Gewinde vor oder nach der Wärmebehandlung walzen?
Zwei Bestellungen können dieselbe Schraube mit derselben Gewindetoleranz betreffen und trotzdem unterschiedliche Rohlinge an die Walzmaschine bringen. In einem Werk wird vor der abschließenden Festigkeitswärmebehandlung gewalzt. Im anderen kommt der wärmebehandelte Rohling in die Maschine. Geben Sie die Reihenfolge vor der Anfrage an. Ein Versuch mit dem ersten Rohling qualifiziert den zweiten nicht.
Welche Fertigungsfolge gibt die Zeichnung vor?
Prüfen Sie Teilezeichnung, Bestellvorschrift und freigegebenen Arbeitsplan. Ist die Reihenfolge festgelegt, muss das Angebot darauf basieren. Ein Wechsel ist dann eine technische Änderung. Ist die Reihenfolge offen, vereinbaren Sie, wer sie freigibt und welche Nachweise erforderlich sind. Der Werkzeuglieferant kann die Walzwerkzeuge vorschlagen. Die Ermüdungsfreigabe liegt bei den Verantwortlichen für Schraube und Verbindung.
Beim Walzen vor der Wärmebehandlung beschreiben Sie den Rohlingzustand an der Maschine sowie die nachfolgenden Wärme- und Oberflächenbehandlungen. Der Versuch zeigt, ob das Werkzeug unter diesen Eingangsbedingungen das geforderte Profil formt. Planen Sie eine erneute Prüfung im vorgeschriebenen Abnahmezustand. Ist das Gewinde zunächst in Ordnung und fällt erst später durch, sichern Sie aus beiden Zuständen zuordenbare Muster oder Messwerte. Der Zeitpunkt der Abweichung entscheidet, wer zuerst prüfen sollte.
Für das Walzen nach der Wärmebehandlung geben Sie Härtebereich, Härteskala und Messstelle am tatsächlichen Rohling an. Dazu gehören Stahlsorte, Oberfläche, gemessener Rohlingdurchmesser, Maschinenmodell, Anordnung der Rollen oder Flachbacken und verfügbarer Einbauraum. Die Festigkeitsklasse der fertigen Schraube beschreibt diesen Zustand nur teilweise. Lassen Sie das Werkzeug für diese Kombination prüfen, bevor Sie die bisherige Einstellung übernehmen.
Was die Ermüdungsversuche verglichen haben
Beim Walzen können Druckeigenspannungen nahe dem Gewindegrund entstehen. Eine nachfolgende Wärmebehandlung kann diesen Spannungszustand ändern. Wie sich das in der Verbindung auswirkt, hängt von Material, Prozess und Belastung ab. In einem JSME-Versuch von 2007 war der Vorteil des Walzens nach der Wärmebehandlung bei niedriger Mittelspannung größer und nahm mit steigender Mittelspannung ab. Maßgeblich für die Auslegung bleibt der eigene Lastfall.
Eine getrennte Studie vom ASTM-Symposium 2007 untersuchte Schrauben der Festigkeitsklasse 12.9 mit grobem 3/8-16-UNRC-Gewinde. Die gepaarten Varianten wurden jeweils mit derselben absoluten Vorspannkraft geprüft. Bezogen auf die jeweilige Prüfspannung unterscheiden sich die Prozentsätze, weil die Autoren für die nach der Wärmebehandlung gewalzten Proben eine um 10 % niedrigere Prüfspannung berichteten.
| Versuchsbedingung | Nach gegenüber vor der Wärmebehandlung gewalzt |
|---|---|
| Niedrigste Vorspannung, nominell 1 % der Prüfspannung der vor der Wärmebehandlung gewalzten Schrauben | Die Autoren berichten eine um 147 % höhere Ermüdungsfestigkeit bei 10 Millionen Lastwechseln. |
| Höhere Vorspannungen im selben Versuch | Die Autoren fanden keinen Anstieg der Ermüdungsfestigkeit durch das spätere Walzen. |
Die fünf Vorspannstufen betrugen 1 %, 50 %, 75 %, 90 % und 100 % des Referenzwerts der vor der Wärmebehandlung gewalzten Schrauben. Das sind Versuchsbedingungen. Die 147 % beziehen sich auf die Ermüdungsfestigkeit bei der genannten Lastspielzahl. Daraus ergeben sich weder eine Werkzeugstandzeit noch zulässige Walzhärte oder Abnahmegrenzen für andere Schrauben.
