the influence of carburizing and hardening on the accuracy of
Transkrypt
the influence of carburizing and hardening on the accuracy of
VII Konferencja Szkoły Obróbki Skrawaniem – Mierzęcin, 11–13 września 2013 r. Wpływ nawęglania i hartowania na dokładność wykonania kół zębatych Andrzej LORENC1, Anna SŁAWIŃSKA2 1. WPROWADZENIE Wzrost wymagań dokładności wykonania kół zębatych przy zwiększeniu wydajności produkcji powoduje rozwój nowych technologii obróbczych. Wprowadzenie nowych narzędzi do obróbki kół zębatych powoduje zwiększenie szybkości skrawania przy frezowaniu oraz pozwala obrabiać materiały o twardości do 62 HRC. Są jednak koła, które muszą być nawęglane i hartowane [3]. Koła o wysokiej odpowiedzialności pod względem wytrzymałości i dokładności wymagają odpowiedniej technologii wykonania. Po frezowaniu poddawane są obróbce nawęglania, hartowania, odpuszczania, a następnie szlifowania uzębienia. Zwiększone wymagania technologiczne i koszty produkcji wymuszają powstawanie nowych technologii obróbki cieplnej. Metoda nawęglania, hartowania jak i odpuszczania w osobnych procesach stosowana jest coraz rzadziej. Stosowane są metody nawęglania, hartowania i odpuszczania w jednym procesie, w atmosferze ochronnej. Obecnie coraz częściej stosowana jest metoda nawęglania, hartowania i odpuszczania w próżni [1, 2]. Tę metodę wykorzystuje się często jako obróbkę ostateczną. W referacie przedstawiono wpływ poszczególnych rodzajów obróbki nawęglania, hartowania i odpuszczanie na dokładność wykonanych kół. 2. PRZYGOTOWANIE PRÓBEK I WARUNKI OBRÓBKI CIEPLNEJ Do badań zaprojektowano specjalne obtoczki, wykonane ze stali 16MnCr5 (poprzednie oznaczenie 16HG). W celu wyeliminowania różnic wykonawczych zmontowano trzy obtoczki razem ustalając je dwoma kołkami i zabezpieczając dwiema śrubami (Rys. 1). W tak zmontowanych trzech kołach szlifowano otwór oraz średnicę zewnętrzną. Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn Politechniki Łódzkiej, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź. 2 Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Łódzkiej, ul. Żeromskiego 116, 94-024 Łódź. 1 1. PRZYGOTOWANIE PRÓBEK I WARUNKI OBRÓBKI CIEPLNEJ 234 Do badań zaprojektowano specjalne obtoczki, wykonane ze stali 16MnCr5 (poprzednie oznaczenie 16HG). W celu wyeliminowania różnic wykonawczych zmontowano trzy obtoczki razem ustalając je dwoma kołkami i zabezpieczając LORENC, Annatrzech SŁAWIŃSKA dwiema śrubami (Rys.Andrzej 1). W tak zmontowanych kołach szlifowano otwór oraz średnicę zewnętrzną. A-A 1 2 3 B-B m = 3,5 z = 26 β=0 α = 200 Materiał 16 HG (16 MnCrS5) Nawęglać na głębokość 1,2 mm Hartować do 56 – 58 HRC Szlifować Ra 0,63 Rys. 1. Sposób wykonania kół do badań. Koło nr 1 – nawęglanie i hartowanie próżniowe, Rys. 1. Sposób wykonania kół do badań. Koło nr 1 – nawęglanie i hartowanie próżniowe, koło nr 2 koło nr 2 – nawęglanie i hartowanie w atmosferze ochronnej, nr 3 metodą – nawęglanie nawęglanie i hartowanie w atmosferze ochronnej, koło nr 3 – nawęglaniekoło i hartowanie tradycyjnątradycyjną i hartowanie metodą Następnie frezowano uzębienie na frezarce obwiedniowej i szlifowano na szlifierce typu NILES metodą obwiedniowo-podziałową. Tak wykonane koła zębate po szlifowaniu pomierzono. Po wykręceniu śrub i wyjęciu kołków powstały trzy koła odpowiednio oznakowane (Rys. 1).Każde z kół wysłano do innego zakładu i poddano różnym sposobom obróbki cieplnej: – koło nr 1 zostało nawęglone, hartowane i odpuszczone w próżni metodą FINECARB, temperatura nawęglania 950°, temperatura hartowania 860°, temperatura odpuszczania 180° – koło nr 2 poddano nawęglaniu, hartowaniu i odpuszczeniu w atmosferze ochronnej, endotermicznej; temperatura nawęglania 910°, temperatura hartowania 820°, temperatura odpuszczania 200°. – koło nr 3 nawęglano i hartowano metodą tradycyjną, temperatura nawęglania 950°, temperatura hartowania 860°, temperatura odpuszczania 190°. Pomiary kół wykonano przed i po obróbce cieplnej. Mierzono bicie każdego koła na średnicy podziałowej, nierównomierność podziałki, grubość zęba i chropowatość zarysu zęba. Ewolwentowy zarys zębów sprawdzano przed i po obróbce 0 odpuszczania 1808600, temperatura