Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les engrenages à paroi mince se déforment pendant la cémentation et la trempe ? Cet article explore les causes du gauchissement et de la déformation elliptique, et propose des solutions pratiques telles que les méthodes de chargement horizontal et vertical. En comprenant ces techniques, vous apprendrez à maintenir la précision des engrenages et à éviter les mises au rebut coûteuses. Préparez-vous à plonger dans les processus détaillés et les résultats qui garantissent que vos engrenages conservent une forme parfaite.
Au cours du processus de cémentation et de trempe, les engrenages à paroi mince présentent généralement un gauchissement plan et une déformation elliptique.
Lors du meulage, la répartition inégale de la surépaisseur de la surface de la dent entraîne l'apparition d'une peau noire et d'étapes de meulage sur la surface de la dent ;
La couche de durcissement sur les surfaces dentaires gauche et droite est inégale et la surface dureté diminue, et l'engin est mis au rebut dans les cas graves.
Afin de résoudre ce problème, le chargement horizontal et le chargement suspendu ont été conçus.
Le processus de cémentation et de trempe ainsi que les données de déformation sont décrits en détail ci-dessous.
Les paramètres d'un produit à engrenages sont indiqués dans le tableau 1, et le diagramme schématique est illustré à la figure 1.
Tableau 1 paramètres de l'engrenage
| Mn | 4 |
| Z | 138 |
| α | 20° |
| β | 23°4′26″ |
| Addendum cercle / mm | 608 |
| Largeur de dent / mm | 80 |
| Profondeur de la couche / mm | 0.9～1.2 |
| Dureté (HRC) | 58～62 |
| Précision de l'engrenage / grade | 6 |
| Texture du matériau | 20CrMnMo |
Fig. 1 Schéma de l'engrenage
Méthode de chargement I : placement horizontal, comme le montre la figure 2.
Fig. 2 Schéma du placement horizontal
Mode de chargement 2 : suspension verticale, comme le montrent les figures 3 et 4.
Fig. 3 Schéma de la suspension verticale
Fig. 4 : suspension verticale d'objets d'autres chaleurs
Comme le montre la figure 5, l'équipement utilise un four à caisson AICHELIN 5 / 2A.
Fig. 5 Courbe du processus de traitement thermique
La structure métallographique est jugée selon JB / T6141.3 et GB / T3480.5, comme indiqué dans le tableau 2.
Tableau 2 structure métallographique
| K / grade | Ar（%） | M / niveau | IGO/μm | F / niveau |
| 2 | 15～20 | 2 | 18 | 3 |
Comme le montre la figure 6, la profondeur de couche DC = 1,219 mm/HV550.
Fig. 6 Gradient de dureté
Les données relatives à la déformation de l'engrenage sont présentées dans le tableau 3.
Tableau 3 Comparaison du cercle primitif et du battement de la face frontale après cémentation et trempe entre le placement horizontal et le placement suspendu
| Numéro de pièce | localisation | 0° | 90° | 180° | 270° | Fuite totale | |
| Placement horizontal | Première partie | Cercle primitif / mm | 0.74 | 0.61 | 0.61 | 0.43 | 0.31 |
| Face frontale / mm | 0 | 1.15 | 0.47 | 1.3 | 1.3 | ||
| Partie 2 | Cercle primitif / mm | 0.86 | 0.55 | 0.86 | 0.92 | 0.37 | |
| Face frontale / mm | 1 | 1.35 | 1.82 | 1.36 | 0.82 | ||
| Placement de la suspension | Première partie | Cercle primitif / mm | 0 | 0.01 | 0 | 0.02 | 0.02 |
| Face frontale / mm | 0 | 0.03 | 0.03 | 0.07 | 0.07 | ||
| Partie 2 | Cercle primitif / mm | 0 | -0.01 | -0.01 | 0.05 | 0.06 | |
| Face frontale / mm | 0.01 | -0.04 | -0.04 | 0.18 | 0.22 |
En raison du gauchissement et de la déformation des pièces placées horizontalement, la forme de la dent, la direction de la dent et le battement du cercle primitif sont trop importants, ce qui entraîne une valeur négative de la distribution de la surépaisseur de meulage.