Bei ermüdungsbeanspruchten Verbindungen braucht die Konstruktion oder Qualitätssicherung die Schraubenspezifikation und die geplante Fertigungsfolge. Dort werden Aufbau, Lastbereich und Kriterien für einen Vergleich festgelegt. Das Werkzeugangebot sollte dieselben Rohlingbedingungen und Erstteilprüfungen voraussetzen.
Wenn das Erstteil vom bisherigen Lauf abweicht
Ein Betrieb verlegt das Walzen einer Stahlschraube hinter die Wärmebehandlung. Mit dem alten Satz entstehen im ersten Versuch unvollständig ausgeformte Gewindekämme. Gleichzeitig weicht die Maschinenlast vom letzten freigegebenen Lauf ab. Vergleichen Sie Rohlingdurchmesser und Oberfläche mit dem Versuchsplan. Prüfen Sie, ob die Härte am tatsächlich verwendeten Los gemessen wurde. Dokumentieren Sie Werkzeugzustand, Einstellung und die Stelle der Profilabweichung. Legen Sie einen ungewalzten Rohling, ein Gutteil aus dem bisherigen Prozess und das auffällige Erstteil beiseite.
Liegt das Los außerhalb des vereinbarten Eingangszustands, klären Sie zuerst diese Abweichung. Sind die Eingangsdaten bestätigt und wiederholt sich der Fehler bei dokumentierter Einstellung, senden Sie alle drei Muster und das Prüfprotokoll an den Werkzeuglieferanten. Klären Sie, ob Einlauf, Arbeitsprofil, Zustand des Satzes oder Einstellung zuerst geprüft werden sollen. Sperren Sie betroffene Teile nach dem betrieblichen Verfahren. Lastabweichung und Kammform allein belegen die Ursache nicht.
Das Gewinde passt nach dem Walzen und fällt erst bei der Endprüfung durch
Bei der anderen Fertigungsfolge kann dasselbe Los nach dem Walzen bestehen und erst nach Wärme- oder Oberflächenbehandlung durchfallen. Prüfen Sie, ob die Messungen dieselbe Zeichnung und die jeweils vorgesehenen Prüfbedingungen verwenden. Klären Sie, ob nur ein Merkmal oder das ganze Profil abweicht. Legen Sie dem Prozessverantwortlichen beide Prüfberichte vor. Ein fehlerhaftes Endergebnis allein zeigt dem Werkzeugmacher nicht, welche Kontur er ändern sollte.
Prüfpunkte für die Bestellung
- Vor dem Walzen: Werkstoff, Los, gemessener Durchmesser und tatsächliche Härte. Wärmebehandlung und spätere Oberflächenbehandlung im Arbeitsplan kennzeichnen.
- Nach dem Walzen: Werkzeugsatz und Einstellung mit dem Erstteilbericht verknüpfen. Lehren, Ergebnisse und getrennt geforderte Maße mit der Musterkennung erfassen.
- Zur Endfreigabe: Wiederholungsprüfungen und Zuständigkeit für Prüfbelastung oder Ermüdungsversuch vereinbaren. Der Lehrring liefert nur einen Teil der Abnahmeinformationen.
Siehe die Flachbacken für Schrauben und Bolzen, die Gewinderollwerkzeuge und den Leitfaden zum Rohlingdurchmesser. Senden Sie Jungu Schraubenzeichnung, Arbeitsplan, Rohlinghärte und Erstteilergebnisse zur Werkzeugprüfung.