Verarbeitungstechnologie von Wellenschmiedeteilen

2024-08-14 15:40:46

Wellenteile sind ein gängiger Bauteiltyp in Maschinen. Sie spielen hauptsächlich die Rolle, Übertragungskomponenten zu stützen und Drehmoment zu übertragen. Die Welle ist ein rotierendes Körperteil, das hauptsächlich aus inneren und äußeren zylindrischen Oberflächen, inneren und äußeren konischen Oberflächen, Gewinden, Keilwellen und Querlöchern besteht. Wellenteile können entsprechend ihrer unterschiedlichen Struktur in optische Achsen, Hohlwellen, Halbwellen, Stufenwellen, Blumenkettenwellen, Querwellen, Exzenterwellen, Kurbelwellen und Nockenwellen unterteilt werden.

Die wichtigsten technischen Anforderungen an WellenSchmiedeteile.

Maßgenauigkeit und geometrische Genauigkeit: Der Zapfen der Welle ist eine wichtige Oberfläche der Wellenkomponenten, und seine Qualität wirkt sich direkt auf die Rotationsgenauigkeit der Welle während des Betriebs aus. Die Durchmessergenauigkeit des Zapfens beträgt je nach Verwendungsanforderungen normalerweise 1T6, manchmal bis zu 1T5. Die geometrische Formgenauigkeit (Rundheit, Zylindrizität) des Zapfens sollte innerhalb der Durchmessertoleranz begrenzt sein. Achsen mit hohen Präzisionsanforderungen sollten auf der Zeichnung speziell mit Formtoleranzen gekennzeichnet sein.

Schmieden

Die Positionsgenauigkeit, die Koaxialität des Gegenzapfens (der Zapfen zum Zusammenbau der Getriebekomponenten) relativ zum Stützzapfen (der Zapfen zum Zusammenbau der Lager) und die Rechtwinkligkeit zwischen dem Zapfen und der Stützstirnfläche müssen normalerweise hoch sein. Der Rundlauf des Gegenzapfens relativ zum Stützzapfen beträgt bei gewöhnlichen Kegelwellen im Allgemeinen 0,01–0,03 mm und bei hochpräzisen Wellen 0,001–0,005 mm. Der Rundlauf der Stirnfläche beträgt 0,005–0,01 mm.

Für alle bearbeiteten Oberflächen von Wellenkomponenten ist eine Oberflächenrauheit erforderlich. Im Allgemeinen beträgt der erforderliche Mindestwert für die Oberflächenrauheit des Stützzapfens R α 0,63–0,16, gefolgt vom Oberflächenrauheitswert für den Gegenzapfen, der R α 2,5–0,63 beträgt. Das Bild ist eine schematische Darstellung einer Drehspindel, die die wichtigsten technischen Anforderungen zeigt.

Werkstoffe, Rohlinge und Wärmebehandlung von Wellenbauteilen.

Das Material für Wellenkomponenten ist üblicherweise 45er Stahl. Für Wellen mit mittlerer Spitze und hoher Drehzahl kann legierter Baustahl wie 40Cr verwendet werden; für hochpräzise Wellen können Lagerstahl GCrl5 und Federstahl 65Mn ausgewählt werden; für Wellen mit komplexen Formen kann Sphäroguss verwendet werden; für Wellen, die unter Hochgeschwindigkeits- und Lasttragebedingungen arbeiten, sollten kohlenstoffarme legierte Stähle wie 20CrMnTi, 20Mn2B, 20Cr oder 38CrMoAl-Nitridstahl ausgewählt werden.

The blanks for shaft parts, the most commonly used blanks for shaft parts are round bar materials and Schmiedens: some large shafts or shafts with complex structures use castings. After heating and Schmieden the blank, the internal fiber structure of the metal can be uniformly distributed along the surface. Thus obtaining higher tensile, bending, and torsional strength. Therefore, it is generally preferred to use forged shafts instead of the required ones. According to the size of the production batch, the Schmieden method of the blank is divided into two types: free Schmieden and die Schmieden.

The heat treatment of shaft components is not only related to the type of steel selected, but also to the heat treatment used. Before processing, Schmieden blanks need to be subjected to normalizing or annealing treatment (including carbon steel and alloy steel with a carbon content greater than Wc=0.7%) to refine the internal grain size of the steel and eliminate Schmieden stress. Reduce material hardness and improve cutting performance.

Schmieden

In order to obtain better comprehensive mechanical properties, shaft Schmiedens often require quenching and tempering treatment. When the blank allowance is large, quenching and tempering should be arranged after rough turning and before semi rough turning to eliminate the residual stress generated during rough turning; When the blank margin is small, quenching and tempering can be arranged before rough machining. Surface quenching is generally arranged before precision machining, which can correct the high deformation caused by quenching. For shafts with high precision requirements, low-temperature aging treatment (long-term low-temperature aging in 160 ℃ oil) is also required after local quenching or rough grinding to ensure dimensional stability.

Bei Nitrierstahl (wie 38GrMoAl) sollte vor dem Nitrieren eine Abschreckung und eine Alterungsbehandlung bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden. Die Qualitätsanforderungen für das Abschrecken und Anlassen sind ebenfalls sehr streng. Es ist nicht nur erforderlich, dass die Martensitstruktur nach dem Abschrecken und Anlassen gleichmäßig verfeinert wird, sondern auch, dass der Massenanteil von Ferritkohlenstoff in der Schicht 8–10 mm von der Oberfläche entfernt Wc = 5 % nicht überschreitet, da dies sonst zu Nitridsprödigkeit führt und die Qualität beeinträchtigt.