Dişli kutusu dövmelerinin üretim süreci nedir?

Bunun için üretim süreci şanzıman dövmeleri altı temel aşamayı takip eder: kütük kesme ve ısıtma, kaba dövme, ısıl işlem, kaba işleme, hassas yüzey işleme ve son muayene. Dövme dişli kutusu bileşenleri tipik olarak parçanın dış hatlarını takip eden tanecik akış desenlerine ulaşır Doğrudan dökümden veya çubuk malzemeden işlenen bileşenlerle karşılaştırıldığında yorulma direncini önemli ölçüde artırır. Bu tanecik hizalaması, denizcilik, endüstriyel ve liman makineleri uygulamalarında kullanılan yüksek yüklü dişli kutusu parçaları için döküm yerine dövmenin tercih edilmesinin başlıca nedenlerinden biridir.

Bu süreçteki her aşama, son parçanın mekanik özelliklerini doğrudan etkiler ve özellikle ısıl işlem olmak üzere herhangi bir adımı atlamak veya aceleye getirmek, dişli kutusu bileşeninin kullanım sırasında sürekli torka ve döngüsel yüklemeye dayanmak için ihtiyaç duyduğu güç ve dayanıklılıktan ödün verebilir.

Hammadde Seçimi ve Kütük Hazırlama

Süreç, dişli kutusu uygulamasına bağlı olarak uygun bir çelik kalitesinin seçilmesiyle başlar; tipik olarak 42CrMo4 gibi alaşımlı çelikler veya ısıl işlemden sonra mukavemetleri ve toklukları nedeniyle seçilen benzer kaliteler. Ham kütük, özel dövme için doğru uzunlukta kesilmeden önce ultrasonik test kullanılarak iç kusurlar açısından incelenir.

Malzeme hazırlama sırasındaki önemli kontroller

• Belirtilen çelik kalitesine göre kimyasal bileşim doğrulaması
• Dövme öncesinde iç boşlukları veya kalıntıları tespit etmek için ultrasonik test
• Dövme adımı sırasında malzeme israfını en aza indirmek için hassas kütük kesimi

Bu aşamada ham kütükte mevcut olan herhangi bir iç kusur, bitmiş dövme işlemine de yansıyacaktır, dolayısıyla bu denetim adımı, ISO 9001 kalite yönetimi uygulamalarını izleyen çoğu dövme tesisi tarafından isteğe bağlı bir kontrol yerine zorunlu bir kalite kapısı olarak ele alınır.

Isıtma ve Kaba Dövme

Kütük, kullanılan tam çelik kalitesine bağlı olarak, alaşımlı çelik dişli kutusu bileşenleri için tipik olarak 1100 ila 1250 santigrat derece arasında belirli bir dövme sıcaklık aralığına kadar bir fırında ısıtılır. Bu sıcaklıkta metal, aşırı tane büyümesini önleyecek kadar soğukken, çatlamadan şekillendirilebilecek kadar plastik hale gelir.

Dişli kutusu bileşenleri için kullanılan yaygın dövme yöntemleri

Kapalı kalıpta dövme işlemi sırasında, ısıtılan kütük, kaba parça geometrisine göre şekillendirilen kalıplar arasında preslenir ve metalin iç tane yapısını, çapraz olarak kesilmek yerine parçanın dış hatları boyunca akmaya zorlar; bu, dövülmüş parçaların bilinen geliştirilmiş yorulma mukavemetinin mekanik temelidir.

Mukavemet ve Tokluk için Isıl İşlem

Dövme işleminden sonra parça, gerekli sertlik ve tokluk dengesini sağlamak için kontrollü ısıl işleme tabi tutulur. Bu genellikle tane yapısını iyileştirmek için normalleştirmeyi, ardından dişli kutusu uygulaması için belirlenen hedef mekanik özelliklere ulaşmak için su verme ve temperlemeyi içerir.

Tipik ısıl işlem sırası

1. Dövme prosesindeki iç gerilimleri azaltmak için normalleştirme
2. İstenilen sertlik seviyesine ulaşmak için yağda veya suda söndürme
3. Gücü korurken kırılganlığı azaltmak için temperleme
4. Parçanın teknik özellikleri karşıladığını doğrulamak için sertlik testi, genellikle dövme dişli kutusu için 220 ila 280 HB aralığındadır.

