DE2922639A1

DE2922639A1 - Strength increasing process for gear-teeth - uses roller to provide plastic deformation of metal at tooth root

Info

Publication number: DE2922639A1
Application number: DE19792922639
Authority: DE
Inventors: Aleksandr Ivanovitsch Ageev; Vladimir Samuilovit Gurevitsch; German Aleksandrovi Schuravlev
Original assignee: ROSTOV, University of
Current assignee: ROSTOV, University of
Priority date: 1979-06-02
Filing date: 1979-06-02
Publication date: 1980-12-04

Abstract

The strength of gear teeth can be increased by plastic deformation of the regions which are critical from consideration of the bending moment. A roller (20) with a rim of wedge-shaped cross-section is pressed into the space between two adjacent teeth (5, 6). The metal at the root of the tooth is subjected to a high compressive stress which causes plastic deformation so that there is a residual compressive stress after the roller is removed. This residual stress reduces the maximum tensile stress at the roots when the teeth are subjected to a bending moment.

Description

VERFAHREN ZUR VERFESTIGUNG VON MASCHINENTEILEN MIT VORSPRÜNGENPROCESS FOR STRENGTHENING MACHINE PARTS WITH PROJECTIONS

U1ND EINRICHTUNG ZUR DURCHFUHRUNG DIESES VERFAHRENS Die Erfindung bezieht sich auf die Technologie der Verfestigung von Maschinenteilen durch Änderung ihres Spannungszustandes und der physikalischen Eigenschaften des Metalls durch plastische Verformung desselben, insbesondere auf ein Verfahren zur Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen und auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS PROCESS The invention refers to the technology of solidifying machine parts through change their state of tension and the physical properties of the metal plastic deformation of the same, in particular a method of solidification of machine parts with projections and a device for implementing this Procedure.

Am erfolgreichsten kann die vorliegende Erfindung zur Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen angewendet werden, die insbesondere mit reversierbarer Betriebsbelastung arbeiten, beispielsweise von Zähnen der Zahnräder, von Turbinenschaufeln. The present invention can be most effective for solidification of machine parts with protrusions are used, in particular with reversible Operating load work, for example, of teeth of gears, of turbine blades.

Zur Zeit haben Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit von Maschinenteilen eine weite Verbreitung erfahren, die die plastische Verformung des Metalls eines Seiles während der Verfestigung ausnutzen. In diesen Fällen wird die plastische Verformung mit dem Ziel angewandt, die physikalischen Eigenschaften des Metalls zu verändern, zu denen in erster Linie die Bruchfestigkein, Fließgrenze, Härte, Makro- und Mikrostruktur sowie Ei6enspannungen zu zählen sind. Currently have methods of increasing the strength of Machine parts The plastic deformation of a metal has become widely used Use the rope during the consolidation. In these cases the plastic Deformation applied with the aim of improving the physical properties of the metal to change, to which primarily the breaking strength, yield point, hardness, Macro and microstructure as well as egg tensions are to be counted.

Bekanntlich führt die plastische Verformung eines Metalls, das die Verfestigungsfähigkeit besitzt, zur Erhöhung der Bruchrestigkeit, der ii'ließgrenze und der Härte des Werkstoffs im Vergleich mit den Ausgangswerten. As is well known, the plastic deformation of a metal that the Has the ability to solidify, to increase the fracture resistance, the yield point and the hardness of the material compared to the initial values.

Wenn außerdem irgendein Querschnitt des Weiles sich während der plastischen oder elastisch-plastischen Verformung in einem ungleichmäßigen Spannungszustand befindet, so erscheinen nach Aufheben der Belastung in diesem Querschnitt bleibende Spannungen, die durch abrupten Verformungsgrad unterschiedlicher Abschnitte des Querschnitts bedingt sind. In addition, if any cross-section of the hamlet is during the plastic or elastic-plastic deformation in a non-uniform state of stress are located, after the load is removed, permanent ones appear in this cross-section Stresses caused by the abrupt degree of deformation of different sections of the Are due to the cross-section.

Die bekannten Verfahren der Verfestigungstechnologie, die die genannten physikalischen Erscheinungen zur plastischen Verformung der Oberfläche des Teiles ausnutzen, bekamen die Bezeichnung der plastischen Oberflächenverformung /POV/. Besonders günstig zeigt sich die POV für Teile mit Spannungsanhäufungszonen, für Maschinenteile mit belasteten Vorsprüngen, die unter den Bedingungen von veränderlichen Belastungen arbeiten. The well-known methods of consolidation technology, the said physical phenomena for plastic deformation of the surface of the part exploit, got the name of the plastic surface deformation / POV /. The POV is particularly beneficial for parts with stress accumulation zones, for Machine parts with loaded projections that are changeable under the conditions of Work loads.

Im besonderen sind POV-Verfestigungsverfahren für solche Teile mit Vorsprüngen wie Zahnräder, Turbinenschaufeln, Eurbelwellen weitgehend bekannt, Eine solche plastische Verformung wird durch Kugelstrahlen der zu verfestigenden Oberfläche der Vorsprünge des Teiles oder durch Abwälzen derselben mittels Rollen oder aber durch Glattdrücken mittels Diamantwerkzeug vorgenommen. In particular, POV consolidation processes are used for such parts Projections such as gears, turbine blades, Eurbelwaves widely known, one such plastic deformation is to be solidified by shot peening Surface of the projections of the part or by rolling them off by means of rollers or by pressing flat with a diamond tool.

Bei einem der bekannten Verfahren erfolgt diese Verfestigung durch Oberflächenhärtung der Zähne von Zahnrädern, die durch plastische Metallverformung am Zahnprofil erzielt wird, welche Verformung während der Abwälzung des Profils der Vorsprünge durch Zahnwalzen zustandekommt. In one of the known methods, this consolidation takes place through Surface hardening of the teeth of gears by plastic metal deformation is achieved on the tooth profile, which deformation during the rolling of the profile the protrusions are made by toothed rollers.

Die plastische Verformung des Metalls geschieht in diesem Sall durch radiale Verschiebung der Zahnwalzen zur Erzeugung einer bestimmten Drückkraft, welche dem erforderlichen Verfestigungsgrad entspricht. Die Walzen verformen plastisch das Metall am Profil der Zähne des zu verfestigenden Kades, indem sie die plastische Oberflächen,-verformung ausführen, was zu Erhöhung der Festigkeitswerte des Teils führt. The plastic deformation of the metal happens in this hall radial displacement of the toothed rollers to generate a certain pressing force, which corresponds to the required degree of solidification. The rollers deform plastically the metal on the profile of the teeth of the cage to be solidified by removing the plastic Surfaces, perform deformation, which increases the strength values of the part leads.

Die Verfestigung mit Hilfe der POV wird beispielsweise mittels einer Einrichtung nach dem UdSSR-Urheberschein Nr. 158911, Klasse C 2id l/O, durchgeführt, die aus einem Antrieb und einem Gestell besteht, an welchem ein Mechanismus, der die plastische Verformung erzeugt, und eine Vorrichtung zur Befestigung des zu verfestigenden Teiles montiert sind, wobei die POV infolgeder 1)rjickkraftstattfindet, diezwischen den Zähnen des zu verfestigenden Zahnrades und den Arbeitswalzen des für die plastische Verformung sorgenden Mechanismus erzeugt wird. The consolidation with the help of the POV is carried out, for example, by means of a Establishment according to the USSR copyright certificate No. 158911, class C 2id l / O, carried out, which consists of a drive and a frame on which a mechanism that the plastic deformation generated, and a device for fixing the to be solidified Part, with the POV taking place as a result of 1) the push force that occurs between the teeth of the gear to be solidified and the work rolls of the plastic Deformation ensuring mechanism is generated.

Beim bekannten Verfahren wird die Verfestigung des Metalls auf eine begrenzte Tiefe erreicht, beispielsweise nicht über 3 mm für die Zähne des Moduls m = 10...11 mm. Dies führt dazu, daX die Tiere der bleibenden Druckspannungen rür m = 10 mm eine Grobe von X,5 mm nicht übersteigt, weshalb sie einen verhältnismäßig unbedeutenden EinfluB bei der Verteilung der Spannungen bei der Betriebsbelastung ausüben. In the known method, the solidification of the metal is on a Reached limited depth, for example not more than 3 mm for the teeth of the module m = 10 ... 11 mm. This leads to, daX the animals of the permanent compressive stresses For m = 10 mm does not exceed a size of X.5 mm, which is why it is relatively insignificant influence on the distribution of the stresses in the operating load exercise.

Plastisch verformt wird lediglich eine dünne Oberflächenschioht des Materials des Vorsprungs der Teile, und die Versuche, die Tiefe der verfestigten Schicht durch Erhöhung der Kraft zu vergröbern, führt nicht zum gewünschten Resultat, weil eine übermäßige Verfestigung des Materials an der Oberfläche, dessen Abblättern oder Abschuppung entsteht. Only a thin layer of the surface is plastically deformed Material of the protrusion of the parts, and the attempts to establish the depth of the solidified Coarsening the layer by increasing the force does not lead to the desired result, because excessive solidification of the material on the surface, its peeling or flaking occurs.

Es sei bemerkt, daß die Tiefe und der Charakter der Verteilung der bleibenden Druckspannungen die Belastbarkeit und Festigkeit von Maschinenteilen mit Vorsprüngen entscheidend beeinflussen. It should be noted that the depth and character of the distribution of the permanent compressive stresses the resilience and strength of machine parts decisively influence with a lead.

Die bekannten POV-Verfahren erlauben es jedoch nicht, eine solche Verteilung der bleibenden Spannungen zu schaffen, bei der die summarischen Spannungen im Material des Vorsprungs des Teiles unter der Wirkung der Betriebsbelastung über den gesamten gefährdeten Querschnitt des Vorsprungs hinreichend gleichmäßig verteilt währen. However, the known POV methods do not allow such To create distribution of the remaining tension, at the summing up tension in the material of the projection of the part under the effect of the operating load the entire endangered cross-section of the projection is sufficiently evenly distributed to last.

Der Charakter der Verteilung der bleibenden Spannungen bei Anwendung der bekannten POV-Verfahren führt dazu, daß im gefährdeten Querschnitt des Vorsprungs des Teiles die von der Wirkung der Betriebsbelastung herrührenden maximalen Spannungen in der Oberflächenschicht bleiben, während das Kernmaterial, welches nur unbedeutend an der Aufnahme der Betriebsbelastung beteiligt ist, praktisch nicht mitträgt. The nature of the distribution of the residual stresses when applied the known POV method leads to the endangered cross-section of the projection of the part the maximum stresses resulting from the effect of the operating load remain in the surface layer, while the core material, which is only insignificant is involved in taking up the operational load, practically does not contribute.

Es sind Verfestigungsverfahren bekannt, die räumliche Kalthärtung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen benutzen. Solidification processes are known, spatial cold hardening use of machine parts with protrusions.

Bei einem der bekannten Verfahren /siehe die US-Po Nr. 3851512/ erfolgt diese Verrestigung durch plastische Biegeverformung von Zähnen in Richtung der Hauptbetriebsbelastung. In one of the known processes / see US-Po No. 3851512 / takes place this restoration through plastic bending deformation of teeth in the direction of the main operating load.

Daduroh, daß die Zähne des zu verfestigenden Rades einer Biegung unterzogen weraen, die im Material des Zahns Spannungen oberhalb der Fließgrenze mit demselben Vorzeichen wie auch die von der Betriebsbelastung herrührenden Spannungen hervorrufen, werden im gefährdeten Querschnitt der Zähne gröenmnri}g beträchtliche und tief lagernde bleibende Spannungen erzeugt, die einen wesentlichen Einfluß auf die Umverteilung der Spannungen unter der Wirkung der Betriebsbelastung ausüben und während der Arbeit der Zahnräder einen vorteilhafteren energetischen Zustand des Materials der Zähne einschließlich des Kernes gewährleisten. Daduroh, that the teeth of the wheel to be hardened have a bend were subjected to stresses above the yield point in the material of the tooth with the same sign as the voltages resulting from the operational load cause, in the endangered cross-section of the teeth are considerable in size and creates deep-seated permanent stresses that have a significant impact on exercise the redistribution of tensions under the action of the operational load and a more favorable energetic state during the work of the gears of the material of the teeth including the core.

uie plastische Biegeverformung gestattet es, die Kalthärtung des Materials der Zanne in einem großen leil des gefährdeten Querschnitts durchzuführen, was für die Verfestigungsverfahren, welche die POV benutzen, unannehmbar ist. uie plastic bending deformation allows the cold hardening of the To carry out the material of the Zanne in a large part of the endangered cross-section, which is unacceptable to the consolidation methods using the POV.

die Verfestigung er Zähne von ahnrädern durch plastische Biegeverformung in Richtung der Hauptbetriebsbelastung wird mit Hilfe einer Einrichtung zustandegebracht, die ein Gestell enthält;, an dem ein die plastische Verformung erzeugender Mechanismus, eine Vorrichtung zur Befestigung des zu bearbeitenden Zahnrades und ein Antrieb für gegenseitige Relativverschiebungen dieses Mechanismus und des Zahnrades montiert sind. the solidification of the teeth of gear wheels through plastic bending deformation in the direction of the main operational load is brought about with the help of a device, which contains a frame; on which a plastic deformation generating mechanism, a device for fastening the gear to be machined and a drive mounted for mutual relative displacements of this mechanism and the gear are.

Der die plastische Verformung erzeugende Mechanismus ist in rorm eines Ringes mit inneren Vorsprüngen ausgebildet, die während der gegenseitigen Relativverschiebungen des Ringes und des in diesem an der Vorrichtung gleichachsig angebrachten Zahnrades mit den Zähnen dieses Rades auf deren Länge zusammenwirken, indem sie diese verbiegen und im Material der Radzähne Biegespannungen oberhalb der Fließgrenze und mit demselben Vorzeichen wie auch von der Betriebsbelastung hervorrufen. Als Ergebnis wird der gefährdete Querschnittsteil des Zahns räumlich verformt. The mechanism producing the plastic deformation is in rorm of a ring formed with inner projections that during the mutual relative displacements of the ring and in this on the device coaxially attached gear with the teeth of this wheel on their length work together by bending them and causing bending stresses in the material of the wheel teeth above the yield point and with the same sign as the operating load cause. As a result, the endangered cross-sectional part of the tooth becomes three-dimensional deformed.

