Integration of heat treatment in precision forging of gear wheels

Joint Authors

Behrens, Bernd-Arno
Dahndel, Helge
Krause, Christian
Huskic, Aziz

Source

The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues

Issue

Vol. 30, Issue 1C(s) (30 Jun. 2005), pp.103-112, 10 p.

Publisher

King Fahd University of Petroleum and Minerals

Publication Date

2005-06-30

Country of Publication

Saudi Arabia

No. of Pages

10

Main Subjects

Mechanical Engineering

Topics

Abstract AR

تتطلب العملية التسلسلية لإنتاج التروس المسننة بالطريقة التقليدية إلى العديد من مراحل الإنتاج مثل القطع و التسخين و التشكل الحراري، ثم يتم تشكيل المسننات و الثقب المركزي ضمن عدة عمليات مثل البرد و الشق و التثقيب، بعد ذلك تجري عملية المعالجة الحرارية لزيادة صلابة المسننات، و أخيرا يتم التجليخ النهائي للحصول على القياسات و المواصفات المناسبة.

و يمكن أن تقلل هذه المراحل بدرجة كبيرة باستخدام التشكل الحراري الدقيق، إذ تصبح بعض المراحل غير ضرورية، أضف إلى ذلك الفائدة المكتسبة إذا ما تم استخدام حرارة التشكل الحراري الدقيق ضمن المعالجة الحرارية الكلية.

أضف إلى ذلك أنه يمكن الحصول على بعض الخصائص المميزة من خلال المعالجة الحرارية المتكاملة و الموصوفة في تقنية العمليات قيد الدراسة.

كما يمكن زيادة صلادة الأجزاء المتشكلة حراريا باستخدام نفس حرارة التشكل.

و في هذه الدراسة سوف نعرض حلا للتبريد المتجانس الناتج عن مصفوفة رش ذات مرحلتين, و تطبيق هذه التقنية في التبريد مما يتيح لنا زيادة صلابة مناطق محددة، و ذلك بحسب توزيع الإجهاد في القطع المصنعة.

و في أثناء عملية الصقل الدقيق يجب المحافظة على مستوى عال من صفات المواد، لأن هذه الصفات تعتمد على عدة متغيرات مثل التغير في السبيكة و الشكل الهندسي للقطع, و درجة حرارة التشكل و كل ما يتعلق بذلك من فقدان للحرارة.

لذلك يجب العناية الفائقة في أثناء عملية إنتاج الأدوات.

و ستتيح هذه العملية التسلسلية المقترحة التي تأخذ بعين الإعتبار مبدأ الآلة الكلي و التكامل الحراري الحلول للعديد من المصاعب المصاحبة لعملية التصنيع.

و يتطلب هذا الأسلوب التقني تغيرا جذريا في طريقة إدارة عملية التصنيع التي تؤدي إلى خفض ملحوظ في التكاليف.

و يمكن استخدام تقنية التشكل الحراري الدقيق على نطاق واسع في القطع و الأدوات ذات الأداء العالي و المستخدمة في المركبات.

إن ما يميز هذا الأسلوب المقترح : قصر دورة الإنتاج عن طريق الاستغناء عن التشكل الآلي و التوفير في المواد المستخدمة، مما يتماشى مع سياسة خفض تكلفة الإنتاج المتبعة في صناعة السيارات.

Abstract EN

The conventional process chain for the production of gear wheels demands many manufacturing steps.

Typically this process chain consists of cutting, heating, forging, and deburring.

Subsequently, the teeth and the bores of the gears are shaped in a machining process such as milling, slotting, or broaching.

Afterwards, a heat treatment by case hardening is applied and the gears are finally finished by grinding.

This process chain is often disrupted by buffer storage and transports.

Precision forging can significantly reduce this process chain because deburring and machining steps become unnecessary.

Additional advantages can be gained, if the heat of the precision forging process is used for an integrated heat treatment.

Moreover, specific component characteristics can be reached by integrating the heat treatment in connection with an adapted process technology.

Hot formed parts are directly hardened by using the forging heat.

A new solution for a homogenous cooling consisting of a two-phase nozzle array will be introduced.

The application of this technique allows the hardening of particular component regions according to typical strain profiles of this component.

Besides demands on material properties, an even allowance after the precision forging process has to be maintained.

The allowance after the forging process depends on varying alloys and the geometry of the part as well as the forging temperature and related heat loss.

The tool must therefore be corrected and adapted accordingly.

The new approach for the presented process chain with new tool concepts and an integrated heat treatment using the forging heat will solves many problems.

Moreover, a dramatic change in the process management is necessary.

But on the other hand it offers great potentials for cost reduction.

Particularly, high-duty automotive components offer a wide application field for the precision forging technology.

Advantages like shortened production cycles achieved by eliminating machining operations and saving of raw material contribute to the ongoing cost-saving trend in the automobile industry.

American Psychological Association (APA)

Behrens, Bernd-Arno& Dahndel, Helge& Krause, Christian& Huskic, Aziz. 2005. Integration of heat treatment in precision forging of gear wheels. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues،Vol. 30, no. 1C(s), pp.103-112.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-360231

Modern Language Association (MLA)

Huskic, Aziz…[et al.]. Integration of heat treatment in precision forging of gear wheels. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues Vol. 30, no. 1C(s) (Jun. 2005), pp.103-112.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-360231

American Medical Association (AMA)

Behrens, Bernd-Arno& Dahndel, Helge& Krause, Christian& Huskic, Aziz. Integration of heat treatment in precision forging of gear wheels. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section C, Theme issues. 2005. Vol. 30, no. 1C(s), pp.103-112.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-360231

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 112

Record ID

BIM-360231