قطع التروس (التقطيع بالفريزة اللولبية والتشكيل)

الفرازات اللولبية أو سكاكين التشكيل تولّد أسنان التروس

يمنح قطع التروس قرصًا مستديرًا أسنانه. في الطريقتين الرئيسيتين، يدور القاطع والقرص معًا كأنهما ترسان متعشّقان أصلًا، فتخرج كل سن بالمقطع المنحني الدقيق نفسه. تُصنع بهذه الطريقة تروس علبة سرعة السيارة والمثقاب اللاسلكي وتوربين الرياح.

الصورة: Kolossos, CC BY-SA 3.0, عبر Wikimedia Commons

قطع التروس · التقطيع بالفريزة اللولبية وتشكيل التروس، منظران جانبيان، 5 خطواتالأرقام المدوّرة تطابق الخطوات أدناه: الخطوات 1–3 هي التقطيع بالفريزة اللولبية (يسارًا)، والخطوتان 4–5 هما تشكيل التروس (يمينًا).

كيف تعمل

تركيب القرص الخام. يُثبَّت قرص الترس الخام (قرص خُرط على المقاس مسبقًا، بثقب مركزي) على مغزل العمل الدوّار في الآلة.
التقطيع بالفريزة اللولبية: تدوير الفريزة والقرص بتزامن. تدور الفريزة اللولبية (قاطع على شكل برغي دودي، بأسنان قطع كثيرة) بينما يدور القرص بنسبة ثابتة، كدودة تدير ترسها.
التغذية عبر الوجه. تتحرك الفريزة اللولبية ببطء على طول محور القرص. يُقطع كل فراغ سن قليلًا في كل دورة، فتنمو كل الأسنان معًا.
تشكيل التروس: شوط صعودًا وهبوطًا. للتروس التي لا تصلها الفريزة اللولبية، يتحرك قاطع على شكل ترس صعودًا وهبوطًا كالمسحجة، ويقطع في كل شوط هابط.
دَحرِج ببطء مع التعشيق. بين الشوطين يدور القاطع والقطعة الخام قليلًا كأنهما متعشّقان، حتى تتكوّن كل الأسنان. يستطيع الشيبنغ قطع التروس الداخلية والأسنان الملاصقة تمامًا لكتف القطعة (درجة في القطعة).

بعد القطع، تخضع تروس السيارات والآلات عادةً لمعالجة حرارية (تقسية)، ثم تُجلَّخ أو تُصقل بالتجليخ الدقيق (Honing) إن كانت دقيقة.

حقائق أساسية

المواد: الفولاذ (معظم التروس)، الحديد الزهر، البرونز، النحاس الأصفر، الألومنيوم، البلاستيك
القطع النموذجية: التروس الأسطوانية المستقيمة والحلزونية (أسنان مستقيمة أو مائلة)، العجلات المسنّنة للسلاسل، الأعمدة المخدّدة، عجلات الدودة
حجم القطعة: من تروس الساعات بعرض بضعة مليمترات إلى تروس توربينات الرياح والتعدين بعرض عدة أمتار
الدقة: عادةً AGMA 8–10 أو الدرجة 7–9 وفق ISO بعد الهوبينغ، أي أخطاء في الأسنان نحو 0.01–0.03 مم؛ ويبلغ التجليخ نحو ISO 4–5
تشطيب السطح: عادةً Ra 1.6–3.2 µm (Ra = متوسط الخشونة؛ 1 µm هو جزء من ألف من المليمتر) على جوانب الأسنان
حجم الدفعة المناسب: من ترس واحد إلى ملايين؛ ويقطع سكين هوب واحد أي عدد من الأسنان بالحجم نفسه
كلفة العدّة والآلة: تكلّف سكاكين الهوب وقواطع الشيبنغ من مئات إلى آلاف الدولارات؛ وتكلّف آلات التروس CNC مئات الآلاف
السرعة: من ثوانٍ إلى نحو دقيقة للترس الصغير في السيارة؛ وساعات طويلة لترس بعرض عدة أمتار

نقاط القوة والحدود

نقاط القوة

أشكال أسنان دقيقة ومتجانسة في كل سن
سكين هوب واحدة تخدم أحجام تروس كثيرة بحجم الأسنان نفسه
الهوبينغ سريع ومستمر، مثالي للإنتاج الكبير
يصل الشيبنغ إلى التروس الداخلية والتروس المتجمّعة

الحدود

آلات مخصصة وباهظة
لا يستطيع الهوبينغ قطع التروس الداخلية ولا الأسنان الملاصقة لكتف القطعة
الشيبنغ أبطأ، لأن نصف كل شوط لا يقطع شيئًا
التروس المقسّاة ما زالت تحتاج إلى تجليخ لبلوغ أعلى دقة

أين تُستخدم

السياراتتروس علب السرعة، وتروس الترس التفاضلي، وتروس المبدّئ والمضخات
الطاقةعلب تروس توربينات الرياح، والمحرّكات الصناعية الكبيرة
الآلاتالمخفّضات، والناقلات، ومحرّكات الآلات-العُدد
السلع الاستهلاكيةالعدد الكهربائية، وخلّاطات المطبخ، وعجلات سلاسل الدراجات والدراجات النارية
الطيرانناقلات حركة المروحيات، وعلب تروس ملحقات المحرّك

كيف تتعرف عليها

أسنان متطابقة بجوانب منحنية (إيفولوتية)، وهو المنحنى الذي يتيح للتروس أن تدور معًا بسلاسة.
علامات دقيقة تمتد عبر وجه كل سن، في اتجاه حركة سكين الهوب.
ترس داخلي، أو ترس ملاصق تمامًا لكتف، يدلّ على الشيبنغ لا الهوبينغ.

قارنها بـ

البروشة5.4ينسخ ترسًا داخليًا كاملًا أو مجرى مخدّدًا في سحبة واحدة، لكنه يحتاج إلى أداة باهظة لكل مقاس.التفريز5.2يمكن لقاطع شكلي أن يقطع أسنان التروس فراغًا بعد فراغ؛ وهو أبطأ وأقل دقة، ويُستخدم لإصلاحات القطعة الواحدة.التجليخ5.7ينهي أسنان التروس المقسّاة بدقة أعلى بعد الهوبينغ.

شاهدها

ProdMach · مقارنة للمبتدئين بين الهوبينغ والشيبنغ

Evolvent Design · لقطات قريبة لترس أسطواني يُقطع بالهوبينغ في ورشة

Gleason Corporation · هوبينغ إنتاجي على آلة حديثة، مع شطف الحواف

Liebherr · آلة هوبينغ لتروس كبيرة جدًا أثناء العمل

شاهد صورًا حقيقية

ويكيبيديا: Gear cutting — نظرة عامة على طرائق الهوبينغ والشيبنغ والسحب والفريزة والإنهاء
ويكيبيديا: Hobbing — صورة لسكين هوب وآلة هوبينغ
البحث عن الصور في ويكيميديا كومنز

تذكّر

أسنان التروس تُولَّد توليدًا: يدحرج القاطع مع القطعة الخام كأنه ترس مقابل.
الهوبينغ مستمر وسريع؛ أما الشيبنغ فيتحرك صعودًا وهبوطًا ويصل إلى التروس الداخلية.
معظم التروس الدقيقة تُقطع وهي طرية، ثم تُقسّى، ثم تُجلَّخ.