Der Nachteil eines solchen Verfahrens ist das Auftreten an der Zahnseite, die der Seite des Angriffs der technologischen Belastung entgegengesetzt ist, von bleibenden Zugsppnnan gen. Dies beschränkt das Anwendungsgebiet des Verfahrens nur auf solche Zahnräder, deren Zähne vorwiegend in einer Richtung belastet sind. Außerdem verringert der Aufwand der potentiellen Energie des Zannkernes für das Ausdehnen der vorgedrückten Seite auch die absolute Größe der bleibenden Druckspannungen an seiner Arbeitsseite, d.h., der Effekt der Verfestigung wird vermindert. The disadvantage of such a procedure is the appearance on the side of the tooth, which is opposite to the side of the attack of the technological load, of permanent Zugsppnnan conditions. This only limits the field of application of the method on those gears whose teeth are mainly loaded in one direction. aside from that reduces the effort of the potential energy of the Zannkern for expansion on the side that has been pushed forward the absolute size of the remaining compressive stresses its working side, i.e. the solidification effect is reduced.

Das Verfahren ist wenig effektiv im Falle der statischen Betriebsbelastung, was dessen Anwendung auf Teile beschränkt, die unter zyklischer Leistung arbeiten. The method is not very effective in the case of static operating loads, which limits its application to parts that work under cyclical power.

Bekannt ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Teilen, das es ermöglicht, die Festigkeit bei der Biegung van Zahnrädern zu erhöhen, welche bei der Arbeit die Belastung mit einem beliebigen Grad Reversierbarkeit aufnehmen. Dieses Verfahren besteht darin, daB die Zähne von Zahnrädern einer plastischen Biegeverformung und der anschließenden thermischen Oberflächenbehandlung in der Zone des gefährderten Querschnitts an jeder Seite der Reihe nach unterzogen werden. A method for machining parts is known which makes it possible to to increase the rigidity of the bending of gears, which at work absorb the load with any degree of reversibility. This method consists in the fact that the teeth of gears undergo plastic bending deformation and the subsequent thermal surface treatment in the zone of the endangered Cross section at each Side to be subjected in turn.

Als Resultat der Anwendung des Verfahrens werden die Festigkeitseigenschaften des Materials des zu verfestigenden Teiles dank seiner thermomechanischen Bearbeitung an den beiden Seiten des Zahnprofils in der Zone der Spannungsaniläufwig erhöht und bleibende Druckspannungen erzeugt, was seine: hohe-Wirksai£it bei Teilen gewährleistet, die mit einem beliebigen Grad der Reversierbarkeit der Betriebsbelastung betrieben werden. Die bleibenden Verschiebungen der zu vertormenden Abschnitte des Teiles bei der technologischen Belastung nach der einen Seite verringern sich infolge der Verformung in der umgekehrten Richtung. Dadurch wird die Aufgabe erleichtert, das ursprüngliche Profil oder ein anderes vorgegebenes Profil des Arbeitsabschnitts des Teiles zu erzielen. As a result of using the method, the strength properties the material of the part to be consolidated thanks to its thermomechanical processing on the two sides of the tooth profile in the zone of the stress start-up increased and creates permanent compressive stresses, which ensures its: high efficiency in parts, operated with any degree of reversibility of the operating load will. The permanent displacements of the sections of the part to be standardized at the technological load on the one hand decrease as a result of the Deformation in the opposite direction. This will make the task easier, that original profile or another predefined profile of the work segment of the part.

Das Verfahren der thermomechanischen Verfestigung kann nach einem beliebigen technologischen Zyklus durchgefuhrt werden, wobei dieser Zyklus zur Erhöhung des Effektes mehrmals wiederholt werden kann. The method of thermomechanical solidification can be according to a Any technological cycle can be carried out, with this cycle increasing the effect can be repeated several times.

Die Konturenhärtung gestattet es, ohne spezielle technologische Arbeitsgänge eine Erhöhung der Wälzfestigkeit der Arbeitsflächen der Teile und ihrer Verschleißfestigkeit zu erzielen. The contour hardening allows it without special technological operations an increase in the rolling resistance of the working surfaces of the parts and their resistance to wear to achieve.

Faktisch besteht dieses Verfahren in der elastisch-plastischen Biegung unter gleichzeitiger aufeinanderfolgend durchgeführter Bearbeitung der Oberflächenschicht des Teiles in der Zone des gefährdeten Querschnitts, die zuerst die plastischen Materialeigenschaften in der zu verfestigenden Zone durch Schnellerwärmung erhöht und dann die herbeigeführte Verfestigung durch Härten /d.h. durch zusätzliche thermische Ober-Slächenverfestik,ung/ fixiert. Einerseits bietet dies die Möglichkeit, die Ermüdungsrestigkeit zu steigern und Teile mit reversierbarer Betriebsbelastung zu verfestigen, und führt andererseits zum Auftreten einer Reihe von Nachteilen: a/ die Erhöhung der Plastizität des Materials ist mit der Erwärmung und Verminderung seiner Festigkeitseigenschaften, mit der Verringerung des Kerns des elastischen Widerstandes verbunden, was die Größe der technologischen Biegekraft, den Effekt der räumlichen Verfestigung und das Ausmaß der zu verfestigenden Zone etwas begrenzt; b/ -die anschließende Oberflächenverfestigung durch Härten setzt die Plastizität des Materials stark herab und schließt deshalb die Fortsetzung der Deformationsverfestigung unter der früheren technologischen Belastung aus, überdies erhöht die thermische Behandlung zusehends die Empfindlichkeit des Materials gegen Spannungs konzentrationen. wodurch der Effekt der räumlichen Verfestigung etwas sinkt; c/ die Vereinigung der äuBeren Kraftwirkung und der gleichzeitigen thermischen Behandlung /voller Zyklus/ an ein und derselben Seite des Vorsprungsprofils des Teiles setzt die Stabilität der Verfestigung herab und beschränkt den Anwendungsbereich des Verfahrens auf Weile, bei denen die Zonen des Angriffs der Biegekraft und der Erwärmung hinreichend voneinander entfernt sind; an die Oberrlächenabschnitte derartiger Teile zwischen diesen Zonen werden Anforderungen hoher Bestigkeitseigenschaften /bei der thermischen Behandlung entsteht eine entrestigte Übergangszone mit bleibenden Zuspannungen/ gestellt, und das Material läßt sich gut thermisch verfestigen; darüber hinaus kompliziert dies wesentlich die Konstruktion der Verfestigungseinrichtung und den technologischen Bearbeitungsvorgang, erfordert eine große Anzahl und eine hohe Qualifikation des Bedienungspersonals und erhöht den Snergieaufwand; d/ bei der Bearbeitung der Teile kann nach deren chemischtnermischen Verfestigung eine Verminderung der Härte und der Festigkeitseigenschaften der Oberflächenschicht des Materials stattfinden; e/ die Veränderung des Spannungszustandes an den Stirnflächen der Vorsprünge von Teilen führt zur Verringerung des Verfestigungseffektes in jenen Fällen, wenn der Zustand dieser Flächen die Belastbarkeit beeinflußt, und hat eine Erhöhung der Empfindlichkeit und einen Abfall der Stabilität des Bearbeitungsregimes wegen eines starken Unterschieds der Anforderungen an die Verrestigungsbedingungen an den Stirnflächen und in einer Entfernung von diesen zur Folge; /dies wirkt sich besonders bei erheblichen plastischen Verformungen des Materials aus/; f/ bei der Verfestigung von Teilen mit abwechselnden Vorsprüngen und Vertiefungen durch Realisierung eines mechanischen Belastungsschemas an den Stellen des Kontaktes der Belastungsvorrichtung mit dem lein entstehen von der Reibung her tangentiale Kräfte an der Oberfläche der zu bearbeitenden Vorsprünge des Teiles wegen der notwendigen Einführung in die Vertiefung und der Verschiebung der Belastungsvorrichtung in derselben; dies hat zur Folge, daß für Teile, die belastete Oberflächenabschnitte mit kleinen Profilwinkeln haben, sich die Belaetungsart und der Spannungszustand merklich ändern; die radiale Belastungskomponente wird größer, die Wirkung der Biegung und des Schubs nimmt ab, die Regelung der Verfestigungsverhältnisse wird erschwert, die stabilität der Verfestigung geht zurück. In fact, this process consists of elastic-plastic bending with simultaneous successive processing of the surface layer of the part in the zone of the endangered cross-section, which is first the plastic Material properties in the zone to be consolidated are increased by rapid heating and then the solidification brought about by hardening / i.e. by additional thermal surface reinforcement, ung / fixed. On the one hand, this offers the ability to increase fatigue resistance and parts with reversible Working load to solidify, and on the other hand, leads to the occurrence of a series of disadvantages: a / the increase in the plasticity of the material is with heating and decrease in its strength properties, with the decrease in the core of elastic resistance, which is the size of the technological bending force, the effect of spatial consolidation and the extent of the zone to be consolidated somewhat limited; b / -the subsequent surface strengthening by hardening sets the plasticity of the material greatly decreases and therefore precludes the continuation of the Deformation hardening under the previous technological load, moreover the thermal treatment noticeably increases the sensitivity of the material to Stress concentrations. whereby the effect of spatial consolidation is somewhat sinks; c / the union of the external force and the simultaneous thermal Treatment / full cycle / on one and the same side of the projecting profile of the Part reduces the stability of the solidification and limits the area of application of the procedure for a while, in which the zones of attack of the bending force and the Heating are sufficiently distant from each other; to the surface sections of such Parts between these zones are required to have high resistance properties / The thermal treatment creates a de-residue transition zone with remaining Tension / posed, and the material can be thermally well solidify; moreover, this significantly complicates the construction of the solidification device and the technological machining process, requires a large number and one high qualification of the operating personnel and increases the energy consumption; d / at the machining of the parts can be a Decrease in the hardness and strength properties of the surface layer of the Material take place; e / the change in the state of stress on the end faces the protrusions of parts lead to the reduction of the strengthening effect in those Cases when the condition of these surfaces affects the load-bearing capacity, and has a Increase in sensitivity and a decrease in the stability of the processing regime because of a large difference in the requirements for the residue conditions at the end faces and at a distance from them; / this affects especially in the case of significant plastic deformations of the material from /; f / at the Solidification of parts with alternating protrusions and depressions through realization a mechanical loading scheme at the points of contact of the loading device With the line tangential forces arise from the friction on the surface the projections of the part to be machined because of the necessary introduction to the Recess and displacement of the loading device in the same; this has the consequence that for parts, the loaded surface sections with have small profile angles, the type of load and the state of tension become noticeable change; the radial load component becomes greater, the effect of bending and the thrust decreases, the regulation of the solidification conditions is made more difficult, the stability of the solidification decreases.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die behebung der vorerwähnten Nachteile. The purpose of the present invention is to remedy the aforementioned Disadvantage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen und eine Einrichtung zur Durchführung desselben zu schaffen, die es ermöglichen würden, die Verfestigung durch räumliche plastische Verformung ohne Beschränkungen in bezug aui die Reversierbarkeit und den Charakter des Änderungszyklus der sauberen Belastung durchzuführen, wobei das Verfahren sich auf Maschinenteile mit Vorsprüngen unterschiedlicher Konfiguration, darunter auf Teile erstreckt, die bei der Reversierung der iietriebsbelastung und bei dem zyklischen Charakter ihres Angriffs arbeiten, verschledenartige technologische Bearbeitungsschemas berücksichtigt und zu einer beträchtlichen Vergrößerung der Belastbarkeit von aschinenteilen mit Vorsprüngen beiträgt. The invention is based on the object of a method for solidification of machine parts with protrusions and a device for carrying out the same to create that would allow the solidification through spatial plastic Deformation without restrictions on reversibility and character of the clean load change cycle to perform the procedure itself on machine parts with protrusions of different configuration, including on Extends parts that occur in the reversal of the operational load and in the cyclical Working character of their attack, various technological processing schemes taken into account and result in a considerable increase in the load-bearing capacity of machine parts contributes with protrusions.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verfestigung von insbesondere mit reversierbarer Betriebsbelastung arbeitenden Teilen mit Vorsprüngen gelöst, welches in der plastischen Biegeverformung und Bearbeitung der Oberflächenschicht des Vorsprungs in der Zone seines gefährdeten querschaitts seitens der Biegekraft besteht, bei dem erfindungsgemäß die genannte Bearbeitung der Oberflächenschicht durch Anlegen an diese einer verteilten Kraft, die die plastische Verformung des Materials in der Zone des gefährdeten Querschnitts des Vorsprungs erzeugt, geleichzeitig mit dessen plastischer Biegeverformung durohgeführt wird. The task set is through a process for solidifying in particular parts with projections that work with reversible operating loads solved, which in the plastic bending deformation and processing of the surface layer of the projection in the zone of its endangered cross section on the part of the bending force consists in which, according to the invention, said processing of the surface layer by applying to it a distributed force that causes the plastic deformation of the Materials in the zone of the endangered cross-section of the protrusion generated, at the same time with its plastic bending deformation is durohführung.

