Pemindahan Gear: Prinsip dan Aplikasi Kaedah Pemotongan Bentuk dan Kaedah Menjana dalam Pemesinan Gear

Time : 2025-11-01

Gear merupakan komponen utama dalam sistem pemindah mekanikal, digunakan secara meluas dalam tenaga angin, automotif, aerospace, dan bidang lain. Terdapat pelbagai kaedah pemesinan gear. Antara kaedah tersebut, Kaedah Penjanaan adalah salah satu proses utama untuk pengeluaran gear yang berkecekapan tinggi dan berketepatan tinggi, manakala Pemotongan Bentuk adalah pendekatan tradisional yang membentuk gigi gear melalui pemotongan langsung atau pensusunan profil. Berbeza dengan Kaedah Penjanaan, kontur alat pemotongan bentuk secara langsung menentukan bentuk ruang gigi, menjadikannya sesuai untuk pengeluaran satu-satu keping, gear modul besar, atau pemesinan profil gigi khas. Artikel ini menerangkan prinsip pemesinan, kaedah tipikal, dan aplikasi industri bagi kedua-dua teknik tersebut, memberikan rujukan bernilai kepada amalan kejuruteraan.

01 Prinsip Asas Kaedah Penjanaan

Kaedah Penjanaan adalah proses pembentukan profil yang "membungkus" profil gigi gear melalui pergerakan berselirat berterusan antara alat dan benda kerja. Konsep utamanya adalah untuk mensimulasikan proses perseliran sebenar sepasang gear, di mana alat dan benda kerja bergerak pada nisbah transmisi teori untuk secara beransur-ansur memotong profil gigi gear.

1.1 Asas Matematik

Prinsip Pembungkusan : Laluan pergerakan tepi pemotong alat (seperti hob dan penyusun gear) membentuk siri lengkungan berterusan, dan bungkusan bagi lengkungan ini membentuk profil gigi gear teori (contohnya, involut, sikloid).
Persamaan Perseliran : Memenuhi hubungan pergerakan relatif antara alat dan benda kerja untuk memastikan kejituan profil gigi.

1.2 Ciri Utama

Ketepatan tinggi : Mampu mengerjakan profil gigi yang kompleks (contohnya, involut, gear lengkok bulat).
Kecekapan Tinggi : Pemotongan berterusan membolehkan pengeluaran pukal.
Kepelbagaian yang Tinggi : Satu alat boleh menghasilkan gear dengan bilangan gigi yang berbeza (dengan syarat modulnya sama).

1.3 Proses Kaedah Penjanaan Tipikal

1.3.1 Pengorekan (Hobbing)

PRINSIP : Menggunakan pergerakan jangkait antara alat pengorek (berbentuk seperti cacing) dan bahan asas gear, dengan menyelesaikan pemotongan melalui suapan paksi.
Perhubungan Pergerakan : Putaran alat pengorek (pergerakan pemotongan utama) + Putaran benda kerja (pergerakan penjanaan) + Suapan paksi.
Kelebihan : Kecekapan tinggi, sesuai untuk pengeluaran besar-besaran (contohnya, gear kenderaan); boleh menghasilkan gear lurus, gear heliks, gear cacing, dll.
Contoh Aplikasi : Pemesinan gear planet dan gear matahari dalam kotak gear tenaga angin.

1.3.2 Pembentukan Gear

PRINSIP : Menggunakan alat pembentuk gear (bentuknya serupa dengan gear) untuk melakukan pergerakan pemotongan ulang-alik pada benda kerja sambil berputar pada nisbah jangkait.
Perhubungan Pergerakan : Pemotongan menegak berulang alik gear shaper + putaran penjanaan benda kerja dan alat pemotong.
Kelebihan : Boleh mengerjakan struktur kompleks seperti gear dalaman dan gear ganda; kekasaran permukaan gigi lebih baik berbanding hobbing (Ra 0.8–1.6 μm).
Keterhadan : Kecekapan lebih rendah berbanding hobbing; kos alat lebih tinggi.
Contoh Aplikasi : Pemesinan gelang gear dalaman dalam kotak gear dan gear presisi kecil.

1.3.3 Pengasahan Gear

PRINSIP : Pengisar pengasah dan benda kerja berputar berselindung di bawah tekanan ringan, memperbaiki ketepatan profil gigi melalui tindakan pengikisan tepi pengisar. Ia merupakan proses penyelesaian yang digunakan untuk merapatkan gigi selepas hobbing atau pembentukan gear.
Kelebihan : Boleh membetulkan ralat profil gigi dan meningkatkan kelancaran peralihan gear; ketepatan pemesinan mencapai gred DIN 6–7.
Contoh Aplikasi : Pemesinan akhir gear kotak gear automotif.

1.3.4 Penggilapan Gear

PRINSIP : Menggunakan roda gilap berbentuk atau roda gilap cacing untuk menggilap permukaan gigi melalui gerakan penjanaan, terutamanya untuk penyelesaian gear yang telah dikeraskan.
Kelebihan : Ketepatan sangat tinggi (sehingga gred DIN 3–4); boleh mengerjakan gear permukaan keras (HRC 58–62).
Keterhadan : Kos tinggi dan kecekapan rendah, biasanya digunakan dalam bidang yang memerlukan ketepatan tinggi.
Contoh Aplikasi : Gear enjin aerospace dan gear peringkat kelajuan tinggi dalam kotak gear turbin angin.