odpuszczani , temperatura hartowania 950 rub i wyjęciu powstały trzy koła odpowiednio szczania 1800 kołków temperatura koło 2wykonano poddano nawęglaniu, hartowaniu i odpuszcze Pomiary kół przed i różnym po obróbce cieplnej. Mierzono Każde z kół wysłano do innego zakładu i poddano ano nawęglaniu, hartowaniu i nr odpuszczeniu w atmosferze ochronnej, endotermicznej; temperatura nawęglania 0 na średnicy podziałowej, nierównomierność podziałki, grubość z nej: otermicznej; temperatura nawęglania 0 910 , temperatura 0 odpuszczania 200 przed . hartowania 820 , temperatura 0 Ewolwentowy zarysu zęba. zarys zębów sprawdzano i po o ło nawęglone, hartowane i odpuszczone w próżni metodą temperatura odpuszczania 200 . i hartowania Wpływ nawęglania na dokładność wykonania kół zębatych 235 0 0 koło nrna3obszerność nawęglano i hartowano metodą tradycyjną, temp Ze względu materiału badawczego autorzy ogranic mperatura nawęglania 950 , 0 temperatura hartowania 860 , lano i hartowano metodą tradycyjną, temperatura nawęglania 0 0 cieplnej względu na obszerność badawczego autorzy ograni-odpuszczani 0 [4]. 0 temperatura hartowania 860 , temperatura 950 ,odpuszczania doZeomówienia wpływu materiału obróbki na chropowatość powie 180 aszczania hartowania 860się , temperatura 190obróbki . cieplnej czyli w referacie do omówienia wpływu cieplnej na chropowatość Pomiary kół wykonano przed i po koła obróbce cieplnej. Mierzono bicie uzębienia iuzębienia na zarys ewolwenty. ano przed nawęglaniu, hartowaniu odpuszczeniu wkażdego atmosferze ano i powierzchni po obróbce cieplnej. Mierzono bicie zarysu zęba,ibicie i na zarys ewolwenty. 0 napodziałki, średnicy podziałowej, podziałki, grubość zę , chropowatość temperatura otermicznej; temperatura nawęglania 910nierównomierność ej, nierównomierność grubość zęba iOBRÓBKI 4.1. WPŁYW CIEPLNEJ NA CHROPO 0 Ewolwentowy zarys zębów sprawdzano przed i po ob zarysu zęba. owy zarys zębów sprawdzano przed i po obróbce cieplnej [4]. temperatura odpuszczania 200 . CIEPLNEJ NA CHROPOWATOŚĆ 2.1. WPŁYW OBRÓBKI POWIERZCHNI POWIERZCHNI ZARYSU ZĘBA Ze względu na ograniczyli obszerność materiału badawczego autorzy ogranic ZARYSU ZĘBA ość materiału badawczego autorzy się w referacie lano i hartowano metodą tradycyjną, temperatura nawęglania do omówienia wpływu obróbki cieplnej na chropowatość powier 0 chropowatości powierzchni przeprowadzono Pomiar chropowatości powierzchni przeprowadzono pomocą profilogra- za pomocą cieplnej naPomiar chropowatość powierzchni zęba, a obróbki hartowania 860 , temperatura odpuszczania 1900.zarysu za bicie uzębienia i na zarys ewolwenty. T800 CAN firmy HOMMEL WERKE (Niemcy). T800 CAN firmy HOMMEL WERKE (Niemcy). Chropowatość zarysu Chropow ys anoewolwenty. przed i fometru po obróbce cieplnej. Mierzono bicie każdego koła zęba przedstawiono na rys. 2. na rys. 2. przedstawiono ej, nierównomierność podziałki, grubość zęba OBRÓBKI i chropowatość WPŁYW CIEPLNEJ NA CHROPO YW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA4.1. CHROPOWATOŚĆ owy zarys zębów sprawdzano cieplnej [4]. ZARYSU ZĘBA POWIERZCHNI a) ZARYSU przed POWIERZCHNI ZĘBAi po obróbce ość materiału badawczego autorzy ograniczyli się w referacie Pomiar chropowatości powierzchni przeprowadzono za pomocą powierzchni przeprowadzono za pomocą profilografometru obróbki cieplnej na chropowatość powierzchni zarysu zęba, CAN Chropowatość firmy HOMMEL WERKE OMMEL WERKE T800 (Niemcy). zarysu zęba (Niemcy). Chropowa ys ewolwenty. przedstawiono rys. 2. Ra=0,96;na Rz=4,22;Rmax=5,39 Koło nr 0 . Ra=1,03; Rz=4,59; YW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA CHROPOWATOŚĆ b) POWIERZCHNIb) ZARYSU ZĘBA a) powierzchni przeprowadzono za pomocą profilografometru OMMEL WERKE (Niemcy). Chropowatość zarysu zęba Ra=0,96; Rz=4,22;Rmax=5,39 Koło nr 0 max=5,39 Koło nr 0 . Ra=1,03; Rz=4,59; R max=5,39 Koło nr 1 Ra=1,05; Rz=4,83; Rmax=5,70 Koło nr 2 c) a) b) c) Ra=1,03; Rz=4,59; R Ra=1,10, Rz=5,38 ;R b) d) Rys. 2. Chropowatość powierzchni zęba. Przykładowe wartości(w µm) parametrów Ra, R zęba nr 1: a) koło nr 0, bez obróbki cieplnej, b) koło nr 1, c) koło nr 2 max=5,39 Koło nr 0 Rmax=5,70 Koło nr 2 Ra=1,03; Rz=4,59; R max=5,39 Koło nr 1 Ra=1,05; Rz=4,83; Rmax=5,70Koło Kołonrnr3 2 Ra=1,10, Rz=5,38 ;Rmax=6,79 d) Ra=1,10, Rz=5,38 ;R b) c) d) d) Rys. 2.