Die Verfestigung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erlaubt es, die Plastizität des Materials durch Änderung des gespannten Zustandes an der Oberfläche des Teiles in der zu verfestigenden Zone zu erhöhen, wobei die Verfestigung durch räumliche plastische Verformung an der gestreckten Seite des teils erfolgt, was eine günstige Anisotropie der plastischen Eigenschaften des 'lleiles erzeugt und die Festigkeit von Teilen erhöht, die mit einem beliebigen Grad der Reversierbarkeit der Betriebsbelastung und mit einem beliebigen Zyklus der vorangehenden thermischen oder thermochemischen Behandlung arbeiten, wobei ein solcher Effekt dank der gleichzeitigen Steigerung der Plastizität und Festigkeit des Materials der Oberflächenschicht des Teiles in der Zone des gefährdeten Querschnitts und der elastisch-plastischen Biegung erreicht wird. The consolidation by the method according to the invention allows the plasticity of the material by changing the tensioned state on the surface of the part in the zone to be solidified, the solidification being carried out by spatial plastic deformation on the stretched side of the part takes place what a favorable anisotropy of the plastic properties of the rope produces and The strength of parts increases with any degree of reversibility the operating load and with any cycle of the previous thermal or thermochemical treatment work, such an effect thanks to the simultaneous Increasing the plasticity and strength of the material of the surface layer of the Part in the zone of the endangered cross-section and the elastic-plastic bending is achieved.

Dies sowie die Bearbeitung mittels der verteilten Kraft, die hydrostatischen Druck im ganzen Bereich der hohen Biegezugspannungen erzeugt, gestatten es, große Biegekräfte anzuwenden und folglich die räumliche Verfestigung durch Biegen in vollem Maße zu realisieren und zugleich dieselbe auf Teile mit reversierbarer Betriebsbelastung auszudehnen. This as well as the machining by means of the distributed force, the hydrostatic Pressure generated in the whole area of high bending tensile stresses, allow large Apply bending forces and consequently the spatial consolidation by bending in full Realize dimensions and at the same time the same on parts with reversible operating loads to expand.

Die Srweiterung der Vielfalt der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu bearbeitenden Teile sowie die Vereinfachung der 1'echnologie und Erhöhung der Verfestigungsstabili tät erfolgen dank Fehlen der Vereinigung der Krafteinwirkung und der gleichzeitigen thermischen Behandlung an ein und derselben Seite des Profils des Teiles. Hierbei kann die Verfestigung auch für Teile vom Typ der Zahnräder mit verhältnismäßig geringer Vorsprungshöhe und mit hohen Anforderungen an die Festigkeitseigenschaften außerhalb der Zone des gefährdeten Querschnitts oder auch für Teile aus Materialien, die sich schlecht härten lassen, mit einer beträchtlichen Spannungsanhäufung vorgenommen werden. Die Eonstraktionen der Verfestigungseinrichtungen und der technologische Bearbeitiirisvorgng werden wesentlich vereinfacht, es ist keine hohe Qualifikation des BedienungE-personals erforderlich und die AnzaW desselben nimmt ab, der Energieaufwand und die Anforderungen an die Sicherheitstechnik verringen sich. The expansion of the variety of the process according to the invention parts to be machined as well as the simplification of the 1'technology and increase of the Verfestigungsstabili ity due to the lack of the union of the force and the simultaneous thermal treatment of one and the same page the profile of the part. Here, the solidification can also be used for parts of the Gears with a relatively small projection height and with high requirements the strength properties outside the zone of the endangered cross-section or for parts made of materials that are difficult to harden with a considerable stress accumulation can be made. The Eonstractions of the Solidifying Devices and the technological processing process are greatly simplified, it is no high qualification of the service personnel required and the number of the same decreases, the energy consumption and the requirements for the safety technology decrease themselves.

Das Verfahren wird unter Berücksichtigung der Besonderheiten der räumlichen Verfestigung, die bei der Bearbeitung verschiedener Teile auftreten, realisiert. The procedure is carried out taking into account the specifics of the spatial hardening that occurs when machining different parts, realized.

Es ist zweckmäßig, daß zusätzlich zur Hauptbelastung eine Kraft angelegt wird, die über die Stirnflächen des Vorsprungs längs der Zone seines gefährdeten Querschnitts verteilt ist. It is advisable that a force be applied in addition to the main load that over the end faces of the projection along the zone of its endangered Cross-section is distributed.

Eine solche Lösung gestattet es, bei der Querbiegung den hydrostatischen Druck in der Verfestigungszone des Materials, das auf eine hohe Härte gehärtet ist, sicherzustellen und die Plastizität des Materials zu erhöhen, wobei die Gefahr seines Sprödbruch während der Bearbeitung vermindert ist. Im Falle einer ausreichenden Plastizität des Materials in seinem Ausgangszustand bietet dies die Möglichkeit, die Festigkeitseigenschatten des Materials zu erhöhen, was eine Vergrößerung von technologischen Kräften und bleibenden Spannungen ermöglicht. Such a solution allows the hydrostatic bending in the transverse bending Pressure in the solidification zone of the material hardened to a high hardness, ensure and increase the plasticity of the material, taking the risk of his Brittle fracture is reduced during machining. In the case of sufficient Plasticity of the material in its initial state, this offers the possibility of to increase the strength properties of the material, which is an increase of technological forces and lasting tensions.

Hierbei erhält das Material einen dreiachsigen Spannungszustand in den zu verfestigenden Zonen der btirnflächen, und seine Verformungen in den Kerbausrundungen des Teiles sind beschränkt.The material is given a three-axis stress state in the zones of the end faces to be consolidated, and its deformations in the notch fillets of the part are limited.

Auf diese Weise gelingt es, die plastischen Verformungen des Materials bei der Biegung und die bleibenden Spannungen in der zu verfestigenden Zone zu erhöhen, die Empfindlichkeit gegen die Veränderung der Verfestiguagsparameter herabzusetzen und die Belastbarkeit von Teilen zu vergrößern. In this way it is possible to reduce the plastic deformations of the material during bending and to increase the residual stresses in the zone to be hardened, reduce the sensitivity to changes in the solidification parameters and to increase the resilience of parts.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß die benachbarten Vorsprünge des Teiles, die eine gemeinsame Vertiefung bilden, einer räumlichen plastischen Biegeverformung durch gleichzeitigen Angriff von Kräften in zueinander entgegengesetzten Richtungen aus der Zone der gemeinsamen Vertiefung unterzogen werden. It is also useful that the adjacent projections of the Part that form a common depression, a spatial plastic bending deformation by simultaneous application of forces in opposite directions from the zone of common indentation.

Eine derartige Lösung erlaubt es, einen Spannungsustand des Teiles und bleibende Erscheinungen, die nach dem Verteilungscharakter in bezug auf die Achse der Vertiefung der zu verfestigenden Vorsprünge symmetrisch sind, zu erzeugen, was die Veränderung der Richtungen der plastischen Verformung und eine damit verbundene Herabsetzung der Fließgrenze des Materials an der Wurzel des Vorsprungs ausschließt (sogenannter Bauschinger--Effekt). Überdies haben die technologischen Hauptkratte entgegengesetzte Vorzelonen und werden gegenseitig kompensiert. Such a solution allows a stress state of the part and permanent phenomena, according to the character of distribution in relation to the The axis of the recess of the projections to be solidified are symmetrical, what the change in directions of plastic deformation and an associated one A reduction in the yield point of the material at the root of the projection excludes (so-called Bauschinger effect). In addition, the main technological rat opposite pre-cells and are mutually compensated.

Die resultierenden Radialträfte werden ebenfalls leicht kompensiert, beispielsweise bei der gleichzeitigen Verfestigung von diametral gegenüberliegenden Vertiefungen.The resulting radial forces are also easily compensated, for example with the simultaneous solidification of diametrically opposite ones Indentations.

Die beträchtlichen technologischen Kräfte bei der Biegung des zu verfestigenden Vorsprungs, die infolge Fehlens der thermischen Einwirkung auf das Teil und der entsprechenden Verminderung der Festigkeitseigenschaften seines Materials während der Bearbeitung möglich sind, nehmen noch merklicher durch die verteilte Kraft in der Zone des gefährdeten Querschnitts des Vorsprungs zu, deren Wirkung eine technologische Schubkraft insbesondere im Bereich unterhalb des gefährdeten Querschnitts erzeugt und in der Zone der Winkel Drucke von ungefähr g /2 hervorruft, die größer als normale Zugspannungen sind. The considerable technological forces involved in bending the to solidifying projection due to the lack of thermal Effect on the part and the corresponding reduction in strength properties of its material during processing are even more noticeable the distributed force in the zone of the endangered cross-section of the protrusion, the effect of which is a technological thrust especially in the area below the endangered cross-section and in the zone of the angle pressures of approximately g / 2 which are greater than normal tensile stresses.

Diese Besonderheit des Spannungszustandes des Teiles gestattet es, auch Zonen effektiv zu verfestigen, die bedeutend niedriger als der gefährdete Querschnitt des Vorsprungs des Teiles liegen, und stufenweise Kalthärtung des Materials am Grund der Vertiefung bei Veränderung des Verformungszeichens zu vermeiden /was das Auftreten der Anisotropie des Materials, die durch den Bauschinger-Effekt gekennzeichnet ist, und die entsprechende Verminderung der Festigkeitseigenschaften des Teiles am Grund der Vertiefung beseitigt/. This peculiarity of the stress state of the part allows also effectively consolidate zones that are significantly lower than the endangered cross-section of the protrusion of the part, and gradual cold hardening of the material at the base to avoid the deepening when changing the deformation sign / what the occurrence the anisotropy of the material, which is characterized by the Bauschinger effect, and the corresponding reduction in the strength properties of the part at the bottom the deepening eliminated /.

Außer der Ausschaltung des Bausohinger-Effektes verlagert sich bei einem solchen Schema der technologischen Belastung des Teiles mit zusätzlichem Schub und Wirkung der Kräfte aus der gemeinsamen Vertiefung die Zone der maximalen Zugspannungen zur Vorsprungswurzel und es wird eine effektive Verfestigung des Vertiefungsgrundes erreicht, was die Vielfalt der zu bearbeitenden Teile - z.B. auf Teile mit dünner Belge, bei denen ein Kranz auf die Felge aufgeschrumpft ist, und mit geringem Durchmesser ausdehnt. Apart from the elimination of the Bausohinger effect, there is also a shift in such a scheme of technological loading of the part with additional thrust and the effect of the forces from the common depression creates the zone of maximum tensile stresses to the root of the protrusion and there is an effective consolidation of the bottom of the recess achieves what the variety of parts to be machined - e.g. parts with thinner Rubbers with a rim shrunk onto the rim and with a small diameter expands.

Es ist zweckmäßig, auf den belasteten Fi'eil der Oberfläche des zu verfestigenden Teiles gleichzeitig mit einer zusätzlichen Kraft einzuwirken, die längs der Seitenfläche des Vorsprungs gerichtet ist. It is advisable to approach the contaminated part of the surface of the solidifying part at the same time with an additional force act, which is directed along the side surface of the projection.

Dank einer solchen Lösung können Teile mit kompliziertem Profil der Vorsprünge /mit zur Spitze hin zunehmenden Profil winkeln/ oder mit geringen Profilwinkeln verfestigt werden. Thanks to such a solution, parts with a complicated profile can be used Projections / angle with increasing profile towards the tip / or with small profile angles be solidified.

Hierbei vergrößern die Tangentialkräfte nicht die radiale Komponente der Gesamtbelastung, die Zugspannungen der Vorsprünge seitens ihrer gemeinsamen Vertiefung werden höher und die Druckspannungen an den entgegengesetzten Seiten ihrer Profile nehmen ab, der Charakter der Verteilung der bleibenden Spannungen wird verbessert und ihre Größe erhöht. Selbst bei einem merklichen Unterschied in dem Profilwinkeln verschiedener Abschnitte der zu bearbeitenden Oberfläche erleichtert abgesehen davon das Fehlen der radialen Komponenteii von Tangentialkräften die Regelung der Verfestigungsparameter.Here, the tangential forces do not increase the radial component the total load, the tensile stresses of the projections on the part of their common The deepening becomes higher and the compressive stresses on the opposite sides their profiles decrease, the character of the distribution of the remaining stresses is improved and their size increased. Even with a noticeable difference in the profile angle of different sections of the surface to be machined apart from that, the lack of radial components of tangential forces is the rule the hardening parameter.

Es ist ferner zweckmäßig, daß die Arbeitsflächen der Vorsprünge der Wirkung einer Zusatzkraft gelichzeitig mit dem Angriff der Hauptbiegekraft an derselben Seite des Profile untersogen wird, welche Zusatzkraft über dselbe so zerteilt ist, daß Eie zusammen mit der Biegung des Vorsprungs in ihm Spannungen oberhalb der Fließgrenze des Materials hervorruft, wobei die Bearbeitung in einem Schmiermittel vorgenommen wird. It is also useful that the working surfaces of the projections Effect of an additional force at the same time as the main bending force acts on it Side of the profile is submerged, which additional force is divided over the same, that together with the bending of the projection in it, stresses above the yield point of the material, the machining being carried out in a lubricant will.

Eine derartige Lösung gestattet es, dank dem Belasbungsschema in den Zonen außerhalb der Kerbausrundung /wo der Gradient der Biegespannungen beträchtlich niedriger ist als in der Kerbe ./ nicht nur den hydrostatischen Druck und die Plastizität des Materials zu erhöhen, sondern auch die Größe der bleibenden Druckspannungen, deren Lagerungstiefe und die Härte der Oberflächenschicht merklich zu vergröbern, wobei der Effekt der räumlichen plastischen Verformung erzielt und die Begrenzung auf dieser Oberfläche aufgehoben wird /Gefahr der Rißbildung/. Gleichaeitig werden dank dem Einfluß von thermodynamischen Faktoren /Temperaturerhöhung bei hohem Druck/ in Kombination mit der plastischen Verformung günstige Bedingungen für die Adsorption von aktiven Stoffen geschaffen, was zu einer noch größeren Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Teile gegen Verschleiß und Festfressen, zur Verbesserung der Bedingungen ihres Einlaufvermögens und anderer Adaptationseigenschatten sowie zur Verbesserung der Güte von zu bearbeitenden w Oberflächen und der Lebensdauer des Verfestigungserkzeuges beiträgt. Such a solution allows, thanks to the Belasbungsschema in the zones outside the notch fillet / where the gradient of the bending stresses is considerable is lower than in the notch ./ not only the hydrostatic pressure and plasticity to increase the material, but also the Size of the permanent Compressive stresses, their storage depth and the hardness of the surface layer are noticeable to coarsen, with the effect of spatial plastic deformation achieved and the limitation on this surface is removed / risk of cracking /. Equally thanks to the influence of thermodynamic factors / temperature increase at high Pressure / in combination with the plastic deformation favorable conditions for the Adsorption of active substances is created, which leads to an even greater increase in Resistance of the parts to wear and seizure, to improve the conditions of their infiltration capacity and other adaptation properties as well as to improve the quality of surfaces to be machined and the service life of the consolidation tool contributes.

