গিয়ার কাটিং (হবিং, শেপিং)

হব বা শেপার কাটার গিয়ারের দাঁত তৈরি করে

গিয়ার কাটিং একটি গোল ব্ল্যাংককে তার দাঁত দেয়। দুটি প্রধান পদ্ধতিতে কাটার ও ব্ল্যাংক একসঙ্গে ঘোরে, যেন তারা আগে থেকেই গিয়ার হয়ে পরস্পরে মিলে আছে, তাই প্রতিটি দাঁত একই নির্ভুল বাঁকা প্রোফাইলে তৈরি হয়। গাড়ির গিয়ারবক্স, কর্ডলেস ড্রিল বা বায়ুকলের গিয়ার এভাবেই বানানো হয়।

ছবি: Kolossos, CC BY-SA 3.0, সূত্র: Wikimedia Commons

গিয়ার কাটিং · হবিং ও গিয়ার শেপিং, পাশ থেকে দেখা, 5 ধাপবৃত্তে ঘেরা সংখ্যাগুলো নিচের ধাপের সঙ্গে মেলে: ধাপ 1–3 হবিং (বামে), ধাপ 4–5 গিয়ার শেপিং (ডানে)।

যেভাবে কাজ করে

ব্ল্যাংক বসানো। একটি গিয়ার ব্ল্যাংক (মাপমতো টার্ন করা, মাঝে ছিদ্রওয়ালা চাকতি) মেশিনের ঘুরন্ত ওয়ার্ক স্পিন্ডলে আটকানো হয়।
হবিং: হব ও ব্ল্যাংক তালে তালে ঘোরানো। হব (ওয়ার্ম স্ক্রুর মতো আকৃতির কাটার, অনেক কাটার দাঁতসহ) ঘোরে, আর ব্ল্যাংক নির্দিষ্ট অনুপাতে ঘোরে, যেমন ওয়ার্ম তার গিয়ারকে চালায়।
তল জুড়ে ফিড দেওয়া। হব ধীরে ব্ল্যাংকের অক্ষ বরাবর চলে। প্রতিটি ঘূর্ণনে প্রতিটি দাঁতের ফাঁক একটু একটু করে কাটা হয়, তাই সব দাঁত একসঙ্গে গড়ে ওঠে।
গিয়ার শেপিং: ওপর-নিচ স্ট্রোক। যে গিয়ারে হবিং পৌঁছতে পারে না, সেখানে গিয়ার-আকৃতির কাটার প্লেনারের মতো ওপর-নিচ করে এবং প্রতিটি নিচের স্ট্রোকে কাটে।
মেশিংয়ে ধীরে গড়ানো। স্ট্রোকের মাঝে কাটার ও ব্ল্যাংক দুটোই একটু করে ঘোরে, যেন পরস্পরে মেশ করছে, যতক্ষণ না সব দাঁত তৈরি হয়। শেপিং ভেতরের গিয়ার এবং শোল্ডারের (অংশের ধাপ) ঠিক পাশের দাঁতও কাটতে পারে।

কাটার পর গাড়ি ও যন্ত্রের গিয়ার সাধারণত তাপ-চিকিৎসায় (শক্ত করা) যায়, আর নির্ভুলগুলো তারপর গ্রাউন্ড বা হোন করা হয়।

মূল তথ্য

উপাদান: ইস্পাত (বেশির ভাগ গিয়ার), ঢালাই লোহা, ব্রোঞ্জ, পিতল, অ্যালুমিনিয়াম, প্লাস্টিক
সাধারণ অংশ: স্পার ও হেলিক্যাল গিয়ার (সোজা বা হেলানো দাঁত), স্প্রোকেট, স্প্লাইন শ্যাফট, ওয়ার্ম হুইল
অংশের আকার: কয়েক মিলিমিটার চওড়া ঘড়ির গিয়ার থেকে কয়েক মিটার চওড়া বায়ুকল টারবাইন ও খনির গিয়ার পর্যন্ত
নির্ভুলতা: হবিংয়ের পর সাধারণত AGMA 8–10 বা ISO গ্রেড 7–9, দাঁতের ত্রুটি প্রায় 0.01–0.03 মিমি; গ্রাইন্ডিংয়ে প্রায় ISO 4–5 পাওয়া যায়
পৃষ্ঠের মান: দাঁতের পাশের তলে সাধারণত Ra 1.6–3.2 µm (Ra = গড় অমসৃণতা; 1 µm হলো মিলিমিটারের হাজার ভাগের এক ভাগ)
কোন ব্যাচ আকারে মানানসই: একটি গিয়ার থেকে লক্ষ লক্ষ; একই দাঁতের মাপে একটি হব যেকোনো দাঁতসংখ্যা কাটে
টুলিং ও মেশিনের খরচ: হব ও শেপার কাটারের দাম কয়েক শো থেকে কয়েক হাজার ডলার; CNC গিয়ার মেশিনের দাম কয়েক লক্ষ
গতি: ছোট গাড়ির গিয়ারে প্রতিটিতে কয়েক সেকেন্ড থেকে প্রায় এক মিনিট; কয়েক মিটার চওড়া গিয়ারে অনেক ঘণ্টা

