DD269631A1

DD269631A1 - Verfahren zur waermebehandlung von fuehrungsleisten

Info

Publication number: DD269631A1
Application number: DD31170187A
Authority: DD
Inventors: Rolf Zenker; Peter Fahrenschon; Matthias Mueller; Martin Murawski; Klaus-Dieter Pompe
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Hochschul
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1987-12-30
Publication date: 1989-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Waermebehandlung von Fuehrungsleisten, insbesondere Kompaktfuehrungsleisten, das im Maschinen- und Anlagenbau, insbesondere im Werkzeugmaschinenbau Anwendung findet. Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem mit geringem Energie- und Fertigungsaufwand Haertebahnen mit homogener Verteilung der Haerte-, Festigkeits- und Verschleisskennwerte hergestellt werden koennen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass bei entsprechend vorgefertigter Kompaktfuehrungsleiste mittels eines energiereichen Strahles, insbesondere Elektronenstrahles, homogene Haertebahnen - begrenzt auf die beanspruchten Laufflaechen - erzeugt werden. Fig. 1

Description

Die Tiefe der umgewandelten Schicht wird entsprechend den Beanspruchungsbedingungen im Bereich zwischen 0,5mm und

1,5 mm, vorzugsweise um 0,8 mm, eingestellt.

Die Breite der Härtebahn ist mindestens um das 4fache der Umwandlungstiefe breiter als die Breite des darauf ablaufenden Gegenkörpers. Die Länge der Härtebahn ist entweder identisch mit der der Leisten oder nur wenige Millimeter, vorzugsweise 5 bis 10 mm, länger

als die beanspruchte Länge. Die Reihenfolge der Erzeugung der Härtebahnen wird s<j festgelegt, daß immer jeweils

gegenüberliegende Bahnen nacheinander behandelt werden, wobei bei Rechteckprofilen mit den schmalen Seiten begonnenwird. Eine vor.J'^fte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß insbesondere bei asymmetrischer Anordnung der

Härtebahnen an der führungsleiste an Freiflächen zusätzliche Härtebahnen ausgeführt werden. Durch entsprechende Wahl von Länge und Breite und Tiefe dieser zusätzlichen Härtebahnen wird ein möglicher geringfügiger Härteverzug weitgehend

kompensiert.

Ausführungsbeispiel Nachstehend soll die Erfindung an einem Beispiel r äher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung stellt dar: Fig. 1: Schematische Darstellung einer elektronenstrahlgehärteten Kompaktführungsleiste aus dem Stahl 90 Mn V8.

Eine Kompaktführungsleiste aus dem Stahl 90 Mn V8 wird im weichgeglühten Zustand soweit mechanisch fertig bearbeitet, daß auf jeder Fläche noch ein Schleifaufmaß von beispielsweise 0,2 mm belassen wird. In diesem Bearbeitungszustand wird ein Elektronenstrahlhärten derart durchgeführt, daß in der in Fig. 1 angegebenen Reihenfolge 1 ...6 homogene Härtebahnen über die gesamte Länge der Leiste im Bereich der Laufbahn erzeugt werden. Dazu wird die Führungsleiste unter dem Elektronenstrahl hinweg bewegt, senkrecht zur Bewegungsrichtung der Führungsleiste wird der Elektronenstrahl zeitlinear periodisch mit einer Frequenz von 10OkHz abgelenkt. Die Elektronenstrahlhärtetiefe liegt bei 1,2mm. Die Breite der Härtebahn beträgt 26mm und ist damit auf jeder Seite 3mm breiter als die Gegenkörper. Die Härte beträgt in den elektronenstrahlgehärteten Gebieten ungefähr 700HV10. Zur Verringerung des eingetretenen Verzugs werden in der ebenfalls in Fig. 1 angegebenen Reihenfolge 1 ...6 Entlastungshärtebahnen 5,6 angebracht, die eine Breite auf der schmalen Seite von 10 mm, auf der flachen Seite von 20 m η und eine Elektronenstrahlhärtetiefe von 1,2 mm aufweisen.

Der Verzug ist sehr klein und mit den bekannten Wärmebehandlungsverfahren nicht erreichbar. Dtr durch dieses Verfahren noch verbleibende geringfügige Verzug ermöglicht, daß die notwendigen Fertigungschleifarbeiten gemäß Anforderungen von Wälzoder Gleitführungen mit kleineren als üblichen Schleifaufm?ßen durchgeführt werden können. Das bedeutet, daß Einsparungen an teurer Fertigungskapazität und damit Verringerung der Durchlaufzeiten gewonnen werden. Außerdem sind durch das erfindungsgemäße Verfahren Lagekorrekturen der Befestigungsbohrungen und Nacharbeit an den Fügeflächen möglich.