Eine solche Bearbeitung ermöglicht es, das Teil außerhalb der Zone der Kerbausrundung zu verfestigen und zugleich die Größe der Biegekraft bei der Verfestigung sowie die Festigkeit des Teils in der Zone der Kerbausrundung zu erhöhen. Such machining makes it possible to get the part out of the zone to solidify the notch rounding and at the same time the size of the bending force in the To increase the consolidation and the strength of the part in the zone of the notch fillet.

Dies führt zur Erhöhung des Effektes der Verfestigung des Teils. This leads to an increase in the solidification effect of the part.

Ea ist zweckmäßig, daX gleichzeitig mit der plastischen Verformung der Vorsprünge der drundkörper des Teils, der an die Zone des gefährdeten Querschnitts der Vorsprünge anschließt, einer Druckkraft in einer zum gefährdeten Querschnitt parallelen Ebene unterzogen wird. Ea is useful, daX at the same time as the plastic deformation the protrusions of the cylindrical body of the part that adjoins the zone of the endangered cross-section the projections adjoins a compressive force in a cross-section at risk parallel plane is subjected.

Eine solche Lösung erlaubt es, die maximalen Zugspannungenan der Wurzel des Vorsprunges herabzumindern und dadurch die technologische Belastung zu vergrobern, die über dessen aktives Profil verteilt ist, sowie im Endergebnis den Effekt der Verfestigung des Vorsprungs und die Belastbarkeit des Teils insgesamt zu erhöhen. Such a solution allows the maximum tensile stresses on the To reduce the root of the projection and thereby the technological Increase load that is distributed across its active profile, as well as in the bottom line the effect of strengthening the protrusion and the load capacity of the part as a whole to increase.

Es ist zweckmäßig, daß im Augenblick der Verformung der Vorsprünge Teile mit dünner felge mittels einer über die Basis-- oder Sitzfläche verteilten Kraft bis zur Erzielung der erforderlichen Form und des gespannt-verformten Zustandes der Felge zusammengepreßt werden, welche den Einfluß des Betriebssitzes imitieren. It is expedient that at the moment of deformation of the projections Parts with a thin rim by means of one distributed over the base or seat surface Force to achieve the required shape and the tensioned-deformed state the rim are pressed together, which imitate the influence of the operating seat.

Eine derartige Lösung bietet die Möglichkeit, im voraus /bei der räumlichen Biegeverformung der Vorsprünge das für den Preßsitz charakteristische Spannungsfeld zu imitieren. Die oberlagerung von zwei Spannungszuständen /von der Biegung und der Zusammenpressung her/ beim nachfolgenden Einpressen in das Tragteil begünstigt die Reproduzierung des den verfestigten Vorsprüngen eigenen symmetrischen Diagramms von bleibenden Spannungen mit zu beiden Seiten des gefährdeten Querschnitts des Vorsprungs lagernden Druckspannungen. Außerdem vergrößert die Pressung der Vorsprungswurzel im Augenblick der Biegung die normale Eomponente der Biegekraft, die zur Verfestigung erforderlich ist, was zur Zunahme der Tiefe und des Grades der Oherflächenkalthärtung der aktiven Abschnitte der Vorsprünge führt. Such a solution offers the possibility in advance / at the spatial bending deformation of the projections is characteristic of the press fit To imitate the field of tension. The superposition of two states of tension / of the Bending and compression before / during the subsequent pressing into the supporting part favors the reproduction of the symmetrical inherent in the solidified projections Diagram of residual stresses on both sides of the endangered cross-section compressive stresses on the projection. It also increases the compression of the protrusion root At the moment of bending, the normal component of the bending force necessary for solidification is required, leading to an increase in the depth and degree of surface cold hardening the active portions of the protrusions.

Es ist auch zweckmäßig, daß während des Bearbeitungsvorgangs am Vorsprung des Teiles in der Verfestigungszone eine zusätzliche Schubkraft angelegt wird, die dem Schub aus der Kraft entgegengesetzt ist, die die plastische Oberflächenvertormung erzeugt. It is also useful that during the machining process on the projection of the part in the solidification zone an additional thrust is applied, which the thrust from the force is opposed to the plastic surface deformation generated.

Eine solche Lösung gestattet es, die Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen großer Länge mit einem großen Arfli des Biegekraftangriffs durchzuführen, wobei der Spannungszustand des Teiles nicht verzerrt wird, da durch die kompensierenden Belastungen die Vorteile der räumlichen plastischen Biegeverformung völlig realisiert werden. Such a solution allows the solidification of machine parts to perform with protrusions of great length with a large arfli of bending force attack, whereby the stress state of the part is not distorted because of the compensating Loads fully realized the advantages of spatial plastic bending deformation will.

wenn Es ist zweckmäßig, / gleichzeitig mit der Verformung der Vorsprünge der an die Zone des gefährdeten Querschnitts anschließende Grundkörper des Teiles einer Verdrehung unterzogen wird. when it is convenient / simultaneous with the deformation of the projections the main body of the part adjoining the zone of the endangered cross-section is subjected to a twist.

Diese Lösung erlaubt es, die Verfestigung unter Erzeugung eines nach Tiefe und Richtung vorgebenen Feldes von bleibenden Spannungen im Körper des Teiles durchzuführen, und erhöht die Belastbarkeit bei der Arbeit des Teiles unter Belastungen verschiedener Art, was wiederum die Lebensdauer beispielsweise bei der Verfestigung der Teile vom Typ der Zahnräder, der Laufteil wie Wellen, Turbinenschaufeln verlängern lädt. This solution allows the solidification to produce a after Depth and direction of the specified field of permanent tension in the body of the part perform, and increases the load capacity when working the part under loads of various types, which in turn increases the service life, for example when solidifying of parts of the type of gears, the running part such as shafts, turbine blades extend loads.

Die Verformung des Teiles durch Verdrehung erzeugt die plastische Anisotropie des Materials seines Vorsprungs, mit welcher die Möglichkeiten der gerichteten Biegeverformung gut harmonieren. The deformation of the part by twisting creates the plastic Anisotropy of the material of its projection, with which the possibilities of directional Bending deformation harmonize well.

Es ist zweckmäßig, die Belastung mittels einer über die Oberfläche der Vorsprünge gleichmäßig verteilten Kraft durch Einwirkung eines komprimierten Mediums aut die Oberflächen von eine Vertiefung bildenden benachbarten Vorsprüngen und auf die Stirnflächen derselben vorzunehmen. It is advisable to use an over the surface to reduce the load the projections evenly distributed by the action of a compressed force Medium on the surfaces of adjacent protrusions forming a recess and to make the same on the end faces.

Eine solche Lösung ermöglicht es, streng identische Bedingungen der Belastung aller Vorsprunge des Teiles herbeizufuhren, und trägt zu einer hohen Stabilität der Verfestigungsverfahren, reduziert auf das Mindestmaß die Verluste der technologischen Kraft, verringert den Verschleiß, wobei die Qualität des Erzeugnisses und die Lebensdauer der verwendeten Ausrüstung erhöht werden. Such a solution makes it possible to have strictly identical conditions of the To cause loading of all projections of the part, and carries to a high stability of the consolidation process, reduced to the minimum the loss of technological strength, reduces wear and tear, while increasing quality of the product and the service life of the equipment used.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen realisiert, die als Rolle mit profiliert ter Arbeitsrläche ausgebildet ist, welche im Querschnitt die Form eines Vorsprungs hat, dessen Kopf durch Übergangskurven zweier benachbarter Vorsprünge des zu bearbeitenden Zahnrades gebildet ist, während der Fuß durch Kurven beschrieben ist, die dem Profil der Köpfe der orsprüng,e des zu bearbeitenden zahnrades entsprechen, bei der erfindungsgemäß der Fuß des Vorsprungs im Querschnitt als Keil gestaltet ist, wobei der Flankenwinkel des Keils dem Winkel zwischen den Tangenten an das modifizierte Profil sweier benachbarter Vorsprünge des zu bearbeitenden Zanhrades gleich ist. The task is carried out by a facility the process of consolidating machine parts with protrusions implemented, which is designed as a role with profiled ter work surface, which in cross section has the shape of a projection, the head of which is formed by transition curves of two adjacent ones Projections of the gear to be machined is formed, while the foot by curves is described, the profile of the heads of the origins, e of the gear to be machined correspond, according to the invention, the foot of the projection in cross section as a wedge is designed, the flank angle of the wedge being the angle between the tangents to the modified profile of adjacent projections of the toothed wheel to be machined is equal to.

Diese Lösung bietet die Möglichkeit, die Vorsprüngs des Teils der räumlichen plastischen Biegsverformung unter gleichzeitiger plastischer Verformung der Oberflächen der Vorsprünge in der Zone ihres gefährdeten Querschnitts zu unterziehen, gas zur Erhöhung der Festigkeitseigenschaften des Materials der Teile beiträgt. This solution offers the possibility of the projections of the part of the spatial plastic bending deformation with simultaneous plastic deformation to subject the surfaces of the projections in the zone of their endangered section, gas contributes to increasing the strength properties of the material of the parts.

Große spezifische Drücke, die an den Stellen des Kontakts der Rolle mit den Spitzen der zu verfestigenden Vorsprünge entstehen, führen zur Profilmodifikation der Köpfe dieser Vorsprünge. Large specific pressures at the points of contact of the role arise with the tips of the projections to be solidified, lead to profile modification of the heads of these protrusions.

Es ist zwecmäßig, daß die Rolle eine Stütze besitzt, an der innere Platten, seitliche Platten und eine Abschlußplatte befestigt sind, wobei die inneren Platten als Federelemente ausgebildet und mit einem Spielraum eine in bezug auf die andere und in bezug auf die Stütze angeordnet sind, während die seitlichen Platten und die Abschlußplatte in Kontakt mit den inneren Platten stehen und entsprechend der Oberfläche der benachbarten Vorsprünge des zu verfestigen,derl Teiles, beispielsweise des Zahnrades, profiliert sind. It is expedient that the roller has a support on the inner one Panels, side panels and an end panel are attached, with the inner Plates designed as spring elements and with a margin with respect to one the other and are arranged with respect to the support, while the side panels and the end plate are in contact with the inner plates and correspondingly the surface of the adjacent projections of the part to be solidified, for example of the gear, are profiled.

Eine solche Lösung gestattet es, sämtliche technologischen Arbeitsgänge zur räumlichen plastischen Biegeverformung auszuführen, und bietet zugleich die Möglichkeit, den Verfestigungseffekt durch Ausnutzung der Adaptationseigenschaften der Eonstruxtionen sowohl der zinrichtung selbst als auch des zu verfestigenden Materials des Teiles zusätzlich zu erhöhen. Such a solution allows all technological operations to perform spatial plastic bending deformation, and at the same time offers the Possibility of strengthening the effect by utilizing the adaptation properties the constructions of both the interest itself and that to be consolidated Material of the part to increase in addition.

Die Verwendung der inneren Platten, die den Federelementen ähnliche Charakteristiken besitzen, erlaubt es, mit einer beliebigen vorgegebenen Genauigkeit die technologischen Belastungen bei der Verfestigung zu realisieren und die Dämpfungseigenschaften der Einrichtung auszunutzen, die solche Charakteristiken des zu verfestigenden teiles wie Nachgiebigkeit, Herst ellungsgenauigke it des Profils, d die Oberflächenhärte mit berücksichtigen. Hierbei gestattet es die erfindungsgemäße Konstruktion, auf die Veränderung dar obenaufgezählten Parameter fein zu reagieren und in diesem Fall die Adaptationseigenschaften der Einrichtung selbst auszunutzen.The use of the inner plates, which are similar to the spring elements Having characteristics allows it to be performed with any given precision to realize the technological loads during the solidification and the damping properties To take advantage of the device having such characteristics of the part to be solidified such as flexibility, manufacturing accuracy of the profile, d the surface hardness take into account. Here, the construction according to the invention allows on the change in the parameters enumerated above to react fine and in this case to use the adaptation properties of the facility itself.

Es ist zweckmäßig, daß zur Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen, die verschiedene Nachgiebigkeit und Adaptationseigenschaften besitzen, die seitlichen Platten der Einrichtung beispielsweise als Tellerfedern ausgebildet sind. It is advisable that for the consolidation of machine parts with protrusions, the various yield and Have adaptation properties, the side plates of the device are designed, for example, as disc springs are.

Eine derartige Lösung erlaubt es, den Anwendungsbereich der 3inrichtung durch Veränderung der Kraftcharakteristiken ihrer Elemente und Einführung der Nichtlinearität der Steifigkeitskennwerte zu erweitern. Such a solution allows the area of application of the device by changing the force characteristics of their elements and introducing non-linearity to expand the stiffness parameters.

Zweckmäßigerweise wird die Stütze mit Bohrungen zur SchmiermiL-telzuführung zu den Anordnungsstellen der inneren Platten ausgeführt. The support is expediently provided with bores for the supply of lubricant to the locations of the inner panels.