Après le meulage, certaines surfaces dentaires présentent une peau noire et d'autres présentent des étapes de meulage évidentes, qui sont finalement éliminées ;
L'engrenage suspendu est peu déformé, la surépaisseur de broyage est uniformément répartie et il n'y a pas de peau noire ni de marche après le broyage.
Lorsque l'engrenage est placé horizontalement, parce que le bord de l'engrenage est suspendu, le fluage est causé par le poids propre de la jante au cours du processus de cémentation, l'usure de l'engrenage et l'usure de la jante. trempe est instantanée, la surface de contact de l'huile est importante et l'huile pénètre d'abord dans la partie inférieure de l'extrémité avant de pénétrer dans la partie supérieure de l'extrémité ;
En raison du déséquilibre entre les contraintes thermiques et les contraintes de changement de phase aux deux extrémités, la face supérieure est convexe et l'engrenage se déforme trop ;
En revanche, il y a un fluage à haute température dans le processus de cémentation, mais la couronne dentée ne supporte pas un grand moment de flexion.
En même temps, les deux faces d'extrémité sont parallèles l'une à l'autre pendant la trempe, la section d'entrée de l'huile est petite, la contrainte de changement de phase et la contrainte thermique sont équilibrées et symétriques, et le battement de la face d'extrémité et le battement du cercle primitif de l'engrenage sont inférieurs à ceux du placement horizontal.
Conformément à l'analyse ci-dessus sur les causes de la déformation de l'engrenage, le chargement de la suspension a également été effectué pour l'engrenage d'un diamètre de 1140 mm, et de très bons résultats ont été obtenus.
Les paramètres de l'engrenage sont indiqués dans le tableau 4, la charge est indiquée dans la figure 7 et les données de déformation sont indiquées dans le tableau 5.
Tableau 4 paramètres de l'engrenage
| Mn | 8 |
| Z | 137 |
| α | 20° |
| β | 12° |
| Addendum cercle / mm | 1140 |
| Largeur de dent / mm | 120 |
| Profondeur de la couche / mm | 1.6～2.0 |
| Dureté (HRC) | 58～62 |
| Précision de l'engrenage / grade | 6 |
| Texture du matériau | 20CrMnMo |
Fig. 7 : image du chargement du four
Tableau 5 Données de battement de la face frontale et du cercle primitif des 4 engrenages
| Numéro de pièce | Localisation | 0° | 90° | 180° | 270° | Fuite totale |
| Première partie | Cercle primitif / mm | 0.53 | 0.51 | 0.55 | 0.5 | 0.05 |
| Face frontale / mm | 0.45 | 0.3 | 0.6 | 0.5 | 0.3 | |
| Partie 2 | Cercle primitif / mm | 1 | 1 | 1.07 | 1 | 0.07 |
| Face frontale / mm | - | - | - | - | 0.4 | |
| Première partie | Cercle primitif / mm | 0.9 | 0.92 | 0.97 | 0.92 | 0.07 |
| Face frontale / mm | 0.58 | 0.8 | 0.7 | 0.9 | 0.32 | |
| Partie 2 | Cercle primitif / mm | 0.25 | 0.22 | 0.23 | 0.28 | 0.06 |
| Face frontale / mm | 0.7 | 0.6 | 0.35 | 0.4 | 0.35 |
(1) Pour un engrenage à paroi mince de Φ600mm×80mm, le faux-rond du cercle primitif de l'engrenage cémenté et trempé est réduit de 0,34mm à 0,04mm par le four suspendu ;
Le faux-rond moyen de la face frontale est réduit de 1,06 mm à 0,15 mm.
(2) Pour l'engrenage à paroi mince Φ1140mm×120mm, le faux-rond du cercle primitif de l'engrenage cémenté et trempé est contrôlé à 0,07mm grâce à la charge suspendue ;
Le faux-rond de la face frontale doit être inférieur à 0,40 mm.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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