Verzugsentstehung bei Scheiben aus 20MnCr5 - Einfluss von Umformung und Gefugestruktur

摘要

Fur die Zahnradfertigung werden zunachst aus warmgewalzten Stangenabschnitten Scheiben geschmiedet. Die Scheiben aus 20MnCr5 (AISI 5120) werden anschliessend auf Mass gedreht und auf einer Walzfrasmaschine verzahnt. Nach dem Einsatzharten wird mit dem Verzahnungsschleifen die genaue Geometrie der Zahne hergestellt. Enge Toleranzen von wenigen Mikrometern sind fur die Erfullung der Verzahnungs-qualitaten von Hochleistungsgetrieben sowie fur stabile Fertigungsprozesse einzuhalten. Experimentelle Analysen zeigen, dass der Stofffluss in scheibenformigen Zahnradrohlingen signifikant variieren kann. Zusatzlich zeigten detaillierte WDX-Messungen eine Makro-seigerung am Querschnitt der zylindrischen Stangenabschnitte, aus denen die analysierten Scheiben hergestellt wurden. Beides ist fur die Zahnradherstellung von Bedeutung, da eine Korrelation zwischen dem Scheibenverzug nach dem Einsatzharten der Scheiben und dem jeweils im Zahnrad ausgebildeten Stofffluss fur diesen Stahl gefunden wurde. Neben den experimentellen Analysen wurden FE-Analysen zum Einfluss von Prozessparametern und Prozessstorungen auf den Scheibenverzug durchgefuhrt. Als ein wesentlicher Faktor fur den Scheibenverzug wurde ein Temperaturgradient uber der Hohe der Zylinderabschnitte identifiziert, der uber den Stofffluss auf das Verzugsverhalten der Scheiben nach dem Einsatzharten zum Tragen kommt.