Eine solche Lösung gestattet es, verschiedene Schmiermitteltypen zu den Kontaktierangsstellen der Platten zuzuführen, was den Reibungskoeffizienten und somit die Adaptationseigenschaften der Einrichtung selbst wesentlich verändert und die Möglichkeit bietet, ihre Regelung in weitem Bereich je nach den hinsichtlich der Verfestigungsbedingungen gestellten Anforderungen vorzunehmen. Infolgedessen steigt die Stabilität des Verfestigungsprozesses. Such a solution allows different types of lubricants to the Kontaktierangsstellen of the plates, what the coefficient of friction and thus significantly changes the adaptation properties of the device itself and offers the possibility of their regulation in a wide range depending on the terms the requirements set in the consolidation conditions. Consequently the stability of the solidification process increases.

Hachstehend werden konkrete Beispiele für die ' Durchführung des Verfahrens zur Verrestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen angeführt. Below are specific examples of how the Procedure for the residue of machine parts with protrusions listed.

Beispiel 1. Example 1.

Es wird ein Beispiel der Durchführung des Verfahrens für ein Teil mit einem Einzelvorsprung /siehe Fig.l/ betrachtet. It will be an example of performing the procedure for a part with a single projection / see Fig.l / considered.

Ein zu verfestigendes Teil des Getriebes einer Anlage zum Granulieren von Mischfuttermitteln - eine Welle mit einem Vorsprung 1 mit der Höhe H = 100 mm und der Dicke S = 22 mm mit einer Kerbausrundung in Form eines Kreisbogens von 40 mm Halbmesser, ausgeführt aus Chrom-Nickel-Stahl mit der folgenden chemischen Zusammensetzung: C = 0,45; Si = 0,18; Mn = 0,60; Ni = 1,15; P # 0,035, s # 0,035; mit der Fließgrenze 58 kp/mm2 wird der räumlichen plastischen Verformung durch eine Kraft PI 70 kp/mm an der seite "ab" des Profils, die in der Zone des gefährdeten Querschnitts l'ac" Spannungen oberhalb der Fließgrenze des Materials erzeugt, und gleichzeitig der Wirkung einer verteilten Kraft in der Zone des gefährdeten Querschnitts "ac" durch den Druck eines Stempels 2 von P2= 80 kp/mm unterzogen, welche Normalkräfte bis zu 30 kp/mm2 einen erzeugt, die / dreiachsigen Spannungszustand an der Oberfläche eines des Teiles, die Wirkung / hydrostatischen Drucks, die Erhöhung der plastischen Sigenschaften des Teiles in der Druckzone des Stempels und deren senkung an der entgegengesetzten Seite des Vorsprungs hervorrufen. A part of the gear unit of a granulating plant that is to be solidified of compound feed - a shaft with a protrusion 1 with the height H = 100 mm and the thickness S = 22 mm with a notch fillet in the form of a Circular arc of 40 mm radius, made of chrome-nickel steel with the following chemical composition: C = 0.45; Si = 0.18; Mn = 0.60; Ni = 1.15; P # 0.035, s # 0.035; with a yield point of 58 kp / mm2 is the spatial plastic deformation by a force PI 70 kp / mm on the "ab" side of the profile, which is in the zone of the endangered cross-section l'ac "stresses above the yield point of the material generated, and at the same time the effect of a distributed force in the zone of the endangered Cross-section "ac" subjected to the pressure of a punch 2 of P2 = 80 kp / mm, which normal forces up to 30 kp / mm2 generates a three-axis stress state on the surface of one of the part, the effect / hydrostatic pressure, the increase the plastic properties of the part in the pressure zone of the stamp and their Create a depression on the opposite side of the protrusion.

Infolgedessen entsteht eigenartige Anisotropie der plastischen EigenschaSten des Teiles bei der räumlichen Verformung, was es gestattet, ein dreischichtiges Diagramm der bleibenden Spannungen ## und beträchtliche bleibende Spannungen negativen Vorzeichens in den peripheren Zonen des gefährdeten Querschnittes zu erhalten. As a result, there arises a peculiar anisotropy of the plastic properties of the part in spatial deformation, which allows a three-layer Chart of the residual stresses ## and considerable permanent stresses negative To maintain the sign in the peripheral zones of the endangered cross-section.

Nach Aufhören der Wirkung der Belastung P1 und des Stempels 2 wird der Vorsprung 1 des Teiles der räumlichen plastischen Verformung durch Kraft Pf = 80 kp/mm an der Seite "cd" des Profils, die in der Zone des gefährdeten Querschnitts "ac" Spannungen oberhalb der Fließgrenze des Materials erzeugt, und gleichzeitig der Wirkung einer verteilten Kraft in der Zone des gefährdeten Querschnitts "act' durch Druck des Stempels 2 mit einer Kraft P' = 80 kp/mm unterzogen. Infolgedessen 2 kommt die räumliche plastische Verformung nur an der Seite "cd§' zustande, was das früher erzielte dreischichtige Diagramm der bleibenden Spannungen gc , verstarkt, welches das Vorhandensein erheblicher Druckspannungen in der Zone der peripheren Abschnitte des gefährdeten Querschnitts anzeigt. After the effect of the load P1 and the punch 2 has ceased the projection 1 of the part of the spatial plastic deformation by force Pf = 80 kp / mm on the "cd" side of the profile, which is in the zone of the cross-section at risk "ac" creates stresses above the yield point of the material, and at the same time the effect of a distributed force in the zone of the endangered cross-section "act 'by pressing the punch 2 with a force P' = 80 kgf / mm. As a result 2, the three-dimensional plastic deformation comes about only on the "cd§" side, what the previously obtained three-layer diagram of the residual stresses gc, reinforced, indicating the presence of significant compressive stresses in the zone of the peripheral Indicates sections of the endangered cross-section.

Das Verfahren wird unter Verwendung einer universellen Ausrüstung vom Typ der hydraulischen und mechanischen Pressen und Stempel durchgefuhrt. The procedure is carried out using universal equipment carried out by the type of hydraulic and mechanical presses and punches.

Als Ergebnis der Bearbeitung nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine Erhöhung der Belastbarkeit der Welle in bezug auf Biegung um mehr als das 1,5-fache erreicht. As a result of the processing according to the proposed method is an increase in the load-bearing capacity of the shaft in relation to bending by more than 1.5 times achieved.

Beispiel 2. Example 2.

Es wird ein Beispiel der Durchführung des Verfahrens für ein Teil geringer Dicke mit Stirnflächen /siehe Fig. 2/ betrachtet. It will be an example of performing the procedure for a part small thickness with end faces / see Fig. 2 / considered.

Das Teil - die Achse des Getriebes einer Anlage zum Granulieren von Mischfuttermitteln, ausgeführt aus Stahl mit der i?ließgrenze 58 kp/mm2, wird mit einer Biegekraft P1 = 80 kp/mm belastet, die plastische Verrormungen des Materials in der Zone der Kerbausrundung @ /Kreisbogen von 20 mm Halbmesser/ bewirkt, wobei gleichzeitig an der gestreckten Seite des Vorsprungs 1 mit der Höhe H 2 158 mm, der Dicke 5 = 34 mm und der Länge L = 100 mm auf das plastisch zu verformende Material durch den Stempel 2 mit einer Kraft P2= = 300 kp/mm, an den Stirnflächen aber mittels Stempeln 3 mit einer Kraft P3= 120 kp/mm eingewirkt wird, wodurch ein Druck in den Zonen der plastischen Verformungen des Materials erzeugt wird. The part - the axis of the gearbox of a plant for granulating Compound feed, made of steel with an allowance limit of 58 kp / mm2, is used with a bending force P1 = 80 kp / mm, the plastic deformation of the material in the zone of the notch fillet @ / circular arc of 20 mm radius / causes, where at the same time on the extended side of the projection 1 with the height H 2 158 mm, the thickness 5 = 34 mm and the length L = 100 mm on the material to be plastically deformed by the punch 2 with a force P2 = = 300 kp / mm, but at the end faces by means of Stamp 3 with a force P3 = 120 kp / mm is applied, whereby a pressure is generated in the zones of plastic deformations of the material.

Zur Durchführung des Verfahrens werden verschiedene Einrichtungen verwendet, beispielsweise Kaltwalzmaschinen mit Rollen, deren Durchmesser aer halben Breite des zu bearbeitenden Teils ungefähr gleich ist, welche Rollen mit gleichachsig mit ihnen angeordneten umlaufenden Anschlägen versehen sind usw. Various facilities are used to carry out the procedure used, for example, cold rolling machines with rollers whose diameter is half aer Width of the part to be machined is approximately the same, which rollers are equiaxed with are provided with them arranged circumferential stops, etc.

Somit entsteht bei der Verfestigung derartiger Teile an ihren Stirnflächen kein zweiachsiger Spannungszustand /an der von den äußeren Belastungen freien Oberfläche ist die Normalspannung #N = 0 und die Tangentialspannung ## =0/, was zum Sprödbruch von auf eine hohe Härte gehärteten Teilen und Austreibungen zur Bildung von des Materials an den Stirnflächen/ /und als Folge davon zur Verringerung der bleibenden Spannungen und Schwächung des Teils in dieser Zone/ von Teilen niedriger Härte führen könnte. This results in the solidification of such parts at their end faces no biaxial stress state / on the surface free from external loads the normal stress #N = 0 and the tangential stress ## = 0 /, which leads to brittle fracture of parts hardened to a high hardness and expulsions to form des Material on the end faces / / and as a result to reduce the permanent Stress and weakening of the part in this zone / parts of low hardness result could.

Als Ergebnis der Bearbeitung nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine Erhöhung der Lebensdauer der verfestigten Achse des Getriebes um das 2,2-fache erreicht. As a result of the processing according to the proposed method is an increase in the service life of the solidified axis of the gearbox by 2.2 times achieved.

Beispiel 3. Example 3.

Es wird ein Beispiel der Durchführung des Verfahrens für ein Teil mit abwechselnden Vorsprüngen und Vertiefungen/siehe Fig. 3/ betrachtet. It will be an example of performing the procedure for a part with alternating projections and depressions / see Fig. 3 / considered.

Das getriebene Zahnrad 4 des Gestängezugs einer DiesellokomOtive mit den Paramebern: Modul m = lOmm, Zähnezahl Z = Zahnkranzbreite b = 140 mm, Verschiebungsfaktor des Bezugsprofils X = 0,43?, Bezugsprofil mit Profilwinkel d = 200, mit den Koeffizienten des Abrundungshalbmessers der Werkzeugkontur und der Höhle des Zahnkopfes von 0,40 bzw. 1,25, hergestellt aus Stahl mit der Fließgrenze 58 kp/mm2, wurde einer Sektorenhärtung der Zähne mit Hochfrequenzströmen /HFS/ mit Abriß der gehärteten Schicht unterworfen. The driven gear 4 of the linkage of a diesel locomotive lens with the parameters: module m = 10mm, number of teeth Z = Gear rim width b = 140 mm, displacement factor of the reference profile X = 0.43 ?, reference profile with profile angle d = 200, with the coefficients of the radius of the rounding of the tool contour and the cavity of the tooth crown of 0.40 and 1.25 respectively, made of steel with the yield point 58 kp / mm2, was a sector hardening of the teeth with high frequency currents / HFS / with Subjected to demolition of the hardened layer.

Die benachbarten Vorsprünge - die Zähne 5,6 des Zahnrades 4 - werden der gleichzeitigen Wirkung folgender Kräfte aus der Zone ihrer gemeinsanlen Vertiefung /Zahnlücke/ unterzogen: der Biegekraft P1 = 300 kp/mm und dem Druck des Stempels 2 durch radiale Kraft P2, die die Wirkung von verteilten Kräften in der /am Anfang des wirksamen Profils befindlichen/ Zone des gefährdeten Querschnitts hervorruft, welche Kräfte den Größan 30 kp/mm und in der Zone von maximalen Zugspannungen /die sich am Zahngrund befindet/ 75 kp/mm2 gleich sind. The adjacent projections - the teeth 5,6 of the gear 4 - will the simultaneous effect of the following forces from the zone of their common deepening / Tooth gap / subjected: the bending force P1 = 300 kp / mm and the pressure of the punch 2 by radial force P2, which is the effect of distributed forces in the / at the beginning of the effective profile / zone of the endangered cross-section, what forces the sizeat 30 kp / mm and in the zone of maximum tensile stresses / die located at the tooth base / 75 kp / mm2 are the same.

Hiernach werden die benachbarten Vorsprünge 5 und 7, die eine Nachbarvertiefung bilden, mittels des Stempels 2 ähnlich bearbeitet, wobei die Kräfte aus der Zone der gemeinsamen Vertiefung - P1 und P2 - den oben angegebenen Größen entsprechen. After that, the adjacent protrusions 5 and 7 become an adjacent recess form, processed similarly by means of the punch 2, the forces from the zone of the common recess - P1 and P2 - correspond to the sizes given above.

Im Ergebnis der Bearbeitung nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine Erhöhung der Belastbarkeit von benachbarten Vorsprüngen auf einem Niveau nicht unterhalb der für die Einzelvorsprünge erhaltenen Werte erreicht, die über 50 % beträgt. The result of the processing according to the proposed method is an increase in the load-bearing capacity of adjacent projections on one level does not below the values obtained for the individual protrusions, which are over 50% amounts to.

Beispiel 4. Example 4.

!;s wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Bearbeitung von Teilen komplizierten Profils /siehe Fig. 4/ betrachtet. !; s is an embodiment of the method for processing from Parts of a complicated profile / see Fig. 4 / considered.

Das zu verfestigende geradverzahate Stirnrad 4 des Gestängezugs einer Diesellokomotive besteht aus Stahl mit der Fließgrenze 58 kp/mm2 und ist auf der Basis eines Bezugsprofils von α = 200 ausgeführt mit dem lWodul m = 10 mm, der Zähnezahl Z = 75, der Verschiebung des Bezugsprofils X = 0,437, den Koeffizienten des Abrundungshalbmessers des Zahns des Werkzeugbezugsprofils und der Zahnkopfhöhe 0,4 bzw. 1,25. The straight-toothed spur gear 4 of the rod assembly to be solidified The diesel locomotive is made of steel with a yield point of 58 kp / mm2 and is on the Basis of a reference profile of α = 200 executed with the l module m = 10 mm, the number of teeth Z = 75, the displacement of the reference profile X = 0.437, the coefficient the radius of the rounding of the tooth of the tool reference profile and the tooth tip height 0.4 and 1.25, respectively.