Bu aşamanın doğru yapılması kritik öneme sahiptir, çünkü uygunsuz söndürme çatlamaya veya aşırı artık gerilime neden olabilirken, yetersiz temperleme, dişli kutusu işletimindeki tipik döngüsel yükleme koşulları için parçayı çok kırılgan bırakır.

Kaba İşleme ve Gerilim Giderme

Isıl işleme tabi tutulduktan sonra dövme, parçayı nihai boyutlarına yaklaştırmak için fazla malzemenin çıkarıldığı ve son işleme için izin bırakıldığı kaba işlemeye geçer. İşlemenin kendisi yeni iç gerilimlere neden olabileceğinden, bu adım genellikle önemli miktarda malzeme kaldırılmışsa ek bir gerilim giderme işlemini içerir.

Kritik yüzeylerde genellikle 3 ila 5 mm arasında uygun işleme payı bırakılır , malzemenin tasarlanmış sertliğini son yüzeye kadar koruyarak, ısıl işlemden kaynaklanan herhangi bir yüzey dekarbürizasyonunun son işleme sırasında tamamen ortadan kaldırılmasını sağlar.

Hassas Son İşleme

Son işleme, uygun olduğu durumlarda dişli dişlerinin kesilmesi, yatak yuvasının son işlemleri ve mil muylu taşlama dahil olmak üzere dişli kutusu dövme işlemini nihai boyut toleranslarına getirir. Bu aşamada, dişli kutusu bileşenlerinin uygun kavrama ve rulman uyumu için ihtiyaç duyduğu sıkı toleransları elde etmek amacıyla genellikle CNC işleme merkezleri kullanılır.

Son işleme sırasında kontrol edilen kritik boyutlar

• Rulman oturma yüzeyleri için delik çapları ve yuvarlaklık
• Karşılık gelen bileşenlerle uygun ağ bağlantısı için dişli diş profili doğruluğu
• Yük taşıyan temas yüzeylerinde yüzey kalitesi
• Dönen eksenler arasındaki genel eşmerkezlilik

Üreten üreticiler şanzıman dövmeleri Gemi ve liman makineleri uygulamaları için Ace Process tarafından üretilenler gibi, yüksek yüklü deniz dişli kutusu tertibatlarına uygun toleransları korumak için bu aşamada hassas CNC ekipmanına güvenilmektedir.

Son Muayene ve Kalite Testi

Dövme dişli kutusu fabrikadan çıkmadan önce, hem boyutsal doğruluğu hem de iç malzeme bütünlüğünü doğrulamak için tam bir denetimden geçer. Bu genellikle mühendislik çizimine göre boyut kontrollerini, sertlik doğrulamasını ve iç çatlak veya boşlukların olmadığını doğrulamak için tahribatsız testleri içerir.

Dişli kutusu bileşenleri sürekli döngüsel yükler altında çalıştığından, yalnızca bu denetim dizisinin her aşamasını geçen parçalar sevkiyat için serbest bırakılır; çünkü küçük bir iç kusur bile hizmette zamanından önce yorulma arızasına yol açabilir.

Dişli Kutusu Bileşenleri İçin Dövme İşleme Neden Dökümden Daha İyi Performans Gösteriyor?

Dökme dişli kutusu bileşenleri daha hızlı ve daha düşük başlangıç maliyetiyle üretilebilir, ancak genellikle uygun şekilde dövülmüş bir parçanın yorulma mukavemetiyle eşleşemezler. Döküm daha rastgele bir iç tane yapısı üretirken, dövme işlemi parçanın çalışma sırasında karşılaşacağı gerilim yolları boyunca tane akışını hizalar.

Bileşenlerin sabit tork değişimleri ve ağır döngüsel yüklemelerle karşı karşıya kaldığı denizcilik ve liman makinelerindeki dişli kutusu uygulamaları için, yorulma ömründeki bu fark, dövme parçaları, daha yüksek ön üretim maliyetlerinde bile, kritik aktarma organları bileşenleri için standart seçim haline getirir.