungsunterschied von
Kugeldurchmesser dK und Bohrungsdurchmesser dB sowie der
Kraft F.
Eine mit geringerem Übermaß gefertigte Kugel läßt sich
nach entsprechend bearbeiteter Bohrung 2 durch diese auch
hindurchdrücken, so daß eine Verfestigung auf der ganzen
Bohrungsoberfläche entsteht. Eine wesentliche Verfestigung
mit geringstem Aufwand tritt jedoch bereits mit der
Bohrungsrandbearbeitung ein. Versuche ergaben eine
Lebensdauererhöhung durch Prägen nur im Randbereich der
Bohrung um den Faktor 2, 3.
Als Kugeln 3 lassen sich Kugellagerkugeln verwenden,
die in allen in Frage kommenden Durchmessern preisgünstig
verfügbar sind. Besondere Vorrichtungskosten fallen nicht
an.
Bezugszeichen:
1 Welle
2 Querbohrung
3 Kugel
4 Kante
dK Durchmesser der Kugel
dB Durchmesser der Bohrung
Δd Übermaß
F Eindrückkraft
2 Querbohrung
3 Kugel
4 Kante
dK Durchmesser der Kugel
dB Durchmesser der Bohrung
Δd Übermaß
F Eindrückkraft
Claims (2)
1. Verfahren zum Bearbeiten von Bohrungen in
hochbelasteten Bauteilen (z. B. in Wellen, Zahnrädern und
dergleichen) mit einem in Achsrichtung der Bohrung bewegten
Prägekörper, dadurch gekennzeichnet, daß
als Prägekörper eine mit einem definierten Übermaß
gefertigte, verschleißfeste Kugel (3) auf den Bohrungsrand
gedrückt wird.
2. Verfahren zum Bearbeiten von Bohrungen in
hochbelasteten Bauteilen (z. B. in Wellen, Zahnrädern und
dergleichen) mit einem in Achsrichtung der Bohrung bewegten
Prägekörper, dadurch gekennzeichnet, daß
als Prägekörper eine mit einem definierten Übermaß
gefertigte, verschleißfeste Kugel (3) durch die Bohrung (2)
gedrückt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914113165 DE4113165A1 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-23 | Verfahren zum bearbeiten von bohrungen in hochbelasteten bauteilen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4013568 | 1990-04-27 | ||
DE19914113165 DE4113165A1 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-23 | Verfahren zum bearbeiten von bohrungen in hochbelasteten bauteilen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4113165A1 true DE4113165A1 (de) | 1991-10-31 |
Family
ID=25892636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914113165 Ceased DE4113165A1 (de) | 1990-04-27 | 1991-04-23 | Verfahren zum bearbeiten von bohrungen in hochbelasteten bauteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1991-04-23 DE DE19914113165 patent/DE4113165A1/de not_active Ceased
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