Die Belastungsvorrichtung 8, ausgebildet in Form eines Keils mit einem Flankenwinkel von r = 100 der wirksamen Abschnitte, wird in der Vertiefung längs der mit flüssigem Hypoildl geschmierten Zähne so durchgezogen, daß ihre Seitenflächen mit dem Rad an den Spitzen von benachbarten Zähnen, an den Ubergangszonen und am Grund der Vertiefung kontaktieren, wobei eine längs des Kranzes verteilte Normalkraft P4 = 60G kp/mm, eine verteilte normale Belastung mit einer Intensität von 60 kp/mm2 und Tangentialkräfte an den kontaktierenden Oberflächen der Radzähne, die 460 kp/mm bzw. 100 kp/mm betragen, hervorgerufen werden. The loading device 8, designed in the form of a wedge with a flank angle of r = 100 of the effective sections, is in the recess along the teeth lubricated with liquid hypoildl so that their side surfaces with the wheel at the tips of adjacent teeth, at the transition zones and at Contact the bottom of the depression, with a normal force distributed along the rim P4 = 60G kp / mm, a distributed normal load with an intensity of 60 kp / mm and tangential forces on the contacting surfaces of the gear teeth, which are 460 kp / mm or 100 kp / mm.

Hierbei fehlen Tangentialkräfte in radialer Richtung, weshalb die Druckkraft P5, die die Wirkung der Biegekraft Pl herabmindert, nicht zunimmt, was den Spannungszustand der Zähne bei deren Verfestigung verbessert. There are no tangential forces in the radial direction, which is why the Compression force P5, which reduces the effect of the bending force Pl, does not increase, which improves the state of tension of the teeth as they solidify.

Die Berechnungen zeigen, daH im Ergebnis der Bearbeitung nach dem vorgeschlagenen Verfahren die bleibenden Druckspannungen und der Bereich ihres Auftretens beträchtlich zunehmen, wobei der Grad dieser Zunahme hauptsächlich durch den ProSilwinkel in der Zone der Kerbausrundung und durch Verformungseigenschaften des Materials bestimmt wird. So verändert sich für Zähne mit Profilmodifikation des Fußes, bei welchen sich dieser Winkel noch mehr verringert, im Prinzip das qualitätsmäßige Bild der räumlichen Deformationsverfestigung dank Anwendung einer Tangentialkraft längs des Zahns. The calculations show that the result of processing after proposed method the permanent compressive stresses and the area of their occurrence increase considerably, the degree of this increase being mainly due to the ProSil angle in the zone of the notch rounding and determined by the deformation properties of the material will. So for teeth with a profile modification of the foot, which ones change if this angle is reduced even more, in principle the qualitative picture of the spatial deformation hardening thanks to the application of a tangential force along the Tooth.

Beispiel 5. Example 5.

Es wird ein Beispiel der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens /siehe Fig. 6/ betrachtet. Ein Teil, d.h. eine Zahnstange mit Modul m = 10 mm aus Stahl mit der Fließgrenze 58 kp/mm2 mit Vorsprüngen 1, wird durch die Stempel 3 zusajninengedrückt, die mit einer Kraft gleich 1000 kg/mm auf die Seitenwände der Zahnstange mit der Höhe H = 25 mm in Richtung von in Fig. 6 gezeigten Pfeilen wirken, wobei gleichzeitig der Stempel 2 mit einer Kraft P4 belastet wird, die an den Vorsprüngen 1 eine Biegekraft von P1 = 400 kp/mm und über die wirksamen Abschnitte "cd" und "ef" der Profile der Vorsprünge 1 verteilte Kräfte von einer Intensität gleich 30 kp/mm2 hervorruft. Die zu verfestigenden Vorsprünge 1 liegen auf einem zusammengedrückten Grund, wodurch die maximalen Zugspannungen in der Zone der Ausrundung "de" etwa um 20 kp/mm2 abnehmen und ein Anwachsen der Biegekraft P1 erreicht wird. Hierbei werden die Biegespannungen im Bereich der wirksamen Profile gröB-er, und der Effekt der Verfestigung der Zahnprofile der Zahnstange steigt. It is an example of the implementation of the method according to the invention / see Fig. 6 / considered. One part, i.e. a rack with module m = 10 mm Steel with the yield point 58 kp / mm2 with protrusions 1, is pushed through the punch 3 pressed together with a force equal to 1000 kg / mm on the side walls of the Toothed rack with height H = 25 mm act in the direction of arrows shown in Fig. 6, at the same time the punch 2 is loaded with a force P4, which is applied to the projections 1 a bending force of P1 = 400 kp / mm and over the effective sections "cd" and "ef" of the profiles of the projections 1 distribute forces of an intensity equal to 30 kp / mm2. The projections 1 to be solidified lie on a compressed one Reason whereby the maximum tensile stresses in the zone of the fillet "de" approximately decrease by 20 kp / mm2 and the bending force P1 increases. Here the bending stresses in the area of the effective profiles become greater, and the effect the solidification of the tooth profiles of the rack increases.

Im Ergebnis der Bearbeitung nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist ein technischer Effekt erreicht, der in der Erhöhung der Lebensdauer der Teile etwa um das Dreifache zum Ausdruck kommt. The result of the processing according to the proposed method is a technical effect achieved in the increase the service life the parts is expressed about three times.

Beispiel 6. Example 6.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall der verteilten Belastung /siehe Fig. 5/ betrachtet. It becomes an embodiment of the method according to the invention for the case of the distributed load / see Fig. 5 / considered.

Das Zahnrad 4 wird unbeweglich befestigt und an der Seite "ab" des Profils des Zahns 5 mit einer Biegekraft P1 belastet, die Spannungen GN an der Oberfläche des Zahns 5 und eine plastische Verformung am Übergangsabschnitt "ac" in der Zone der Kerbatisrimdung erzeugt. Gleichzeitig damit wird die wirksame Oberfläche des Zahns 5 /am wirksamen Profilabschnitt/ zusätzlich der Wirkung einer Kraft q unterzogen, die über das Profil so verteilt ist, daß sie zusainmen mit der Biegekraft in den Rad zähnen Spannungen oberhalb der Proportionalitätsgrenze des Materials hervorruft. Vor der Bearbeitung werden die wirksamen Oberflächen der Zähne mit einer Schicht von Molybdändisulfid bedeckt. The gear 4 is fixed immovably and on the side "from" the Profile of the tooth 5 loaded with a bending force P1, the stresses GN on the surface of the tooth 5 and a plastic deformation at the transition section "ac" in the zone which produces kerbati soil. At the same time, the effective surface of the Tooth 5 / on the effective profile section / additionally subjected to the effect of a force q, which is distributed over the profile so that they together with the bending force in the Gear teeth causes stresses above the proportional limit of the material. Before processing, the effective surfaces of the teeth are covered with a layer covered by molybdenum disulfide.

Im Ergebnis der Bearbeitung nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine beträchtliche Erhöhung der Walzenfestigkeit und der gesamten Belastbarkeit der Zahnräder erreicht. The result of the processing according to the proposed method is a considerable increase in roll strength and overall load capacity of the gears reached.

Der technisch-ökonomische Nutzeffekt wird dabei durch Erhöhung der Lebensdauer von Rädern auf das Mehrfache und die Verringerung der Abmessung um 10 bis 20% bestimmt. The technical-economic benefit is thereby increased by increasing the The service life of wheels is several times and the size is reduced by 10 determined up to 20%.

Beispiel 7. Example 7.

Es wird ein Beispiel der Realisierung des Verfahrens für Teile mit dünner Felge /siehe Fig. 7,8,9/ betrachtet. Als Verfestigungsobjekt wurde ein epizyklisches Rad 9 des Bordgetriebes eines Getreidemähdreschers mit dem Modul m = 4, der Zähnezahl Z = 69, der Kranzbreite b = 40 mm, der helgenbreite 14,6 mm, dem Durchmesser des Sitzzylinders 315+0,305 be-+0,205 nutzt, hergestellt aus normalisiertem Stahl mit der Härte HB = 210 der folgenden chemischen Zusammensetzung: C = 0,18; nUn = 0,85;Cr =1,1; Ti - 0,1 /in %/. It is an example of the implementation of the procedure for parts with thin rim / see Fig. 7,8,9 / considered. As a solidification object became an epicyclic wheel 9 of the on-board transmission of a grain combine with the module m = 4, the number of teeth Z = 69, the rim width b = 40 mm, the helm width 14.6 mm, uses the diameter of the seat cylinder 315 + 0.305 + 0.205, made of normalized Steel with hardness HB = 210 and the following chemical composition: C = 0.18; nUn = 0.85; Cr = 1.1; Ti - 0.1 / in% /.

Die Verformung der Zähne des Rades 9 erfolgte mittels der Belastungsvorrichtungen 8 /Fig. 8/, deren Profil ("abc") in Fig. 9 dargestellt ist. Die Größe der Abweichung der Modifikationslinie "bc" an der Spitze des Zahns 5 beträgt 0,2 mm. The deformation of the teeth of the wheel 9 took place by means of the loading devices 8 / Fig. 8 /, the profile ("abc") of which is shown in FIG. The size of the deviation the modification line "bc" at the tip of tooth 5 is 0.2 mm.

Gemäß dem Prinzip des vorgeschlagenen Verfahrens wird das epizyklische Rad 9 mit einer über die Sitzfläche verteilten Kraft von 80 Mp (ca. 4,1 kp/mm²) zusammengepreßt, womit die richtige Form des Sitzzylinders im Toleranzfeld 315+0,100 u,000 erreicht wird. Die Schwindung des letzteren unter der Wirkung der genannten Kraft imitiert den gespannt-verformten Zustand der Felge, welcher dem Preßsitz des Rades 9 im Getriebegehäuse entspricht. According to the principle of the proposed method, the epicyclic Wheel 9 with a force of 80 Mp (approx. 4.1 kp / mm²) distributed over the seat pressed together, which means the correct shape of the seat cylinder in the tolerance field 315 + 0.100 u, 000 is reached. The shrinkage of the latter under the action of the said Kraft imitates the tensioned-deformed state of the rim, which is the interference fit of the Wheel 9 corresponds to the gear housing.

Die in drei in gleichem Abstand angeordneten Vertiefung gen des Rades 9 mit Anzug von ~ 0,07 mm untergebrachten Belastungsvorrichtungen 8 werden längs der Vertiefungen verschoben, indem eine plastische Biegeverformung der Zähne 5 mittels der resultierenden Kraft von 10 Mp unter gleichzeitiger Belastung des Rades 9 mit einer Kraft q = 30 ... 35 kp/mm2 hervorgerufen wird, die über die zu bearbeitenden Abschnitte in der Zone des gefährdeten Querschnitts /Übergangskurven "ab"/ und über die Flanken der Zähne 5 verteilt ist. The three equally spaced wells on the wheel 9 loading devices 8 accommodated with a tightening of ~ 0.07 mm become longitudinal of the recesses shifted by a plastic bending deformation of the teeth 5 by means of the resulting force of 10 Mp with simultaneous loading of the wheel 9 with a force q = 30 ... 35 kp / mm2 is generated, which over the to be processed Sections in the zone of the endangered cross-section / transition curves "from" / and over the flanks of the teeth 5 is distributed.

Die Zähne 5 werden über die gesamte bande bis zu einer Lage verformt, die dem modifizierten Profil "bc" entspricht.The teeth 5 are deformed over the entire band up to a position, which corresponds to the modified profile "bc".

Denselben Prozeß wiederholt man sukzessive für die verbliebenen Vertiefungen, indem man die Zähne 5 in die Ausgangsstellung zurückbringt. Nachdem sämtliche Zähne des Rades 9 die Bearbeitung durchlaufen haben, werden die Belastungsvorrichtungen 8 aus den Vertiefungen herausgeführt, und die über die Sitzfläche verteilte Kraft wird aufgehoben. The same process is repeated successively for the remaining indentations, by bringing the teeth 5 back to their original position. After all the teeth of the wheel 9 have been processed, the loading devices 8 led out of the recesses, and the force distributed over the seat surface is canceled.

Im Ergebnis der Bearbeitung von Teilen mit dünner Felge, beispielsweise von Zahnkränzen, nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist eine Erhöhung der Steifigkeit des Teiles im Augenblick der Verfestigung erreicht, wobei ein gespannt-verformter Zustand erzielt ist, der den realen Betriebsbedingungen entspricht, Somit sind die vorgegebenen geometrischen und Festigkeitsparameter des verfestigten Zahnkranzes nach dessen Einpressen in das Tragteil genau reproduziert. Die Belastbarkeit des epizyklischen Rades des Bordreduktors eines Getreidemähdre schers steigt um mehr als das 1,8-fache, während der kinematische Fehler auf ein Mindestmaß reduziert wird. As a result of machining parts with thin rims, for example of sprockets, according to the proposed method is an increase in rigidity of the part reached at the moment of solidification, being a stressed-deformed State is achieved, which corresponds to the real operating conditions, so the given geometric and strength parameters of the hardened gear rim reproduced exactly after it has been pressed into the supporting part. The resilience of the epicyclic wheel of the on-board reducer of a grain combine increases by more than 1.8 times, while minimizing the kinematic error will.