µm) Chropowatość zęba. zchni zęba. Przykładowe wartości(w parametrówpowierzchni Ra, Rz, Rmax dlaPrzykładowe lewej flanki wartości(w µm) parametrów Ra, R zęba nr 1: a) koło nr 0, a) koło nr 0, bez obróbki cieplnej, b) koło nr 1, c) koło nr 2, d) koło nr 3 bez obróbki cieplnej, b) koło nr 1, c) koło nr 2 Rmax=5,70 Koło nr 2 Ra=1,10, Rz=5,38 ;Rmax=6,79 Koło nr 3 d) Rys. 2. Chropowatość powierzchni zęba. Przykładowe wartości(w µm) parametrów Ra, Rz, zchni zęba. Przykładowe wartości(w µm) parametrów Ra, Rz, Rmax dla lewej flanki Rmax dla lewej flanki zęba nr 1: a) koło nr 0, bez obróbki cieplnej, b) koło nr 1, c) koło nr 2, a) koło nr 0, bez obróbki cieplnej, b) koło nr 1, c) kołod)nrkoło 2, d)nrkoło nr 3 3 236 Andrzej LORENC, Anna SŁAWIŃSKA Warunki pomiaru: typ końcówki pomiarowej TKU300, zakres pomiarowy 400 µm, jednostka napędowa waveline 60, długość odcinka pomiarowego Lt = 4,80 mm, pręd0,800 mm (cut off), λc/λs wyłączone. kośćWarunki Vt = 0,50 mm/s, typ Filtrkońcówki ISO 1156(M1), λc =TKU300, pomiaru: pomiarowej zakres pomiarowy 400µm, jednostka napędowa waveline 60, długośćhartowana odcinka pomiarowego Lt = nie 4,80 powodują mm, Omawiane trzy metody nawęglania, i odpuszczania prędkość Vt = 0,50 mm/s, Filtr ISO 1156(M1), λc = 0,800 mm (cut off), λc/λs pogorszenia chropowatości powierzchni zęba. wyłączone. Omawiane trzy metody nawęglania, hartowana i odpuszczania nie powodują 2.2.chropowatości WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA BICIE UZĘBIENIA pogorszenia powierzchni zęba. Pomiaru bicia dokonano za pomocą uniwersalnego urządzenia do pomiaru kół 4.2 WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA zębatych Prüfgerät, wyprodukowanego przez Carl Zeiss Jena z zamocowanymi BICIE UZĘBIENIA czujnikami elektronicznymi firmy MITUTOYO, podłączonymi do komputera. bicia dokonano za pomocą uniwersalnego do pomiaru kół uzęWyniki Pomiaru opracowano przy pomocy programu Excell.urządzenia Wyniki pomiaru bicia zębatych Prüfgerät, wyprodukowanego przez Carl Zeiss Jena z zamocowanymi bienia koła przed obróbką cieplną przedstawia krzywa oznaczona cyfrą „0”. Rzeczujnikami elektronicznymi firmy MITUTOYO, podłączonymi do komputera. Wyniki = 10 µm. Bicie uzębienia czywista odchyłka uzębienia koła 0 wynosi opracowano przy bicia pomocy programu Excell. WynikiFrrpomiaru bicia uzębienia koła koła obróbkąkrzywa cieplną oznaczona przedstawia na krzywa oznaczona cyfrąRzeczywista „0”. Rzeczywista nr 1 przed przedstawia wykresie cyfrą „1”. odchyłka bicia koła F0 =wynosi Frr= 10 µm. Bicie uzębienia koła biciaodchyłka uzębienia kołauzębienia nr 1 wynosi rr 57 µm. Bicie uzębienia koła nr 2 przedstawia nr 1 przedstawia krzywa oznaczona na wykresie cyfrą „1”. Rzeczywista odchyłka krzywa oznaczona na wykresie cyfrą „2”. Rzeczywista odchyłka bicia uzębienia koła bicia uzębienia koła nr 1 wynosi Frr= 57 µm. Bicie uzębienia koła nr 2 przedstawia Bicie uzębienia koła nr 3 przedstawia oznaczona nr 2 krzywa wynosioznaczona Frr= 38 µm. na wykresie cyfrą „2”. Rzeczywista odchyłka biciakrzywa uzębienia koła na wykresie cyfrą „3”. bicia uzębienia nr 3 wynosi nr 2 wynosi Frr= 38 µm.Rzeczywista Bicie uzębieniaodchyłka koła nr 3 przedstawia krzywakoła oznaczona na odchyłka uzębienia koła zamieszczono nr 3 wynosi na 36 µm. cyfrą” Bicie 3”. kół Rzeczywista zębatych przed i pobicia obróbce cieplnej Frr= wykresie Frr= 36 µm. Bicie kół zębatych przed i po obróbce cieplnej zamieszczono na Rys. 3, (Frr – rzeczywiste bicie promieniowe koła). Rys. 3, (Frr – rzeczywiste bicie promieniowe koła). Frr= 10 µm, Koło nr 0 Frr= 58 µm, Koło nr 1 1 0 2 3 Frr= 38 µm, Koło nr 2 Frr= 36 µm, Koło nr 3 Rys. 3. Bicie uzębienia kół1,0,21,i 3. 