180518. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és szerkezet kiszögeléssel rendelkező gépalkatrészek keményítésére
7 180 518 8 ahol az eljárást a találmány szerint az jellemzi, hogy a felületi réteg megmunkálását a képlékeny hajtó alakítással egyidejűleg olyan megosztó erőráadásával végezzük, amely az anyag képlékeny alakváltozását idézi elő a kiszögellés veszélyeztetett keresztmetszetének körzetében. A találmány eljárása szerinti keményítés a feszített állapot alkatrész felületén történő megváltoztatásával lehetővé teszi az anyag képlékenységének növelését a keményítendő zónában, miközben az önkeményedés, a térbeli képlékeny alakítás következtében az alkatrész nyújtott oldalán következik be, ami képlékenységi tulajdonságainak kedvező anizotrópiáját hozza létre és olyan alkatrészek szilárdságát növeli meg, amelyek az üzemi terhelés megfordíthatóságának tetszőleges foka mellett és a megelőző termikus vagy termokémikus kezelés tetszőleges ciklusa mellett működnek. Ezt a hatást pedig az alkatrész felületi rétegében az anyag képlékenységének és szilárdságának a veszélyeztetett keresztmetszet körzetében való egyidejű növelésével és a rugalmas-képlékeny hajlítással érjük el. Ez, valamint a megoszló erővel végzett megmunkálás, amely a nagy hajlító-húzó feszültség egész tartományában hidrosztatikus nyomást hoz létre, lehetővé teszi, hogy nagy hajlítóerőket alkalmazzunk, és így a hajlítás általi térbeli keményítést teljes mértékben megvalósítsuk, és egyidejűleg ezt a megfordítható üzemi terhelésű alkatrészekre is kiterjesszük. A találmány szerinti eljárással megmunkálható alkatrészek jegyzékének kiterjesztését, valamint a technológia egyszerűsítését és a keményítős stabilitásának növelését az teszi lehetővé, hogy az erőhatás és az ezzel egyidejű termikus kezelés nem egyszerre lép fel az alkatrész profiljának egy és ugyanazon oldalán. A keményítést olyan típusú alkatrészeken, fogaskerekeken is elvégezhetjük, amelyeken viszonylag kicsi a kiszögellések nagysága, és magas követelményeket támasztunk a szilárdsági tulajdonságokkal szemben a veszélyeztetett keresztmetszet körzetén kívül is, vagy olyan anyagú darabok esetében, amelyek rosszul, számottevő feszültségtorlódással keményíthetőek csak. A keménytő szerkezetek felépítése és a technológiai megmunkálási folyamat jelentősen egyszerűsödik, nincs szükség magas képzettségű kezelő személyzetre, és a személyzet létszáma is csökken, az energiafelhasználás és a biztonságtechnikával szembeni követelmények szintén csökkennek. Az eljárást a térbeli keményítősnek a különböző alkatrészek megmunkálása során fellépő különlegességek figyelembevételével valósítjuk meg. Célszerűen a főterheléshez járulóan olyan erőt működtetünk, amely a kiszögellés homlokfelületén a kiszögellés veszélyeztetett keresztmetszetének körzete mentén oszlik meg. Az ilyen megoldás lehetővé teszi, hogy keresztirányú hajlítás esetében a nagy keménységűre edzett anyag keményített zónájában hidrosztatikus nyomást biztosítunk, és hogy az anyag képlékenységét növeljük, ridegtörésének veszélyét pedig a megmunkálás során csökkentsük. Ha az anyag kiinduló állapotában kielégítő képlékenységű, akkor szilárdsági tulajdonságait növelhetjük, ami a technológiai erők és a maradó feszültségek növelését teszi lehetővé. Ezáltal az anyag háromtengelyű feszültségi állapotú lesz a homlokfelületek keményítendő zónájában, és alakváltozása a geometriai koncenntrátor mentén korlátozva van. Ily módon az anyag hajlítás során bekövetkező képlékeny alakváltozását és a ma'radó feszültségeket a keményítendő zónában meg tudjuk növelni, a keményedési paraméterek változásával szembeni érzékenységet pedig csökkenteni és az alkatrészek terhelhetőségét növelni tudjuk. Célszerű továbbá, ha a gépalkatrész közös mélyedést alkotó szomszédos kiszögelléseit a közös mélyedésük körzetében egymáshoz képest ellentétesen irányuló erők egyidejű támadása révén képlékeny térbeli alakításnak" vetjük alá. Az ilyen megoldás lehetővé teszi, hogy olyan feszültségállapotot és maradó jelenségeket hozzunk létre, amelyek az eloszlás karaktere szerint a keményítendő kiszögellések mélyedéseinek tengelyére vonatkozóan szimmetrikusok, ez pedig kizárja a képlékeny alakváltozás irányainak változását és az anyag folyáshatárának az ezzel összekötött csökkenését a kiszögellés tövében (ún. Bauschinger-hatás). Ezen túlmenően a technológiai főerők ellentétes előjelűek és mindkét oldalon kompenzáljuk őket. Az eredő sugárirányú erőket szintén kissé kompenzáljuk, például az átmérősen ellentett elhelyezkedésű bemélyedések egyidejű keményítése esetében. Azok a figyelemre méltó technológiai erők, amelyek az alkatrészre irányuló termikus hatás hiánya és az anyag az alkatrészszilárdsági tulajdonságainak a megmunkálás soráni megfelelő csökkenése következtében lehetségesek, még észrevehetőbben növekednek a kiszögellés veszélyeztetett keresztmetszetének körzetében a megoszló erő miatt, hatásuk pedig különösen a veszélyeztetett keresztmetszet alatti környéken hoz létre technológiai nyíróerőt és a H—x/2 szög körzetében olyan nyomásokat hoz létre, amelyek nagyobbak, mint a szokásos húzófeszültségek. Az alkatrész feszültségállapotának ez a különlegessége lehetővé teszi az olyan körzetek hatásos keményítősét is, amelyek jóval mélyebben vannak, mint a darab kiszögellésének veszélyeztett keresztmetszete, valamint az anyag lépcsőzetes hidegkeményedésének elkerülését a bemélyedés tövében, az alakváltozás előjelének megváltozása esetében (az anyagnak a Bauschinger-hatás által jellemzett anizotrópiájának felléptét, és ezzel az alkatrész szilárdsági tulajdonságainak megfelelő csökkenését is megakadályozzuk a mélyedés tövében). A Bauschinger-hatás kikapcsolásán túl a technológiai terhelés ilyen vázlata esetében a járulékos nyírással és a közös mélyedésből ható 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