Beispiel 8. Example 8.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemaßen Verfahrens /siehe Fig.10/ betrachtet. Ein Teil, nämlich die Achse des Getriebes einer Anlage zum Granulieren von Mischfuttermitteln, ausgeführt aus Stahl und mit einem Vorsprung 1 großer Lange H = 158 mm bei S = 34 mm, wird mit der Biegekraft Pl = 300 kp/mm an der Spitze des Vorsprungs 1 und gleichzeitig an der gestreckten Seite des Teiles mit einer in der Zone der Kerbausrundung "cd" verteilten Kraft mit einer Intensität q = 30 kp/mm2, an der entgegengesetzten Seite des Teiles aber mit einer Kraft von 660 kp/mm belastet, die über der Zone der Kerbausrundung "ef" angelegt-ist und den von der verteilten Kraft q herrührenden au sätzlichen Schub im gefährdeten Querschnitt "ab" ausgleicht. It becomes an embodiment of the method according to the invention / see Fig. 10 / considered. One part, namely the axis of the gearbox of a system for granulating compound feed, made of steel and with a protrusion 1 large length H = 158 mm with S = 34 mm, with the bending force Pl = 300 kp / mm at the tip of the projection 1 and at the same time on the stretched side of the part with an in force distributed to the zone of the notch fillet "cd" with an intensity q = 30 kp / mm2, but on the opposite side of the part loaded with a force of 660 kp / mm, which is above the zone of the notch fillet "ef" is applied and the additional thrust resulting from the distributed force q compensates for "ab" in the endangered cross-section.

Somit wird der Spannungszustand des Teiles durch den zusätzlichen Schub nicht verzerrt, und die Vorteile der Verfestigung durch Biegen werden realisiert. Thus, the stress state of the part is determined by the additional Shear is not distorted and the benefits of solidification by bending are realized.

Der technische Nutzen dank der Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens zeigt sich in der Erhöhung des Veriestigungseffektes und letzten Endes in der Verlängerung der bebensdauer von Teilen mit großen Armen des Biegekraftangriffs etwa um das 1,3-fache. The technical benefit thanks to the application of the proposed method is shown in the increase in the employment effect and ultimately in the extension the service life of parts with large arms of the bending force attack is about 1.3 times.

Beispiel 9. Example 9.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall der gemeinsamen Verformung durch Biegen und Verdrehen /siehe Fig. 11/ betrachtet. It becomes an embodiment of the method according to the invention for the case of joint deformation by bending and twisting / see Fig. 11 / considered.

So z.B. wurde nach dem vorgeschlagenen Verfahren das aus Stahl bestehende getriebene Rad 4 des Gestänge zuges einer Diesellokomotive bearbeitet; das Werkstück stellte ein Schmiedestück dar, normalisiert und vergütet mit den Festigkeitswer ten: Härte (HB) = 255 .... 311; Bruchfestigkeit ( #B ) = 105 kp/mm; mit den geometrischen Charakteristiken: Zähnezahl Z = 75; Modul m = 10 mm, Kranzbreite b = 140 mm. For example, according to the proposed method, the one made of steel became driven wheel 4 of the linkage machined added to a diesel locomotive; the workpiece represented a forging, normalized and tempered with the strength values th: hardness (HB) = 255 ... 311; Breaking strength (#B) = 105 kgf / mm; with the geometric Characteristics: number of teeth Z = 75; Module m = 10 mm, rim width b = 140 mm.

Die Bearbeitung durch räumliche plastische Biegeverformung unter gleichzeitiger Wirkung einer in der Zone der Ubergangsflächen der Zähne verteilten Kraft erfolgte mittels eines Rollenwerkzeugs mit 120 mm Durchmesser mit der Kraft 20x10³ kp sowie durch gleichzeitige Verdrehverformung des Radkranzes mittels zwei gegenläufigen Momenten (M) von 220 kp, die durch einen hydraulischen Kraftantrieb erzeugt wurden. The processing by spatial plastic bending deformation under simultaneous action of one distributed in the zone of the transition surfaces of the teeth Force was done by means of a Roller tool with a diameter of 120 mm with a force of 20x10³ kp as well as by simultaneous torsional deformation of the wheel rim by means of two opposing torques (M) of 220 kp, which are generated by a hydraulic Power drive were generated.

Im Ergebnis der Bearbeitung ist ein technischer Effekt durch die Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens erzielt, der darin besteht, daß die Belastbarkeit 1e-~ Teile um das 1,2 bis 1,3-fache gegenüber den Verfahren steigt, die nur die Biegeverformung anwenden, die Lebensdauer von Teilen um das 6 bis 10-fa che erhöht wird, der Anwendungsbereich des Verfahrens für Teile unterschiedlicher Typen erweitert wird. As a result of the processing, there is a technical effect through the Application of the proposed method is achieved, which consists in the resilience 1e ~ parts increases by 1.2 to 1.3 times compared to processes that only use the Apply bending deformation, increases the life of parts by 6 to 10 times the scope of the method is expanded to include parts of different types will.

Beispiel 10. Example 10.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Verfestigung beispielsweise eines Zahnrades /Fig. 12, 13/ betrachtet. For example, an embodiment of the method of consolidation is given of a gear / Fig. 12, 13 / considered.

Das Rad 4 wird unbeweglich befestigt, und der Hohlraum einer der Vertiefungen zwischen zwei Zähnen 5,6 wird so hermetisiert, daß die Oberflächen "abc" und "cde" der Zähne 5 und 6 /Fig. 12/, die dem Inneren der Vertiefung zugekehrt sind, sowie die Stirnflächen "fce" /Fig. 13/ der Zähne in der Nähe der Zone der Spannungsanhäufung /die Zone der Ubergangskurve/ rrei bleiben. Dem auf diese Weise gebildeten geschlossenen Hohlraum wird ein Medium, beispielsweise eine Plüssigkeit, zugeführt die bis zum hydrostatischen Druck komprimiert ist, deren Höhe durch die Festigkeits- und geometrischen Parameter des zu verfestigenden Teils bestimmt wird, wobei die zusammengedrückte Flüssigkeit auf die freien Oberflächen des Teiles einwirkt und deren Belastung durch eine verteilte Kraft bewirkt. Gleichzeitig mit der Oberflächenbelastung rindet eine plastische Verformung der Zähne 5 und 6 durch Biegen auf Grund der Biegekoaponente der resultierenden Kraft statt, die an jedem der Zähne bei einseitiger Einwirkung auf ihn des gleichmäßig verteilten hydrostatischen Drucks erzeugt wird. The wheel 4 is fixed immovably, and the cavity of one of the Depressions between two teeth 5.6 is hermetically sealed so that the surfaces "abc" and "cde" of teeth 5 and 6 / Fig. 12 / facing the inside of the recess are, as well as the end faces "fce" / Fig. 13 / of the teeth near the zone of the Stress accumulation / the zone of the transition curve / remain free. That way formed closed cavity becomes a medium, for example a liquid, fed which is compressed to the hydrostatic pressure, the height of which is determined by the The strength and geometric parameters of the part to be hardened are determined, the compressed liquid acting on the free surfaces of the part and their burden by a distributed Force causes. Simultaneously with the surface load there is a plastic deformation of the teeth 5 and 6 by bending due to the bending coaponent of the resulting force held at each of the teeth with unilateral action on it of the evenly distributed hydrostatic Pressure is generated.

Die Flüssigkeit kann adsorptiv aktive StofSe, z.B. kolybdändisulfid, enthalten. The liquid can contain adsorptively active substances, e.g. contain.

So wurden der Verfestigung Zweizahn-Probestücke 64x4?x28 unterzogen, ausgeschnitten aus einem geradverzahnten Stirnrad des Gestangezuges einer Diesellokomotive, mit dem Modul m = 11 und der Zähnezahl Z = 68 aus bis zur Härte HB = 311... 255 wärmebenandeltem Stahl. Two-tooth specimens 64x4? X28 were subjected to the consolidation, cut out of a straight-toothed spur gear of the rod assembly of a diesel locomotive, with the module m = 11 and the number of teeth Z = 68 up to hardness HB = 311 ... 255 heat-modified steel.

Die Probestücke wurden an den Sitzstellen gefräst, während die Stirnflächen auf ein Maß von 28-0,05 zusätzlich geschliffen wurden. The test pieces were milled at the seat points, while the end faces were additionally ground to a dimension of 28-0.05.

Die Verfestigung wurde auf einer Anlage durchgeführt, die auf der Basis einer 50 Mp-Presse geschaffen wurde, wobei die Belastung der Probestücke mit der verteilten Normalkraft eines komprimierten Mediums an den dem Inneren der Vertiefungen zugekehrten Oberflächen der Zähne und den Stirnflächen in der Nähe der Zone der Spannungsanhäufung /Zone der Übergangskurven/ erfolgte. Die Höhe des hydrostatischen Drucks des Hydroplastes, der als komprimiertes Medium verwendet wurde, betrug in diesem Fall 3,3 kbar, was zu bleibenden Verschiebungen der Zähne an den Spitzen um 0,45 mm sowie zum Eindrücken des Materials in der Zone der Ubergangskurven dieser Zähne auf eine Tiefe bis 0,35 mm führte. The consolidation was carried out on a plant based on the Basis of a 50 Mp press was created, whereby the load on the test pieces with the distributed normal force of a compressed medium on the interior of the wells facing surfaces of the teeth and the end faces near the zone of the Stress accumulation / zone of transition curves / occurred. The height of the hydrostatic The pressure of the hydroplastic used as the compressed medium was in this case 3.3 kbar, resulting in permanent displacements of the teeth at the tips by 0.45 mm as well as for indenting the material in the zone of the transition curves of these Teeth to a depth of 0.35 mm.

Im Ergebnis der Bearbeitung nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist ein technischer Effekt erreicht, der in der Erhöhung der Festigkeitseigenschaften des Teiles, darunter der Walæen- und Biegefestigkeit sowie der Gratbeständigkeit, bei allgemeiner Steigerung der Belastbarkeit um 35-40%, Vereinfachung der Verfest iguugstechnologie von Teilen und Erweiterung ihrer Nomenklatur besteht. Verbessert wurde die Möglichkeit zur genauen Dosierung von technologischen Kräften, die zu einer hohen Verfestigungastabilität beitragen. The result of the processing according to the proposed method is a technical effect is achieved that increases the strength properties of the part, including the walæen and flexural strength as well as the burr resistance, with a general increase in load capacity by 35-40%, simplification of the consolidation iguug technology of parts and expansion of their nomenclature. Improved became the ability to accurately dose technological forces that too contribute to a high solidification stability.

Die Verwendung einer Plüssigkeit, die Adsorptionsaktivität besitzt, gestattet es außerdem, Schutz- oder Antifriktions-Oberflachenschichten zu erzeugen und auf diese Weise die Betriebseigenschaften zu erhöhen. The use of a liquid that has adsorption activity It also allows protective or anti-friction surface layers to be created and in this way to increase the operating characteristics.

Die angeführten Beispiele zeugen davon, daß die Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren es erlaubt, eine Reihe von Vorteilen gegenüber den zur Zeit weit verbreiteten Hauptarten der Oberflächenverfestigung von Teilen mit Hilfe der thermischen Behandlung oder der plastischen Oberflachenverformung sowie ihrer verschiedenen Kombinationen zu erzielen. The examples given show that the solidification of Machine parts with projections according to the method according to the invention allow a number of advantages over the currently widespread main types of Surface hardening of parts with the help of thermal treatment or to achieve plastic surface deformation and their various combinations.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist von Nachteilen frei die vielen thermischen Methoden eigen sind: Toxizität, Arbeitsaufwenigke it, Sperrigkeit. The method according to the invention is free from the many disadvantages thermal methods are inherent in: toxicity, labor, bulkiness.

Zur Erläuterung des Wesens der Erfindung werden nachstehend konkrete Beispiele der Realisierung des Verfahrens zur Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen angerünrt, die insbesondere mit reversierbarer Belastung arbeiten, nämlich am Beispiel einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. To explain the essence of the invention, specifics will be given below Examples of the implementation of the method for solidifying machine parts with Runned projections that work in particular with reversible loading, namely using the example of a device for carrying out the process under Reference to the accompanying drawings.

Es zeigen: Fig. 14 Schema einer Anlage, in der die erfindungsgemäße Verfestigungseinrichtung verwendet ist; Fig. 15 Querschnittsprofil der beschriebenen Einrichtung in der Betriebsstellung; Fig. 16 eine der möglichen Varianten der Einrichtung in der Betriebsstellung, im Schnitt; Fig. 17 do., im Betriebsruhezustand, In der Fig. 14 ist ein Beispiel einer Anlage schematisch dargestellt, in der die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verfestigung der Zähne von Zahnrädern verwendet wird.The figures show: FIG. 14 a diagram of an installation in which the inventive Solidifying device is used; Fig. 15 cross-sectional profile of the described Device in operating position; 16 shows one of the possible variants of the device in the operating position, in section; Fig. 17 do., In the idle state, In the Fig. 14 is an example of a system shown schematically in which the inventive Device for solidifying the teeth of gears is used.

In einem gegossenen Ständer 10 ist ein Hydraulikzylinder 11 hin- und hergehender Bewegung vertikal angeordnet, in deseen oberem Teil ein Dorn 12 mit dem zu bearbeitenden Zahnrad 4 /in der Figur durch eine gestrichelte Linie angedeutet/ befestigt ist, welches in bezug auf den Hydraulikzylinder 11 mit Hilfe einer Druckleiste 13 und einer Mutter 14 fixiert ist. In a cast stand 10, a hydraulic cylinder 11 is back. and moving forward vertically, in the upper part a mandrel 12 with the gear to be machined 4 / indicated in the figure by a dashed line / is attached, which in relation to the hydraulic cylinder 11 by means of a pressure bar 13 and a nut 14 is fixed.

Die Kolbenstange 15 des Hydraulikzylinders 11 ist am Boden des Ständers 10 befestigt und stellt zwei konzentrisch angeordnete Rohre 16 und 17 dar, von denen das eine mit dem oberen und das andere mit dem unteren Raum des Hydraulikzylinders 11 in Verbindung steht. Eine solche Anordnung erlaubt es dem Hydraulikzylinder 11, dem Dorn 12 und dem zu bearbeitenden Rad 4 eine hin- und hergehende Bewegung unter gleichzeitiger Drehung in bezug auf die Kolbenstange 15 in Richtung eines in der Zeichnung gezeigten Pfeils M auszuführen.The piston rod 15 of the hydraulic cylinder 11 is at the bottom of the stand 10 attached and shows two concentrically arranged tubes 16 and 17, of which one with the upper and the other with the lower space of the hydraulic cylinder 11 communicates. Such an arrangement allows the hydraulic cylinder 11, the mandrel 12 and the wheel 4 to be machined undergo a reciprocating movement simultaneous rotation with respect to the piston rod 15 in the direction of one in the Execution of arrow M shown in the drawing.