Claims

Verfahren zur Wärmebehandlung von Führungsleisten, insbe-ondere Kompaktführungsleisten, nach dem mit einem energiereichen Strahl Führungsleisten gehärtet werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Energieübertragung für die Randschichthärtung der beanspruchten Bereiche der Laufbahnen mit einem vorzugsweise zweidimensional abgelenkten fokussieren Energiestrahl, insbesondere Elektronenstrahl, mit Ablenkkomponenten in Längsrichtung der Führungsleiste und senkrecht dazu erfolgt, wobei die Ablenkfunktion senkrecht zur Bewegungsrichtung eine zeitlineare periodische Funktion ist und Härtebahnen erzeugt werden, deren Breite mindestens um den 4fachen Wert der der Belastung angepaßten Härtetiefe breiter ist als die der daraufablaufenden Gegenkörper und zur Minimierung des Verzuges die Härtungen der Bahnen in einer bestimmten Reihenfolge mit Entla tungshärtungen durch zusätzliche Härtebahnen erfolgt.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Führungsleisten, insbesondere von Kompaktführungsleisten, das im Maschinen- und Anlagenbau, insbesondere im Werkzeugmaschinenbau, Anwendung findet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß zur Erzielung verbesserter Eigenschaften bezüglich Härte-, Festigkeits- und Verschleißkennwerten Führungsleisten durchgreifend gehärtet werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der große Energie- und Fertigungsaufwand. Außerdem stellt sich ein erheblicher Verzug ein, der entweder bei der Härtung aufwendige anlagentechnische Maßnahmen oder/und große Bearbeitungsaufmaße und damit aufwendige Nacharbeit erfordert. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist, daß nicht nur die Laufflächen, sondern auch die Anschraubflächen gehärtet werden. Das führt einerseits bezüglich der Positionierung der vorher eingebrachten Bohrungen zu Ungenauigkeiten, andererseits ist keine Nachbearbeitung, d.h. Korrektur der Bohrungen möglich. Weiterhin ist bekannt, gehärtete Stahlleisten oder -bänder für Wälz- oder Gleitführungen im Bereich ihrer Beanspruchung an GG-Gestelleinheiten ein- oder aufzukleben. Dadurch sind einige der o.g. Nachteile beseitigt, jedoch ist die Fertigung derartiger Leisten und ihre Befestigung durch Kleben am Gestellbauteil sehr zeit- und kostenaufwendig. Die vorhandenen Leistenstöße stellen Unstetigkeitsstellen dar und beeinflussen Haftfestigkeit und Wälzbewegung nachteilig. Nachteilig erweist sich weiter der starke Härteverzug der dünnen einzuklebenden Leisten. Ferner ergaben sich erhebliche Schwierigkeiten bei der exakten Positionierung der Leisten beim Einkleben.

Induktionsgehärtete Führungsbahnen genügen nicht den Anforderungen für Wälzführungen im Werkzeugmaschinenbau. Gemäß DE-OS 2.743.992 und DD-WP 238396 werden Verfahren vorgeschlagen, bei denen bei Führungsbahnen nur bestimmte Gebiete der beanspruchten Lauffläche so mittels Laserstrahl gehärtet werden, daß dazwischenliegende Gebiete weich bleiben. Bei Beanspruchung sollen diese weichen Gebiete stärker abgearbeitet werden als die gehärteten und sollen somit als Schmiermittelreservoir wirkon.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist die aufwendige Herstellung der Härtemuste,·. Bedinnt durch inhomogene Oberflächenhärtung zeigen sich bei diesem Verfahren negative Auswirkungen bzgl. Rollermüdungsverschleiß, insbesondere mit zunehmender Flächenpressung, weil die einwirkenden Kräfte von nur schmalen tragenden Spurbereichen aufgenommen werden müssen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Führungsleisten, insbesondere von Kompaktführungsleisten zu schaffen, bei dom mit geringem Energie- und Fertigungsaufwand Härtebahnen mit homogener Verteilung der Härte-; Festigkeits- und Verschleißkennwerte hergestellt werden können.

Darlegung des Wesens der E' lindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Führungsleisten zu schaffen, bei dem mit einem energiereichen Strahl, insbesondere Elektronenstrahl Führungsleisten gehärtet werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die entsprechend vorgefertigte Führungsleiste, insbesondere Kompaktführungsleiste, in Richtung der zu erzeugenden Härtebahn unter einem Energiestrahl, insbesondere Elektronenstrahl, mit konstanter Geschwindigkeit geführt wird und daß der Energiectrahi vorzugsweise zweidimensional mit Ablenkkomponenten in Richtung der Werkstückbewegung und senkrecht dpzu auf der Oberfläche einwirkt, wobei die Ablenkfunktion senkrecht zurBewegungsrichtung eine zeiiüneare periodische Funktion ist, so daß Härtebahnen im Bereich der beanspruchten Laufflächen erzeugt werden. Diese Härtebahnen weisen an der Oberfläche Härte-, Festigkeits- beziehungsweise Verschleißkennwerte auf, die über die gesamte Breite und Länge der beanspruchten Lauffläche konstant sind.