2 i 3.Koło Koło nr nr 00––bez obróbki cieplnej, koło nrkoło 1 – nawęglanie Rys. 3. Bicie uzębienia kół 0, bez obróbki cieplnej, nr 1 – nawęglanie i hartowanie próżniowe, nr 2 - nawęglanie i hartowanie ww atmosferze atmosferze ochronnej, i hartowanie próżniowe, koło nr 2koło – nawęglanie i hartowanie ochronnej, koło koło nr 3 – nawęglanie i hartowanie metodą tradycyjną [5] nr 3 – nawęglanie i hartowanie metodą tradycyjną [5] Z porównania otrzymanych wyników bicia uzębienia jednoznacznie wynika, że największa zmiana nastąpiła w trakcie nawęglania, hartownia i odpuszczania w próżni i wynosi 58 µm. Zmiany bicia uzębienia w metodzie nawęglania, hartowania i odpuszczania tradycyjnej są porównywalne ze zmianami w trakcie nawęglania, hartowania i odpuszczania w atmosferze ochronnej i wynoszą odpowiednio: Frr =38 µm i Frr = 36 µm. porównania otrzymanych otrzymanych wyników wyników bicia bicia uzębienia uzębienia jednoznacznie jednoznacznie wynika, wynika, że że ZZ porównania największazmiana zmiananastąpiła nastąpiławwtrakcie trakcienawęglania, nawęglania,hartownia hartowniaiiodpuszczania odpuszczaniawwpróżni próżni największa Z porównania otrzymanych wyników bicia uzębienia jednoznacznie wynika, że wynosiZ58 58 µm. iiwynosi µm. porównania otrzymanych biciahartownia uzębieniai jednoznacznie wynika, największa zmiana nastąpiła w trakciewyników nawęglania, odpuszczania w próżni że Zmiany bicia bicia uzębienia w trakcie metodzie nawęglania, hartowania odpuszczania Zmiany uzębienia metodzie nawęglania, hartowania i i odpuszczania największa zmiana nastąpiła w w nawęglania, hartownia i odpuszczania i wynosi 58Wpływ µm. nawęglania i hartowania na dokładność wykonania kół zębatychw próżni 237 i wynosi 58 tradycyjnej sąµm. porównywalne ze zmianami zmianami trakcie nawęglania, hartowania tradycyjnej porównywalne ze ww trakcie nawęglania, hartowania Zmiany są bicia uzębienia w metodzie nawęglania, hartowania i odpuszczania Zmiany bicia uzębienia ochronnej w metodzieii nawęglania, hartowania i F odpuszczania i odpuszczania odpuszczania atmosferze ochronnej wynoszą odpowiednio: Frrrr =38 =38 µm µm itradycyjnej ww atmosferze wynoszą odpowiednio: są porównywalne ze zmianami w trakcie nawęglania, hartowania OBRÓBKI ze CIEPLNEJ EWOLWENTY są porównywalne zmianamiNA w ZARYS trakcie nawęglania, hartowania 362.3. µm.WPŁYW iiiFFodpuszczania ==36 µm. rrrrtradycyjnej w atmosferze ochronnej i wynoszą odpowiednio: F =38 µm i odpuszczania w atmosferze ochronnej i wynoszą odpowiednio: rr Frr =38 µm i FZarys rr = 36 µm. ewolwenty mierzono na ewolwentomierzu firmy CARL ZEISS JENA. i Frr 4.3 =4.3 36WPŁYW µm. WPŁYW OBRÓBKICIEPLNEJ CIEPLNEJNA NAZARYS ZARYSEWOLWENTY EWOLWENTY OBRÓBKI Dokonano pomiarów wszystkich zarysów zębów kół przed i po obróbce ciepl4.3 WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA ZARYS EWOLWENTY 4.3 WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA ZARYS EWOLWENTY nej. Rys. 4 przedstawia zarysy zębów prawej i lewej flanki koła zębatego przed Zarys ewolwenty mierzono naewolwentomierzu ewolwentomierzu firmy CARL ZEISS JENA. Zarys ewolwenty mierzono na firmy CARL ZEISS JENA. obróbką cieplną. Z wykonanych 26 wykresów zarysów zębów lewej flanki zęba Dokonano pomiarów wszystkich zarysów zębów kół przed i po obróbce cieplnej. Dokonano pomiarów wszystkich zarysów zębów kół przed i po obróbce cieplnej. Zarys ewolwenty mierzono na ewolwentomierzu firmy CARL ZEISS JENA. ewolwenty mierzono na ewolwentomierzu firmy CARL ZEISS JENA. Rys.Zarys przedstawia zarysy zębów prawej lewej flanki kołaizębatego zębatego przed obróbką Rys. 44 przedstawia zarysy zębów prawej iizębów lewej flanki koła przed obróbką oraz 26 wykresów prawej flanki wybrano maksymalną i minimalną rzeczywistą Dokonano pomiarów wszystkich zarysów kół przed po obróbce cieplnej. Dokonano pomiarów wszystkich zarysów zębów kół przed i po obróbce cieplnej. cieplną. wykonanych 26 wykresów zarysów zębów lewej flanki zęba oraz 26 26 cieplną. ZZ wykonanych wykresów zębów lewej flanki zęba oraz Rys. 4 przedstawia zarysy zębów prawej izarysów lewej flanki koła zębatego przed obróbką . Maksymalna odchyłka zarysu zęba nr 2, odchyłkę zęba frr26 Rys. 4zarysu przedstawia zarysy zębów prawej irzeczywista lewej flanki koła zębatego przed obróbką wykresów prawej flanki flanki26 wybrano maksymalną i minimalną minimalną rzeczywistą odchyłkę wykresów prawej wybrano maksymalną i rzeczywistą odchyłkę cieplną. Z wykonanych wykresów zarysów zębów lewej flanki zęba oraz 26 Z wykonanych wykresów zarysów zębów odchyłka lewej