Im oberen Teil des Ständers 10 sind auf Kragböcken 18 zu beiden Seiten des Rades 4 Hydraulikzylinder 19 zum Andrücken von verformenden Rollen 20 gelagert. Die Rollen 20 sind auf Querachsen 11 innerhalb von zylindrischen Hülsen 21 frei aufgesetzt. Jede der Hülsen 21 ist in Kugelführungen 22 angeordnet und mit dem Kolben 23 des hydraulischen Andrückzylinders 19 mittels eines Stützlagers 24 verbunden, wodurch sie sich frei drehen und fortschreitend bewegen kann. In the upper part of the stand 10 are cantilevered 18 to both sides of the wheel 4 hydraulic cylinders 19 for pressing deforming rollers 20 stored. The rollers 20 are on transverse axes 11 within cylindrical sleeves 21 freely placed. Each of the sleeves 21 is arranged in ball guides 22 and with the piston 23 of the hydraulic pressure cylinder 19 by means of a support bearing 24 connected, allowing it to rotate freely and move progressively.

Die in der Fig. 15 dargestellte Einrichtung stellt eine Rolle 20 dar/Ansicht in Pfeilrichtung A von Fig. 14/, deren Profil im querschnitt die Form eines Vorsprungs hat, dessen Fuß als Keil 25 ausgebildet ist, der mit dem Kopf 26 vereinigt ist. Die-Flanken "cd" und "c'd''' des Keils 25 sind durch ivlodifikationslinien der Köpfe zweier benachbarter Zähne 5 und 6 modirizierten Profils gebildet, das durch rarameter h,#α und 2 α M vorgegeben ist, welche jeweils die Iiöhe der itodifikatinn des Profils des Vorsprungskopfes und den Flankenwinkel des Keils darstellen, der dem Winkel zwischen den Tangenten an das modifizierte Profil der Köpfe der Zähne 5 und 6 gleich ist. Die wirksamen Abschnitte "ab" und "a'b"' des Kopfes 26 sind durch Ubergangskurven der Profile der Zähne 5 und 6 beschrieben, verbinden sich mit den Abschnitten dc und d'c' des Keils 25 mittels der Abschnitte der Kurven "bc" und "b'c''', welche das Profil dieser Zähne einhüllen. The device shown in FIG. 15 represents a roller 20 dar / view in the direction of arrow A of Fig. 14 /, whose profile in cross section the shape has a projection, the foot of which is designed as a wedge 25, which is connected to the head 26 is united. The flanks "cd" and "c'd '"' of the wedge 25 are through modification lines formed of the heads of two adjacent teeth 5 and 6 modified profile, the is given by rarameter h, # α and 2 α M, each of which is the height the itodifikatinn of the profile of the projection head and the flank angle of the wedge represent the angle between the tangents to the modified profile of the Heads of teeth 5 and 6 is the same. The effective sections "ab" and "a'b" 'des Head 26 are described by transition curves of the profiles of teeth 5 and 6, connect with the sections dc and d'c 'of the wedge 25 by means of the sections of the curves "bc" and "b'c '"' enveloping the profile of these teeth.

Eine andere Variante der Einrichtung zur Verfestigung von Maschinenteilen mit Vorsprüngen /Fig. 16, 17/ stellt eine Konstruktion dar, die einen Plattensatz besitzt, der aus inneren Kraftübertragungsplatten 27, die in Form von federnden Druckelementen ausgeführt und in bezug auf die gemeinsame Stütze 2o und aufeinander mit garantierten Spielräumen "E" angeordnet sind, sowie aus äußeren verformenden Seitenplatten 29 und einer Abschlußplatte 30 besteht, die entsprechend der Oberfläche der Zähne 5 und 6 des zu bearbeitenden Rades 4 profiliert sind und sich an den inneren Platten 27 abstützen. Another variant of the device for solidifying machine parts with projections / Fig. 16, 17 / illustrates a construction that includes a plate set possesses, which consists of inner power transmission plates 27, which are in the form of resilient Printing elements executed and with respect to the common support 2o and on top of each other with guaranteed margins "E" are arranged, as well as from external deforming side plates 29 and an end plate 30, the corresponding the surface of the teeth 5 and 6 of the wheel 4 to be machined are profiled and are supported on the inner plates 27.

Zur Verbindung des Plattensatzes auf der gemeinsamen Stütze 28 können Fixierungen eines beliebigen bekannten Typs verwendet werden, die axiale Verschiebungen der genannten Platten im unbelasteten Zustand begrenzen sollen. To connect the plate set on the common support 28 can Fixations of any known type are used that provide axial displacements to limit the said plates in the unloaded state.

Während der Verfestigung sind Veränderungen des Spielraumes K im Bereich O # K # Kmax möglich, worin Kmax den Spielraum im unbelasteten Zustand bedeutet, während 0 nur in der Endstellung des Federelementes bei dessen größter Zusammendrückung und Verschiebung unter der Wirkung von maximaleninneren Belastungen entstehen kann. During the solidification, there are changes in the range K im Range O # K # Kmax possible, where Kmax means the margin in the unloaded state, while 0 only in the end position of the spring element at its greatest compression and displacement can arise under the action of maximum internal loads.

Bei Bekanntsein der Kraftcharakteristik des Federelementes wird der Spielraum K rechnerisch z.B. nach genormten Methoden für Federn bestimmt. If the force characteristics of the spring element are known, the Tolerance K determined mathematically, e.g. according to standardized methods for springs.

Notwendigenfalls ist bei Verwendung von Rollen mit nichtlinearer Verformungscharakteristik e ine Ausführungsvar iante von verformenden Platten in Form von Tellerfederelementen möglich. If necessary, when using roles with non-linear Deformation characteristics a variant of deforming plates in Form of disc spring elements possible.

An den Stellen der Anordnung der inneren Platten 27 auf der gemeinsamen Stütze 28 sind Bohrungen 31 für die Schmiermittelzuführung ausgeführt. At the points of arrangement of the inner plates 27 on the common Support 28 are made holes 31 for the lubricant supply.

Die Anlage /Fig. 14/ arbeitet folgenderweise. Das zu bearbeitende Zahnrad 4 wird am Dorn 12 mit Hilfe der Druckleiste 13 und der Mutter 14 befestigt, Die Rolle 20 /ig. 15, 16/ wird in die Vertiefung zwischen zwei benachbarten Zähnen 5,6 des Rades 4 eingesetzt, wonach ihr eine vorgegebene Kraft mitgeteilt wird, die eine Biegeverformung und eine plastische Druckverformung hervorruft. The plant / Fig. 14 / works as follows. The one to edit Gear 4 is attached to the mandrel 12 with the help of the pressure bar 13 and the nut 14, the Roll 20 / ig. 15, 16 / is in the recess between two adjacent teeth 5,6 of the wheel 4 used, after which it is communicated a predetermined force, the one Causes bending deformation and plastic compression deformation.

Während der Verfestigung vollrührt das zu bearbeitende Rad 4 zusammen mit dem Hydraulikzylinder 11 eine hin- und hergehende Bewegung. Gleichzeitig erteilen die hydraulischen Andrückzylinder 19 den verformenden Rollen 20 eine gewisse Kraft, die ausgehend von den Bedingungen der Verformung der Hähne 5,6 bestimmt wird. Hierbei bewegen sich die Rollen 20 entlang den Vertiefungen des Zahnrades 4, indem sie die diese bildenden Zähne 5,6 auf den erforderlichen Vertestigungsgrad verformen. Am Ende eines jeden Doppelhubs, dessen Größe die Breite des Zahnkranzes überschreitet, wird das Rad 4 um einen Winkelschritt gedreht, worauf ein nächstes Paar von Zähnen verformt wird und so weiter. Nachdem sämtliche Zähne des Rades 4 die verfestigende Bearbeitung durchlaufen haben, wird der Antrieb der Arbeitsorgane der Einrichtung abgeschaltet und das bearbeitete Rad abgenommen. During the solidification, the wheel 4 to be machined is fully stirred together with the hydraulic cylinder 11 a reciprocating movement. Grant at the same time the hydraulic pressure cylinder 19 the deforming rollers 20 a certain force, determined on the basis of the deformation conditions of the taps 5,6. Here move the rollers 20 along the recesses of the gear 4 by the Deform these forming teeth 5.6 to the required degree of consolidation. At the End of each double stroke, the size of which exceeds the width of the ring gear, the wheel 4 is rotated by an angular step, whereupon a next pair of teeth is deformed and so on. After all the teeth of the wheel 4 the solidifying Processing, becomes the drive of the working organs of the establishment switched off and removed the machined wheel.

Der Effekt infolge der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsteht aus folgenden Merkmalen: - Erhöhung der Betriebsdauer; - Erhöhung der Belastbarkeit und folglich der Leistungs-und Tragfähigkeft der Maschinen; - Verringerung des Metallbedarfsund der Abmessungen der Maschinen unter Beibehaltung der Festigkeitsgleichheit; - Verminderung der Jahreskosten für die Durchführung von Reparaturarbeiten. The effect as a result of using the method according to the invention arises from the following features: - increase in operating time; - Increase in resilience and consequently the performance and capacity of the machines; - Reduction of the need for metal and the dimensions of the machines while maintaining the same strength; - diminution the annual costs for carrying out repairs.

Das Verfahren fügt sich gut in verschiedene technologische Bearbeitungsschemas von Maschinenteilen ein und ermöglicht eine weitgehende Verwendung von Universalausrüstungen, und die Einfachheit der Durchführung der Verfahren gewährleistet die köglichkeit der vollen Automatisierung und Kontrolle des Fertigungsvorgangs. The process fits in well with various technological processing schemes of machine parts and enables extensive use of universal equipment, and the simplicity of carrying out the procedures ensures the possibility the full automation and control of the manufacturing process.

Claims

PROCESS FOR CONSOLIDATING MACHINE PARTS WITH PROJECTIONS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THIS PROCESS PATENT CLAIMS: ffi) Process for Solidification of machine parts with projections, in particular with reversible Working load, consisting of plastic bending deformation and machining the surface layer of the projection in the zone of its endangered cross-section on the part of the bending force, d ad u r c h e k e n n n z e i c h n e t that said Processing of the surface layer by applying a distributed force to it, the plastic deformation of the material in the zone of the endangered cross-section of the projection / 1 / generated simultaneously with its plastic bending deformation is carried out.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that in addition to the main load, a force is applied that exceeds the End faces of the projection / 1 / distributed along the zone of its endangered cross-section is.

3. The method according to claim 1, d ad u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the adjacent projections / 1 / of the part that share a common recess form, a plastic spatial deformation through simultaneous attack by Forces in mutually opposite directions from the zone of their common Be subjected to deepening.

4. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that on the contaminated surface part of the too hide Part is acted at the same time with an additional force along the Side face of the projection / 1 / is directed.

5. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the working surfaces of the projections / 1 / the effect of an additional force at the same time subjected to the application of the main bending force on the same side of the profile, which is distributed over this so that it is together with the bend of the projection / 1 / in this causes stresses above the yield point of the material, where the machining is carried out in a lubricant.

6. The method according to claims 1 and 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that at the same time as the plastic deformation of the projections / 1 / the main body of the part that adjoins the zone of the endangered cross-section of the projections / 1 / adjoins, a compressive force in a parallel to the endangered cross-section Level is subjected.

7. The method according to claims 1 and 5,6, d a d u r c h g e k e n n Note that at the moment of deformation of the projections / 1 / the rleil with thin rim by means of a force distributed over the base or seat surface up to the Achieving the required shape and the tensioned-deformed state of the rim are pressed together, which imitate the influence of the place of business.

8. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that during the machining on the projection / 1 / of the part in the solidification zone an additional thrust is applied in a direction that corresponds to the thrust of the force is opposite that generates the plastic surface deformation.

9. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that simultaneously with the deformation of the projections / 1 / of the zone of the endangered cross-section subsequent base body of the part subjected to a rotation will.

10. The method according to claim 1, 2 and 5, d a d u r c h g e k e n n admit that the load is by means of an over the surface of the protrusions / 1 / evenly distributed force due to the action of a compressed medium the surfaces of a recess forming projections / 1 / and on the end faces the same is made.

11. Equipment for consolidating parts with protrusions, for example von RadzShnenX who realized the method according to claim 1 and as a role with profiled Work surface is formed, which has the shape of a projection in cross-section, its head by transition curves of two adjacent projections of the one to be machined Gear is formed, while the uß is described by curves that correspond to the profile of the heads correspond to the projections of the gear to be machined, d a d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the foot of the projection / 1 / in cross section as Wedge / 25 / is designed with the flank angle / 2 cm M / of the wedge / 25 / the angle between the tangents to the modified profile of two adjacent projections of the gear to be machined / 4 / is the same.

12. Device according to claim 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the role / 20 / a support / 28 / owns at the inner panels / 27 /, side panels / 29 / and an end panel / 30 / attached are, the inner plates / 27 / designed as spring elements and with a Clearance / "K" / in relation to each other and on the support / 28 / are arranged while the side panels / 29 / and the end panel / 30 / in contact with the inner ones Plates / 27 / stand and correspond to the surface of the projections of the to be machined Gear / 4 / are profiled.

13. Device according to claim 12, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the side plates / 29 / are designed as disc springs.

14. Device according to claim 12, d a d u r c h g e k e nnz e i c h n e t that the support / 28 / with holes / 31 / for the lubricant supply to the Arrangement points of the inner plates / 27 / is carried out.