শক্তি ও সীমাবদ্ধতা

শক্তির দিক

প্রতিটি দাঁতের আকার নির্ভুল ও সুসংগত
একই দাঁতের মাপে একটি হব অনেক গিয়ারের আকারে কাজ করে
হবিং দ্রুত ও একটানা, বেশি সংখ্যার জন্য আদর্শ
শেপিং ভেতরের ও গুচ্ছ গিয়ারে পৌঁছতে পারে

সীমাবদ্ধতা

নির্দিষ্ট কাজের দামি মেশিন
হবিং ভেতরের গিয়ার বা শোল্ডারের পাশের দাঁত কাটতে পারে না
শেপিং ধীর, কারণ প্রতিটি স্ট্রোকের অর্ধেকে কিছুই কাটা হয় না
সর্বোচ্চ নির্ভুলতার জন্য শক্ত করা গিয়ারে তবু গ্রাইন্ডিং লাগে

কোথায় ব্যবহৃত হয়

অটোমোটিভগিয়ারবক্সের গিয়ার, ডিফারেনশিয়াল গিয়ার, স্টার্টার ও পাম্পের গিয়ার
জ্বালানি ও বিদ্যুৎবায়ুকল টারবাইনের গিয়ারবক্স, বড় শিল্প ড্রাইভ
যন্ত্রপাতিরিডিউসার, কনভেয়র, মেশিন টুলের ড্রাইভ
ভোগ্যপণ্যপাওয়ার টুল, রান্নাঘরের মিক্সার, সাইকেল ও মোটরসাইকেলের স্প্রোকেট
মহাকাশহেলিকপ্টারের ট্রান্সমিশন, ইঞ্জিনের সহায়ক গিয়ারবক্স

কীভাবে চিনবেন

সমান দাঁত, বাঁকা (ইনভোলিউট) পাশ সহ, এই আকারই গিয়ারগুলোকে মসৃণভাবে একসঙ্গে গড়াতে দেয়।
প্রতিটি দাঁতের তলে আড়াআড়ি সূক্ষ্ম দাগ, হব যেদিকে চলেছে সেদিক বরাবর।
ভেতরের গিয়ার বা শোল্ডারের গায়ে লাগানো গিয়ার হবিংয়ের বদলে শেপিংয়ের ইঙ্গিত দেয়।

তুলনা করুন

ব্রোচিং5.4এক টানে পুরো ভেতরের গিয়ার বা স্প্লাইন নকল করে, কিন্তু প্রতিটি মাপের জন্য দামি টুল লাগে।মিলিং5.2ফর্ম কাটার একবারে একটি ফাঁক করে গিয়ারের দাঁত কাটতে পারে; ধীর ও কম নির্ভুল, একক মেরামতে ব্যবহার হয়।গ্রাইন্ডিং5.7হবিংয়ের পর শক্ত করা গিয়ারের দাঁত আরও নির্ভুলভাবে শেষ করে।

দেখুন

ProdMach · হবিং ও শেপিংয়ের নতুনদের জন্য তুলনা

Evolvent Design · কর্মশালায় স্পার গিয়ারের হবিংয়ের ক্লোজ-আপ

Gleason Corporation · আধুনিক মেশিনে চ্যামফারিং সহ উৎপাদনের হবিং

Liebherr · কাজ করা একটি অতি বড় গিয়ার হবিং মেশিন

আসল ছবি দেখুন

উইকিপিডিয়া: Gear cutting — হবিং, শেপিং, ব্রোচিং, মিলিং ও ফিনিশিং পদ্ধতির সারসংক্ষেপ
উইকিপিডিয়া: Hobbing — একটি হব ও হবিং মেশিনের ছবি
Wikimedia Commons-এ ছবি খোঁজা

মনে রাখুন

গিয়ারের দাঁত জেনারেট করা হয়: কাটার ব্ল্যাংকের সঙ্গে মেশ করা গিয়ারের মতো গড়ায়।
হবিং একটানা ও দ্রুত; শেপিং ওপর-নিচ স্ট্রোকে চলে এবং ভেতরের গিয়ারে পৌঁছায়।
বেশির ভাগ নির্ভুল গিয়ার নরম অবস্থায় কাটা হয়, তারপর শক্ত করা হয়, তারপর গ্রাউন্ড করা হয়।