180518. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és szerkezet kiszögeléssel rendelkező gépalkatrészek keményítésére
3 130 518 4 képlékeny alakváltozásával érnek el, ahol ezt az alakváltozást a kiszögellés profiljának fogashenger általi lehengerlésével hozzák létre. A fém képlékeny alakváltozását ebben az esetben meghatározott, a szükséges keményedési foknak megfelelő befeszítéssel elhelyezett fogashenger előzetes sugárirányú eltolásával hozzák létre. A hengerek képlékeny alakváltozásra kényszerítik a fémet a keményítendő fogaskerék profilján, tehát képlékeny felületi alakváltozást hoznak létre, ami a darab szilárdsági értékeinek növekedéséhez vezet. A képlékeny felületi alakítás által létrehozott keményedést biztosít a 158 911 sz. szovjet szerzői tanúsítvány szerinti berendezés. A berendezés hajtóműből és állványból áll, ahol az állványon képlékeny alakítást végző mechanizmus és a keményítendő alkatrész rögzítésére szolgáló berendezés van felszerelve, a képlékeny alakváltozást pedig a keményítendő fogaskerék fogai és a képlékeny alakítást végző mechanizmus excentrikusán ágyazott fogashengerei közötti befeszítés segítségével hozzák létre. Ezen ismert eljárás esetében a fém keményedése korlátozott mélységben oszlik el, például m = 10—11 mm közötti moduli! fogak esetén 3 mm-nél nem mélyebben. Ez ahhoz vezet, hogy a ma'radó nyomófeszültségek felhalmozódási mélysége m=10 mm esetén a 0,7 mm-es értéket nem haladja túl, ezért ezek viszonylag jelentéktelen befolyást gyakorolnak a gépalkatrészekben való feszültségek eloszlására üzemi terhelés mellett. A gépalkatrészek kiszögellésének csak vékony felületi rétegében megy végbe ilyenkor képlékeny alakváltozás, és azok a kísérletek, amelyek a keményített réteg mélységének növelését a befeszítés fokozásával célozzák, nem vezetnek a kívánt eredményre, mert a felület anyagának túlzott mértékű keményedését, lepattogzását vagy lehámlását váltják ki. Meg kell jegyezni, hogy a maradó nyomófeszültségek felhalmozódásának mélysége és eloszlásának jellege a kiszögelléssel rendelkező gépalkatrészek terhelhetőségét és szilárdságát meghatározóan befolyásolja. Az ismert, képlékeny felületi alakítással operáló eljárások azonban nem teszik lehetővé, hogy a maradó feszültségek olyan eloszlását hozzuk létre, amely esetében az összegződő feszültségek a kiszögellés anyagában az üzemi terhelés hatása alatt a kiszögellés teljes veszélyeztetett keresztmetszetében kielégítően egyenletesen oszlanának el. A maradó feszültségek eloszlásának jellege1 az ismert képlékeny felületi alakításos eljárások alkalmazásakor ahhoz vezet, hogy a kiszögellés veszélyeztetett kéresztmetszetében az üzemi terhelés hatásából származó maximális feszültségek a felületi rétegben halmozódnak, miközben a maganyag, amely csak jelentéktelen mértékben részesedik az üzemi terhelés felvételében, gyakorlatilag ki van zárva az eg y ü t tm ű k ő ri é s bői. Ismertek olyan keményítési eljárások, amelyek a kiszögelléssel rendelkező gépalkatrészek térbeli hideg keményedését használják ki. Az egyik ismert eljárás esetében (lásd a 3 851 512. sz. USA szabadalmi leírást) ez a keményítős a fogaknak a fő üzemi terhelés irányába való képlékeny hajlító alakításával történik. Azáltal, hogy a keményítendő fogaskerék fogait olyan hajlításnak vetjük alá, amely a fog anyagában a folyáshatár feletti, az üzemi terhelésből eredő feszültségekkel megegyező előjelű feszültségeket hoz létre, a fogak veszélyeztetett keresztmetszetében nagyságrendileg figyelemre méltó és mélyen elhelyezkedő maradó feszültségeknek az üzemi terhelés hatására történő újraeloszlására, és ezek a feszültségek a fogaskerekek működése so'rán biztosítják a fogak anyagának kedvező energetikai állapotát, beleértve a magot is. A képlékeny hajlító alakítás lehetővé teszi, hogy a fogak anyagának hidegkeményítését a veszélyeztetett keresztmetszet nagy részében véghez vigyük, amit a képlékeny felületi alakítást felhasználó keményítési eljárások esetében fel sem tételezhetünk. Fogaskerekek fogainak keményítését a fő üzemi terhelés irányában való képlékeny hajlító alakítás által olyan berendezés segítségével hozzák létre, amelynek állványa van, ezen pedig képlékeny alakváltozást létrehozó mechanizmus, a megmunkálandó fogaskerék rögzítésére való készülék és ennek a mechanizmusnak és a fogaskeréknek az egymás ellenében való viszonylagos eltolására szolgáló hajtás van. A képlékeny alakváltozást létrehozó mechanizmus belső kiszögellésekkel rendelkező gyűrű, ahol ezek a kiszögellések a gyűrű és a készülékben egytengelyűén elhelyezett fogaskerék egymáshoz viszonyított elmozdítása során ennek a keréknek a fogaival, azok hossza mentén úgy működnek együtt, hogy elhajlítják a fogakat, és a fogaskerék anyagába a folyáshatár fölötti hajlítófeszültségeket hoznak létre ugyanolyan előjellel, mint az üzemi terhelés során. Eredményként a fog veszélyeztetett keresztmetszeti része térben deformálódik. Az ilyen eljárás hátránya az hogy a fognak a technológiai terhelés támadásával ellentétes oldalán maradó húzófeszültségek lépnek fel. Ez az eljárás alkalmazási területét csak olyan fogaskerekek esetére korlátozza, amelyek fogai javarészt egyirányúan vannak terhelve. Ezenkívül a fogmag potenciális energiájának az előrenyomott oldal kitágulására való felhasználása csökkenti a maradó nyomófeszültségek abszolút nagyságát is a munkaoldalon, azaz csökken a keményítős hatása. Az eljárás kevéssé hatásos statikus üzemi terhelés esetében, ami alkalmazását csak az olyan alkatrészekre korlátozza, amelyek ciklikus terheléssel működnek. Ismert olyan eljárás alkatrészek megmunkálására, amely lehetővé teszi a szilárdság növelését olyan fogaskerekek hajlítása során, amelyek működés közben a terhelést tetszőleges fokú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
