गियर कटिंग (हॉबिंग, शेपिंग)

हॉब या शेपर कटर गियर के दाँते बनाते हैं

गियर कटिंग गोल ब्लैंक को उसके दाँते देती है। दोनों मुख्य विधियों में कटर और ब्लैंक साथ-साथ ऐसे घूमते हैं मानो वे पहले से आपस में जुड़े गियर हों, इसलिए हर दाँता एक जैसा सटीक मुड़ा हुआ प्रोफ़ाइल पाता है। कार के गियरबॉक्स, कॉर्डलेस ड्रिल या पवन टरबाइन के गियर इसी तरह बनते हैं।

फ़ोटो: Kolossos, CC BY-SA 3.0, स्रोत: Wikimedia Commons

गियर कटिंग · हॉबिंग और गियर शेपिंग, बगल से, 5 चरणघेरे में लिखे नंबर नीचे दिए चरणों से मेल खाते हैं: चरण 1–3 हॉबिंग हैं (बाएँ), चरण 4–5 गियर शेपिंग (दाएँ)।

यह कैसे काम करती है

ब्लैंक लगाएँ। गियर ब्लैंक (नाप में खराद की हुई, बीच में छेद वाली डिस्क) को मशीन के घूमते वर्क स्पिंडल पर कस दिया जाता है।
हॉबिंग: हॉब और ब्लैंक को ताल में घुमाएँ। हॉब (कीड़ा-पेंच जैसा कटर जिसमें कई कटिंग दाँते होते हैं) घूमता है जबकि ब्लैंक तय अनुपात में घूमता है, जैसे वर्म अपने गियर को चलाता है।
सतह के आर-पार बढ़ाएँ। हॉब धीरे-धीरे ब्लैंक की धुरी के साथ चलता है। हर घूर्णन में हर दाँते की जगह थोड़ी और कटती है, इसलिए सारे दाँते साथ-साथ बनते हैं।
गियर शेपिंग: ऊपर-नीचे स्ट्रोक। जिन गियरों तक हॉबिंग नहीं पहुँच सकती, उनके लिए गियर के आकार का कटर प्लेनर की तरह ऊपर-नीचे चलता है और हर नीचे के स्ट्रोक में काटता है।
धीरे-धीरे ताल में घुमाएँ। स्ट्रोकों के बीच कटर और ब्लैंक दोनों थोड़ा-थोड़ा घूमते हैं, मानो आपस में जुड़े हों, जब तक सारे दाँते न बन जाएँ। शेपिंग अंदर के गियर और शोल्डर (पार्ट पर बनी सीढ़ी) के ठीक बगल के दाँते भी काट सकती है।

कटाई के बाद कारों और मशीनों के गियरों का आम तौर पर हीट ट्रीटमेंट (कठोर करना) होता है, और सटीक गियरों को फिर ग्राइंड या होन किया जाता है।

मुख्य तथ्य

सामग्री: स्टील (ज़्यादातर गियर), कास्ट आयरन, काँसा, पीतल, एल्युमिनियम, प्लास्टिक
आम पार्ट: स्पर और हेलिकल गियर (सीधे या तिरछे दाँते), स्प्रॉकेट, स्प्लाइन वाले शाफ़्ट, वर्म व्हील
पार्ट का आकार: कुछ मिलीमीटर चौड़े घड़ी के गियर से लेकर कई मीटर चौड़े पवन टरबाइन और खनन के गियर तक
सटीकता: हॉबिंग के बाद आम तौर पर AGMA 8–10 या ISO ग्रेड 7–9, दाँतों की त्रुटि लगभग 0.01–0.03 mm; ग्राइंडिंग से लगभग ISO 4–5 तक
सतह की फ़िनिश: दाँतों की बग़लों पर आम तौर पर Ra 1.6–3.2 µm (Ra = औसत खुरदरापन; 1 µm मिलीमीटर का हज़ारवाँ हिस्सा है)
किस बैच साइज़ के लिए उपयुक्त: एक गियर से लाखों तक; एक हॉब उसी दाँते के आकार की किसी भी दाँतों की संख्या को काटता है
टूलिंग और मशीन की लागत: हॉब और शेपर कटर की क़ीमत सैकड़ों से हज़ारों डॉलर; CNC गियर मशीनें लाखों डॉलर की
गति: छोटे कार गियर के लिए कुछ सेकंड से लगभग एक मिनट; मीटरों चौड़े गियर के लिए कई घंटे