flankizarysu zęba oraz flanki). Minimalna zęba26nr 7, koła cieplną. nr 0 wynosi frr= 9 µm26(obie zarysu zęba .Maksymalna Maksymalna rzeczywista odchyłka zęba nr kołanr nr0odchyłkę 0wynosi wynosi zarysu zęba ffrrrr.prawej rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2,2,koła wykresów prawej flanki wybrano maksymalną i minimalną rzeczywistą odchyłkę wykresów flanki wybrano maksymalną izarysu minimalną rzeczywistą = 6 µm. koła nr 0, flanka prawa wynosi f rr frrrr==9zarysu 9µm µm (obie flanki). Minimalna odchyłka zarysu zęba nr 7, koła nr 0, flanka prawa fzarysu (obie flanki). Minimalna odchyłka zarysu zęba nr 7, koła nr 0, flanka prawa zęba f . Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2, koła nr 0 wynosi rr zęba frr. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2, koła nr 0 wynosi wynosi =66µm. µm. fwynosi (obie flanki). Minimalna odchyłka zarysu zęba nr 7, nr nr 0, flanka prawa rr= 9 = f9frrrr= µm (obie flanki). Minimalna odchyłka zarysu zęba nr koła 7, koła 0, flanka prawa frrµm wynosi frr= 6frrµm. = 6 µm. wynosi GG G G GG G G SS S µm frrfrr==99µm frr= 9frrµm = 9 µm S 9µm frrfrr==9µm frr= 9µm frr= 9µm a)a) Koło Kołonrnr0,0,ząb ząbnrnr2,2,flanka flankalewa lewa a) Koło nr 0,nrząb nr 2, flanka lewa a) Koło 0, nr ząb2,nr 2, flanka a) Koło 0, nr ząb flanka lewalewa GG G G SS S S frrfrr==7,5 7,5µm µm frr=µm 7,5 µm frr= 7,5 SS S S b)b) Koło nr0,0,ząb ząbnrnr2,2,flanka flankaprawa prawa b) KołoKoło nrnrnr 0, ząb nr nr 2,flanka flanka prawa Koło 0, ząb 2, flanka prawa b) b)Koło 0,nrząb nr 2, prawa G GG G frrfrr==66µm µm = 6 µm frr= 6frrµm SS S S c)c) c) Koło nrnr0,0, ząb nrnr7,nr lewa d)d)d) Koło nrnr nrnr Koło ząb 7,flanka flanka lewa Koło 0, ząb nr7,7, 7,flanka flankaprawa prawa Koło nr 0, ząb 7, flanka lewa Koło nr0, 0,ząb ząb flanka prawa c) Koło 0, ząb 7, flanka lewa d) Koło 0, ząb nr 7,2, prawa c) Koło nrWybrane 0,nrząb nr nr 7,ewolwenty flanka lewa d) Koło nrnr 0, ząb nr 7,flanka flanka prawa Rys. 4.4.Wybrane zarysy ewolwenty koła nrnr0nr0a)0a)a) ząb nrnrnr 22lewa flanka, b) ząb nr 2, prawa flanka, Rys. Wybrane zarysy koła ząb lewa flanka, b) ząb nr prawa flanka, Rys. 4. zarysy ewolwenty koła ząb 2 lewa flanka, b) ząb nr 2, prawa flanka, Rys. 4. Wybrane zarysy ewolwenty koła nr 0 a)lewa, ząb nr 2ząb lewa flanka, b) prawa ząb nr 2, prawa flanka, c)c)ząb nrnr 77flanka d)d)d) nrnrnr 7,7,7,flanka ząbząb flanka lewa, ząb flanka prawa c) 7 flanka ząb prawa c) ząb nr 7 nr flanka lewa, d) nr ząb 7, flanka Rys. 4. Wybrane zarysy ewolwenty kołalewa, nrząb 0 a) nrflanka 2prawa lewa flanka, b) ząb nr 2, prawa flanka, c) ząb nr 7 flanka lewa, d) ząb nr 7, flanka prawa Na Rys. przedstawiono zarysy zębów prawej flanki koła zębatego Na Na Rys. przedstawiono zarysy zębów prawej i ilewej lewej flanki koła zębatego po Rys. 5 przedstawiono zarysy zębów prawej lewej flanki koła zębatego Na Rys. 555 przedstawiono zarysy zębów prawej i ilewej flanki koła zębatego popo nawęglaniu, hartowaniu i odpuszczeniu w próżni. W taki sam sposób, jak dla koła nawęglaniu, hartowaniu i odpuszczeniu w próżni. W taki sam sposób, jak dla koła nawęglaniu, hartowaniu i odpuszczeniu w próżni. W taki sam jak dla 0, nawęglaniu, i odpuszczeniu próżni. prawej W taki sam sposób, jak dla kołazębatego 0, 0, Na Rys. hartowaniu 5 przedstawiono zarysywzębów i lewej flanki koła po nawęglaniu, hartowaniu i odpuszczeniu w próżni. W taki sam sposób, jak dla koła 0, ze wszystkich otrzymanych wykresów zarysów zębów, wybrano maksymalne i minimalne rzeczywiste odchyłki zarysu zęba. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2, flanka lewa, koła nr 1, wynosi frr= 48µm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 5, koła nr 1, flanka prawa wynosi frr= 27 µm Na Rys. 6 przedstawiono zarysy zębów prawej i lewej flanki koła zębatego nawęglanego, hartowanego i odpuszczanego w atmosferze ochronnej. Dla zobrazowania rozrzutu zarysu zęba koła zębatego wybrano maksymalna i minimalna odchyłkę zarysu zęba. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu wynosi zęba nr 14, koła nr 2, flanka prawa wynosi frr= 42 µm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 7, koła nr 2, flanka prawa wynosi frr= 17 µm. zarysu zęba nr nr 2,zęba flanka lewa, koła nrflanka frrwynosi rzeczywista zarysu zęba 2, flanka lewa, koła nr1, 1,wynosi wynosi f=rr=48µm. 48µm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu nr5,5, kołanr nr 1, prawa =Minimalna 27 µm odchyłka zarysu zęba nr koła 1, flanka prawa wynosi frrf=f=rr27 µm 27 µm odchyłka zarysu zęba nr 5, koła nr 1, flanka prawa wynosi rr odchyłka zarysu zęba nr 5, koła zarysy nrzarysy 1, flanka prawa wynosi 27 flanki µm kołakoła NaRys. Rys.66przedstawiono przedstawiono zębów prawej i flewej zębatego rr= flanki Na zębów prawej i lewej zębatego NaNa Rys. 6hartowanego przedstawiono zarysy iatmosferze lewej koła Rys. 6 przedstawiono zarysyzębów zębówprawej prawej i lewejflanki flanki kołazębatego zębatego nawęglanego, odpuszczanego watmosferze ochronnej. nawęglanego, hartowanego i i odpuszczanego w ochronnej. DlaDla nawęglanego, hartowanego i zęba w ochronnej. Dla nawęglanego, hartowanego i odpuszczanego odpuszczanego w atmosferze atmosferze ochronnej. Dla zobrazowania rozrzutu zarysuzęba koła zębatego wybrano maksymalna i minimalna zobrazowania rozrzutu zarysu koła zębatego wybrano maksymalna i minimalna zobrazowania rozrzutu zarysu zęba koła zębatego wybrano maksymalna i minimalna zobrazowania rozrzutu zarysu zęba koła zębatego wybrano maksymalna i minimalna odchyłkę zarysu zęba. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu wynosi zęba nr odchyłkę zarysu zęba. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu wynosi zęba nr 14, 14, odchyłkę zarysu zęba. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nrzarysu Andrzejf LORENC, Anna SŁAWIŃSKA odchyłkę zarysu zęba. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysuwynosi wynosi zęba nr14, 14, 238 koła flanka prawa wynosi frr=42 42 µm. Minimalna rzeczywista odchyłka koła nrnr2,2,flanka prawa wynosi µm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu rr= koła nr 2, flanka prawa wynosi f = 42 µm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu rr koła nr7,koła 2, flanka prawa wynosi frr= 42frrµm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu = 17 µm. zęba koła flankaprawa prawawynosi wynosi =frr17 µm. zęba nrnr7, nrnr2,2,flanka zęba nr nr 7, koła nr nr 2, 2, flanka prawa wynosi frr= 1717µm. zęba 7, koła flanka prawa wynosi frr= µm. G G GG SS S S frr=32µm frr=32µm frr=32µm frr=32µm frr= 48µm frr= 48µm frr=f48µm rr= 48µm a) Koło nr 1, ząb 2, lewa flanka a) Koło 1, 2, ząblewa 2, lewa flanka a) a) Koło nrKoło 1,nrnr ząb flanka 1, 2, lewa flanka a)Koło nr ząb 1, ząb 2, lewa flanka G G G G frr=45µm frr=45µm frr=45µm frr=45µm S S S S G G GG S S SS b) b)Koło nr 1,ząb 2, prawa flanka Koło nr 1,ząb 2, prawa flanka b)b)Koło nr nr 1,ząb 2,2,prawa flanka 1,ząb b) Koło Koło nr 1,ząb 2,prawa prawaflanka flanka G G GG frr=27µm frr=27µm frr=27µm frr=27µm S S c) Koło nr 1, ząb 5, lewa flanka d) Koło nr 1, ząb 5, prawa flanka S S c)c) Koło nr 1, ząb 5, lewa flanka d) Koło nr 1, ząb 5, prawa prawa flanka flanka Koło nr ząb 1, ząb 5, lewa flanka d) Koło Koło ząb5,5, c) nrząb 1, 5, lewa flanka nrnr 1, 1, ząb prawa flanka flanka KołoKoło nr 1, 5, lewa flanka d)d)flanka, Koło nr 5,prawa prawa Rys. c) 5. Wybrane zarysy ewolwenty koła nr 1 a) ząb nr 2, lewa b) 1, ząbząb nr 2, flanka, Rys. 5. 5. Wybrane zarysy ewolwenty koła nr 1nr a)a)1ząb ząb nr 2,prawa lewa flanka, b) ząb nrb)2, 2,ząb prawa flanka, c)ewolwenty ząb nr 5, lewa flanka, flanka Rys. Wybrane zarysy ewolwenty koła 1d) nr lewa flanka, b) ząb prawa flanka, Rys. 5. zarysy ewolwenty koła a)nrnr ząb nr 2, lewab)flanka, nrflanka, 2, prawa Rys. 5.Wybrane Wybrane zarysy koła nr nr 1 a) ząbząb 2,5,2, lewa flanka, ząb nrnr2, prawa flanka, ząb prawa c)ząb ząb nr5, 5,lewa lewa flanka, ząb nr 5, prawa flanka Pomiary wszystkich zarysów zębów koład)d)d) zębatego nr flanka 3flanka zawierają 52 wykresy c)c)ząb nrnr5, lewa flanka, ząb nrnr 5,5, prawa flanka, c) ząb nr 5, lewa flanka, d) ząb nr 5, prawa flanka Pomiary wszystkich zarysów zębów koła zębatego zawierają 52 wykresy Pomiarywszystkich wszystkichzarysów zarysów zębów kołazębatego zębatego nr3 3zarysy wykresy ewolwent mierzonego koła. Na rys. 7 przedstawiono wybrane zębów prawej i Pomiary zębów koła nrnr zawierają 5252 wykresy ewolwent mierzonego koła. Na rys. 7 przedstawiono wybrane zarysy zębów praweji ii ewolwent mierzonego koła. Na rys. 7 przedstawiono wybrane zębów prawej lewej flanki koła zębatego nawęglanego, hartowanego i odpuszczanego ewolwent mierzonego koła. Na rys. 7 przedstawiono wybrane zarysy zębówmetodą prawej G GGGmetodą lewej flanki koła zębatego nawęglanego, hartowanego odpuszczanego metodą lewejflanki flankikoła kołazębatego zębategonawęglanego, nawęglanego,hartowanego hartowanegoi i odpuszczanego odpuszczanego tradycyjną. lewej metodą tradycyjną. tradycyjną. Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2, koła nr 3, lewa flanka wynosi tradycyjną. rzeczywista odchyłka zarysu zęba koła nr3,3,lewa flanka wynosi rzeczywista odchyłka zarysu zębanrnr nr 2,koła koła flanka wynosi G G G fMaksymalna 28 µm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2nrkoła nrlewa 3, prawa flanka rr=Maksymalna Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu 2,2, flanka wynosi G zęba frr28 =2828 µm. Minimalna rzeczywista odchyłkazarysu zarysuzęba zębanrnr nr2 2koła prawa flanka frrrr== Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba kołanrnr3,3,prawa prawaflanka flanka fµm. 10 µm. rr= fwynosi µm. Minimalna rzeczywista odchyłka wynosi =1010 µm. µm. wynosi wynosi frrfrr=f=rr10 µm. S SS S frr=f 29µm = 29µm frr=17µm frr=17µm rr frr= f29µm rr= 29µm S S frr=17µm frr=17µm a) a) Koło nr nr 2, 2, ząbząb nr 7, 7, lewa flanka Koło flanka a) Koło nr 2, ząb nr 7,nr lewalewa flanka a) a)Koło nr 2,nrząb nr 7, flanka Koło 2, ząb nrlewa 7, lewa flanka G G G G SS b) b)Koło nr 2, ząb nr 7, prawa flanka 2, ząb nr prawa 7, prawa flanka b) KołoKoło nr 2,nrząb nr 7, flanka b) b) Koło nrnr 2, 2, ząb Koło ząbnrnr7,7,prawa prawaflanka flanka G G GG SS S S frr= 42µm frr= 42µm frr=41µm frr=41µm S = 42µm frr=frr42µm =41µm frr=41µm c) Koło nr 2,frrząb nr 14, lewa flanka d) Koło nr 2, ząb 14, prawa flanka c) Koło nr 2, ząb nr 14, lewa flanka d) Koło nr 2, ząb 14, prawa flanka Rys.6. Wybrane zarysy ewolwenty koła nr 2 a) ząb nr 7, lewa flanka b) ząb nr 7, prawa flanka, Rys.6. Wybrane zarysy ewolwenty koła nr 2 a) ząb nr 7,d)lewaKoło flanka b) ząb nr14, 7, prawa prawa flanka, 2, ząb nr 14, lewa ząb flanka c) c)Koło nr 2,nr nr 14, lewa Koło flanka nr 2, ząb 14, prawa c) ząb nr flanka 14,flanka lewa flanka, d) ząb nrd) 14, prawa c) Koło Koło nrząb 2, ząb nrc) 14, flanka nrnr 2,2, ząb 14, prawaflanka flanka ząblewa nr 14, lewa flanka, d) ząb nrd) 14,Koło prawa flanka S SS Rys.6. Wybrane zarysy ewolwenty koła nra)2 ząb a) ząb nr flanka b) ząb nr7,7,prawa prawaflanka, flanka, Rys.6. zarysy ewolwenty koła nr nr ząb 7, 7, lewa ząb nrb) Glewa G2 Rys.Wybrane 6. Wybrane zarysy ewolwenty koła nr 7,flanka lewab) flanka ząb nr 7, prawa G G nr 2d)a)ząb fflanka c) ząb nr 14, lewa flanka, prawa rr=10µm c) ząb nr 14, lewa flanka, d) ząb nr nr 14,14, prawa flanka frr=10µm flanka, c) ząb nr 14, lewa flanka, d) ząb nr 14, prawa flanka G G S S frr=28µm frr=28µm GG frr=10µm frr=10µm S S G G G S S SS 239 Wpływ nawęglania i hartowania na dokładność wykonania kół zębatych frr= 42µm 42µm frrrr==f42µm rr= 42µm frr=41µm f =41µm f =41µm SS S rr frr=41µm zarysów zębów koła zębatego nr 3 zawierają 52 wykresy ewolPomiaryrr wszystkich went mierzonego koła. Naflanka rys. 7 przedstawiono wybrane zarysy zębów prawej i lewej c)c) Koło nr 2, nrlewa 14, lewa flanka d)Koło Koło nrząb 2, ząb 14, prawa flanka Koło nr nr14, 14, lewa flanka nr 14, prawa flanka c) c) Koło nr 2, 2,ząb d) d)Koło nr 2, 2, ząb ząb 14, prawa flanka Koło nrząb 2,nrząb ząb nr 14, lewa flanka nr 2, 14, prawa flanka flanki koła zębatego nawęglanego, hartowanego i odpuszczanego metodą tradycyjną. Rys.6. Wybrane zarysy ewolwenty koła koła nr 2 a) 7, lewa b) ząb b) nr ząb 7, prawa Rys.6. Wybrane zarysy ewolwenty nrząb 2 a)nrząb nr 7, flanka lewa flanka nr 7, flanka, prawa flanka, S Wybrane ewolwenty a) ząb 7, lewa flanka ząb prawaflanka, flanka, Rys.6. Rys.6. Wybrane zarysyzarysy ewolwenty kołakoła nr 2 nr a)2ząb nr 7,nrlewa flanka b) b) ząb nrnr7,7,prawa ząb nr 14, lewa flanka, d) ząb ząb nrząb 14, prawa flanka c) nr 14, flanka, d)d) ząb nr nr 14, prawa