Pemotongan roda gigi (hobbing, shaping)

Hob atau pemotong shaper menghasilkan gigi roda gigi

Pemotongan roda gigi memberi blank bulat giginya. Pada dua metode utama, pemotong dan blank berputar bersama seolah keduanya roda gigi yang sudah berkaitan, sehingga setiap gigi keluar dengan profil lengkung presisi yang sama. Roda gigi pada gearbox mobil, bor tanpa kabel, atau turbin angin dibuat dengan cara ini.

Foto: Kolossos, CC BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Pemotongan roda gigi · hobbing dan gear shaping, tampak samping, 5 langkahAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah: langkah 1–3 adalah hobbing (kiri), langkah 4–5 adalah gear shaping (kanan).

Cara kerjanya

Pasang blank. Blank roda gigi (cakram yang sudah dibubut sesuai ukuran, dengan lubang tengah) dijepit pada spindel kerja mesin yang berputar.
Hobbing: putar hob dan blank selaras. Hob (pemotong berbentuk sekrup cacing, dengan banyak gigi potong) berputar sementara blank berputar pada rasio tetap, seperti cacing yang menggerakkan roda giginya.
Umpankan melintasi muka. Hob perlahan bergerak sepanjang sumbu blank. Setiap celah gigi dipotong sedikit pada setiap putaran, sehingga semua gigi tumbuh bersama.
Gear shaping: langkah naik dan turun. Untuk roda gigi yang tidak terjangkau hobbing, pemotong berbentuk roda gigi bergerak naik dan turun seperti planer, memotong pada setiap langkah turun.
Gulirkan perlahan dalam kaitan. Di antara langkah, pemotong dan blank sama-sama berputar sedikit, seolah berkaitan, hingga semua gigi terbentuk. Shaping bisa memotong roda gigi dalam dan gigi tepat di samping shoulder (anak tangga pada komponen).

Setelah dipotong, roda gigi untuk mobil dan mesin biasanya diberi perlakuan panas (dikeraskan), dan yang presisi kemudian digerinda atau di-honing.

Fakta kunci

Material: Baja (sebagian besar roda gigi), besi cor, perunggu, kuningan, aluminium, plastik
Komponen khas: Roda gigi lurus dan helikal (gigi lurus atau miring), sprocket, poros spline, roda cacing
Ukuran komponen: Dari roda gigi jam tangan selebar beberapa milimeter hingga roda gigi turbin angin dan pertambangan selebar beberapa meter
Presisi: Biasanya AGMA 8–10 atau kelas ISO 7–9 setelah hobbing, kesalahan gigi sekitar 0,01–0,03 mm; penggerindaan mencapai sekitar ISO 4–5
Hasil permukaan: Biasanya Ra 1,6–3,2 µm (Ra = kekasaran rata-rata; 1 µm adalah seperseribu milimeter) pada sisi gigi
Ukuran batch yang cocok: Satu roda gigi hingga jutaan; satu hob memotong jumlah gigi berapa pun dengan ukuran gigi yang sama
Biaya perkakas dan mesin: Hob dan pemotong shaper berharga ratusan hingga ribuan dolar; mesin roda gigi CNC berharga ratusan ribu dolar
Kecepatan: Detik hingga sekitar satu menit per roda gigi mobil kecil; banyak jam untuk roda gigi selebar beberapa meter

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Bentuk gigi yang akurat dan konsisten pada setiap gigi
Satu hob melayani banyak ukuran roda gigi dengan ukuran gigi yang sama
Hobbing cepat dan kontinu, ideal untuk volume
Shaping menjangkau roda gigi dalam dan roda gigi gugus (cluster)

Batasan

Mesin khusus yang mahal
Hobbing tidak bisa memotong roda gigi dalam atau gigi di samping shoulder
Shaping lebih lambat, karena separuh setiap langkah tidak memotong apa pun
Roda gigi yang dikeraskan tetap butuh penggerindaan untuk presisi tertinggi

Di mana dipakai

OtomotifRoda gigi gearbox, roda gigi diferensial, roda gigi starter dan pompa
EnergiGearbox turbin angin, penggerak industri besar
PermesinanReducer, konveyor, penggerak mesin perkakas
Barang konsumenPerkakas listrik, mixer dapur, sprocket sepeda dan sepeda motor
DirgantaraTransmisi helikopter, gearbox aksesori mesin

Cara mengenalinya

Gigi identik dengan sisi melengkung (involut), profil yang membuat roda gigi menggelinding mulus bersama.
Tanda halus melintasi setiap muka gigi, searah gerak hob.
Roda gigi dalam atau roda gigi yang tepat bersandar pada shoulder menandakan shaping, bukan hobbing.

Bandingkan dengan

Broaching5.4menyalin roda gigi dalam atau spline lengkap dalam satu tarikan, tetapi butuh perkakas mahal untuk setiap ukuran.Milling5.2form cutter bisa memotong gigi roda gigi satu celah pada satu waktu; lebih lambat dan kurang akurat, dipakai untuk perbaikan satuan.Penggerindaan5.7menyelesaikan gigi roda gigi yang dikeraskan dengan presisi lebih tinggi setelah hobbing.

Tonton

ProdMach · Perbandingan hobbing dan shaping untuk pemula

Evolvent Design · Cuplikan dekat roda gigi lurus yang di-hobbing di bengkel

Gleason Corporation · Hobbing produksi pada mesin modern, dengan chamfering

Liebherr · Mesin hobbing roda gigi yang sangat besar sedang bekerja

Lihat foto asli

Wikipedia: Gear cutting — ikhtisar metode hobbing, shaping, broaching, milling, dan finishing
Wikipedia: Hobbing — foto hob dan mesin hobbing
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Gigi roda gigi dihasilkan: pemotong menggelinding bersama blank seperti roda gigi pasangannya.
Hobbing kontinu dan cepat; shaping bergerak naik turun dan menjangkau roda gigi dalam.
Sebagian besar roda gigi presisi dipotong dalam keadaan lunak, dikeraskan, lalu digerinda.