02 Prinsip Asas Pemotongan Bentuk

Inti pati Pemotongan Bentuk ialah bentuk alat pemotong sepadan dengan bentuk ruang gigi gear, yang secara langsung menyalin profil gigi gear melalui pergerakan pemotongan alat tersebut. Ciri utamanya termasuk:

Bergantung Tinggi Kepada Alat Pemotong : Ketepatan profil gigi bergantung secara langsung kepada ketepatan kontur alat pemotong.
Tiada Pergerakan Menjana : Proses pemesinan tidak mensimulasikan pengacuan gear, hanya bergantung kepada pergerakan relatif antara alat pemotong dan benda kerja.
Kebolehlanjutan yang Tinggi : Mampu mengerjakan profil gigi tak piawai (contohnya, gigi lengkung bulat, gigi segi empat)

2.1 Asas Matematik

Prinsip Profil : Bentuk geometri tepi pemotong alat sepadan sempurna dengan ruang gigi takal.
Gerakan Pengindeksan : Menggunakan peranti pengindeksan (contoh: pengepala pembahagi) untuk pemesinan gigi demi gigi bagi memastikan jarak gigi yang seragam.

2.2 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan

Peralatan Ringkas : Boleh dicapai dengan mesin pengisar biasa.
Sesuai untuk Pengeluaran Satu-satu, Kegunaan Pukal Kecil atau Baik Pulih : Sesuai untuk senario penyesuaian dan penyelenggaraan.
Mampu Memesin Gigi Takal Modul Sangat Besar : Seperti gear yang digunakan dalam jentera perlombongan.

Kelemahan

Ketepatan Rendah : Biasanya gred DIN 9–10.
Kecekapan rendah : Memerlukan pemesinan mengikut gigi demi gigi.
Kelenturan Alat yang Rendah : Alat khusus diperlukan untuk setiap modul.

2.3 Proses Pemotongan Bentuk Tipikal

2.3.1 Penggilangan Gear

PRINSIP : Menggunakan pemotong penggiling cakera atau hujung penggiling; pemotong berputar untuk memotong, dan benda kerja diindeks gigi demi gigi melalui kepala pembahagi.
Perhubungan Pergerakan : Putaran pemotong (pemotongan utama) + Suapan aksial benda kerja + Putaran pengindeksan.
Senario Penggunaan : Pengeluaran gear lurus dan heliks satu keping atau kelompok kecil; gear modul besar (modul ≥20 mm) atau gear pembaikan.
Kajian Kes : Gear peringkat kelajuan rendah dalam penurun marin (modul 30, bahan: 42CrMo) diproses menggunakan pengebor hujung + indeks CNC, mencapai kekasaran permukaan gigi Ra 3.2 μm.

2.3.2 Pengorekan Gear

PRINSIP : Menggunakan pengorek (alat berbilang gigi berperingkat) untuk mengorek keseluruhan ruang gigi dalam satu laluan.
Perhubungan Pergerakan : Pergerakan linear pengorek (pemotongan) + benda kerja tetap.
Kelebihan : Kecekapan sangat tinggi (menyelesaikan satu ruang gigi setiap ayunan); ketepatan agak tinggi (sehingga gred DIN 7).
Keterhadan : Hanya sesuai untuk pengeluaran pukal gear dalaman atau luaran; kos pembuatan pengorek tinggi, sesuai untuk pesanan besar spesifikasi tunggal.
Contoh Aplikasi : Pengeluaran pukal cincin sinkronisasi automotif (masa kitaran <10 saat/sekeping).

2.3.3 Pemesinan Bentuk Dengan Penggilapan

PRINSIP : Menggunakan roda gilap berbentuk (dengan kontur yang sepadan dengan ruang gigi) untuk menggilap gear yang telah dikeraskan.
Perhubungan Pergerakan : Putaran roda pengisar + Pensuisan benda kerja.
Kelebihan : Boleh mesin gear berkekerasan tinggi (HRC >60); ketepatan sehingga gred DIN 4 (ralat profil gigi <5 μm).
Medan aplikasi : Penyempurnaan gear enjin aerospace dan gear pereduksi presisi.

03 Perbandingan dan Aplikasi Industri Kedua-dua Kaedah

Perbandingan Antara Kaedah Menjana dan Pemotongan Bentuk

Item Perbandingan	Kaedah Menjana	Pemotongan Bentuk (contoh: Penggilangan Gear, Broaching)
Prinsip Pemesinan	Mengelilingi profil gigi melalui gerakan jangkauan antara alat dan benda kerja	Memotong kontur profil gigi secara langsung melalui alat
Kejituan	Tinggi (gred DIN 6–8)	Relatif rendah (gred DIN 9–10)
Kecekapan	Tinggi (pemotongan berterusan)	Rendah (pemesinan mengikut gigi)
Senario Penggunaan	Pengeluaran pukal, profil gigi kompleks	Pengeluaran seunit/kelompok kecil, gear modul besar

Aplikasi Industri Kaedah Menjana

3.1 Kotak Gear Kuasa Angin

Keperluan : Tork tinggi, jangka hayat perkhidmatan panjang (≥20 tahun).
Gabungan Proses : Pengeboran (pengolahan kasar) → rawatan haba → Penggilingan Gear (penyelesaian).

Sebelumnya: Bagaimana Persediaan Pra-Penpengarbonan yang Tidak Tepat Menyebabkan Kegagalan Kedalaman Lapisan yang Tidak Sekata pada Gear

Seterusnya: Sambutan Ulang Tahun ke-20 Ocean Industry Berlangsung Meriah: Berkongsi Kegembiraan, Mengenang Lalu dan Membayangkan Masa Depan

Semua Kategori

Berita