ताक़तें और सीमाएँ

खूबियाँ

हर दाँते का आकार सटीक और एकसमान
एक हॉब उसी दाँते के आकार वाले कई गियर साइज़ों के काम आता है
हॉबिंग तेज़ और लगातार चलती है, ज़्यादा मात्रा के लिए आदर्श
शेपिंग अंदर के और क्लस्टर गियरों तक पहुँचती है

सीमाएँ

समर्पित, महँगी मशीनें
हॉबिंग अंदर के गियर या शोल्डर के पास के दाँते नहीं काट सकती
शेपिंग धीमी है, क्योंकि हर स्ट्रोक का आधा हिस्सा कुछ नहीं काटता
कठोर किए गियरों को सबसे ऊँची सटीकता के लिए अब भी ग्राइंडिंग चाहिए

कहाँ इस्तेमाल होती है

ऑटोमोटिवगियरबॉक्स के गियर, डिफ़रेंशियल गियर, स्टार्टर और पंप के गियर
ऊर्जापवन टरबाइन गियरबॉक्स, बड़े औद्योगिक ड्राइव
मशीनरीरिड्यूसर, कन्वेयर, मशीन टूल ड्राइव
उपभोक्ता सामानपावर टूल, रसोई के मिक्सर, साइकिल और मोटरसाइकिल के स्प्रॉकेट
एयरोस्पेसहेलीकॉप्टर ट्रांसमिशन, इंजन के सहायक गियरबॉक्स

इसे कैसे पहचानें

मुड़ी हुई (इन्वोल्यूट) बग़लों वाले एक जैसे दाँते, वह प्रोफ़ाइल जो गियरों को आपस में चिकनाई से घूमने देता है।
हर दाँते की सतह पर आड़े चलते बारीक निशान, उस दिशा में जिधर हॉब चला।
अंदर का गियर या शोल्डर से सटा गियर बताता है कि वह हॉबिंग से नहीं, शेपिंग से बना है।

तुलना करें

ब्रोचिंग5.4पूरे अंदरूनी गियर या स्प्लाइन की एक ही खिंचाई में नक़ल कर देती है, पर हर साइज़ के लिए महँगा औज़ार चाहिए।मिलिंग5.2फ़ॉर्म कटर गियर के दाँते एक-एक जगह करके काट सकता है; धीमा और कम सटीक, इकलौती मरम्मत में उपयोगी।ग्राइंडिंग5.7हॉबिंग के बाद कठोर किए गियर के दाँतों को ऊँची सटीकता तक फ़िनिश करती है।

देखें

ProdMach · हॉबिंग और शेपिंग की शुरुआती तुलना

Evolvent Design · कार्यशाला में स्पर गियर की हॉबिंग के क्लोज़-अप

Gleason Corporation · आधुनिक मशीन पर चैम्फ़रिंग के साथ उत्पादन हॉबिंग

Liebherr · काम करती बहुत बड़ी गियर हॉबिंग मशीन

असली तस्वीरें देखें

Wikipedia: Gear cutting — हॉबिंग, शेपिंग, ब्रोचिंग, मिलिंग और फ़िनिशिंग विधियों का अवलोकन
Wikipedia: Hobbing — हॉब और हॉबिंग मशीन की तस्वीर
Wikimedia Commons फ़ोटो खोज

याद रखें

गियर के दाँते जनरेट होते हैं: कटर ब्लैंक के साथ जुड़ने वाले गियर की तरह घूमता है।
हॉबिंग लगातार और तेज़ है; शेपिंग ऊपर-नीचे स्ट्रोक चलती है और अंदर के गियरों तक पहुँचती है।
ज़्यादातर सटीक गियर नरम अवस्था में काटे जाते हैं, कठोर किए जाते हैं, फिर ग्राइंड किए जाते हैं।