flanka c)nrząb ząb nrlewa 14,lewa lewa flanka, 14, prawa flanka c)c)ząb 14, flanka, d) nr 14, prawa flanka G G G G GG GG S S S S SS S frr=28µm frr=28µm frr=28µm frr=28µm a)KołoKoło 3, ząb nrlewa 2, lewa flanka a) Koło nr 3,nrząb ząb nr flanka nr2,2, 2,lewa flanka a) Koło nr 3,nrząb nrlewa 2, flanka lewa flanka a) a)Koło nrnr3,3,ząb G G G G S S ffrr=10µm frr=10µm frr=10µm rr=10µm b)Koło Koło nr ząb 3, ząb 2, prawa flanka b) nr3,3, nr nr 2, flanka b) Koło nr 2,2,prawa prawa flanka b) nrKoło nr 3, nr 2, prawa b) Koło nr 3,ząb ząb nrząb prawa flankaflanka G G G G S S S frr= 18µm frr= 18µm frr= 18µm frr= 18µm frr= 14µm frr= 14µm frr= 14µm frr= 14µm S S S S 3, ząb 8, lewa flanka Koło nr 3, ząb 8, prawa flanka c) c)KołoKoło nr 3,nrząb 8, lewa flanka d) d)Koło nr 3, ząb 8, prawa flanka Rys. c) 7. Wybrane zarysy ewolwenty kola nr 3, a) ząb nr 2, lewa flanka, b)3, 2, prawa flanka, c) ząb c) Koło nr 3, ząb 8, lewa flanka d) Koło 3,ząb ząb 8, prawa flanka Koło nr 3, ząb 8, lewa flanka d) nrząb ząb prawa flanka c) Koło nr 3, ząb 8, lewa flanka d) nrnr 3,8, ząb 8,flanka, prawa flanka Rys. 7. Wybrane zarysy ewolwenty kola nr 3, a) ząb nr 2, lewa flanka, b)Koło nr 2, prawa c) ząb nr 8, lewa flanka, d) ząb nr 8, prawa flanka nr 8, lewa flanka, d) ząb nr 8, prawa flanka Rys. 7. Wybrane zarysyzarysy ewolwenty kola nr 3, a) ząb nrząb 2, a) lewa b) ząb 2, prawa flanka, c) ząbc) ząb Rys. 7. Wybrane ewolwenty kola nr 3, a) nrząb 2, flanka, lewa b)nrząb nr 2, Rys. 7. Wybrane zarysy ewolwenty koła nr 3, nr 2,flanka, lewa flanka, b) ząbprawa nr 2,flanka, prawa nr 8,c)lewa d) ząb 8, d) prawa flanka nrząb 8, flanka, lewa d)nrząb nrząb 8, prawa flanka flanka flanka, nr 8, flanka, lewa flanka, nr 8, prawa Maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2, koła nr 3, lewa flanka wynosi frr= 28 µm. Minimalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba nr 2 koła nr 3, prawa flanka wynosi frr= 10 µm. Z porównania otrzymanych wyników zarysu uzębienia jednoznacznie wynika, że największe zmiany nastąpiły w trakcie nawęglania, hartownia i odpuszczania w próżni i wynoszą: maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba frr= 48 µm, minimalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba frr = 27 µm (Rys. 5) Zmiany zarysu uzębienia w tradycyjnej metodzie nawęglania, hartowania i odpuszczania wynoszą: minimalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba frr= 10 µm, maksymalna rzeczywista odchyłka zarysu zęba frr = 28 µm (Rys. 7). 3. WNIOSKI Z przeprowadzonych badań możemy wyciągnąć następujące wnioski: – Największe zmiany wymiarowo-kształtowe koła spowodowała obróbka cieplna w próżni, zarówno co do bicia, jak i zmiany zarysu zęba, 240 Andrzej LORENC, Anna SŁAWIŃSKA – Najmniejsze zmiany wymiarowo-kształtowe koła spowodowała tradycyjna obróbka kół zębatych, zarówno co do bicia, jak i zmiany zarysu zęba, – Obróbka cieplna we wszystkich przypadkach nie spowodowała zmiany pod względem chropowatości powierzchni. LITERATURA [1] [2] [3] [4] [5] KULA P., RZEPKOWSKI A., GÓRECKI M, SINIARSKI D., Nawęglanie próżniowe technologią XXI wieku, Prace naukowe Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej, 71, 2002 101-105 KULA P. RZEPKOWSKI A., SINIARSKI D., KRASIŃSKI A., GÓRECKI, Postęp w technologii nawęglania; Inżynieria materiałowa, 3, 2000, 101-105. LORENC A., Wpływ rozkładu naddatku obróbkowego na dokładność zarysu szlifowanych kół zębatych, Rozprawa doktorska, Łódź 1992. OCHĘDUSZKO K., Koła zębate, Sprawdzanie, tom III, PWT, Warszawa, 1957. Norma PN-79 M88522.01, Dokładność wykonania. Nazwy, określenia i wartości odchyłek. THE INFLUENCE OF CARBURIZING AND HARDENING ON THE ACCURACY OF CARRYING OUT GEARS The paper presents influence of carburizing and hardening on accuracy of carrying out gears. Grinded gears have been subjected to the following heat treatment: traditional carburizing, hardening and tempering, vacuum carburizing, hardening and tempering, protective atmosphere carburizing, hardening and tempering. Measurements of teeth run out, teeth profile and teeth surface roughness have been done. Key words: Teeth run out, involute profile, surface roughness of teeth, heat treatment