Pemesinan Gear Berketepatan Tinggi: Teknologi Chamfering

"Tanpa pemotongan bevel, kemahiran tukang kayu adalah tidak lengkap." Peribahasa tukang kayu yang telah lama ini bukan sahaja mencerminkan kebijaksanaan kraf tradisional, malah turut beresonansi secara mendalam dalam pembuatan moden. Pemotongan bevel, yang pada asalnya merupakan istilah kerja kayu, telah berkembang menjadi proses penting dalam pengeluaran industri kontemporari, terutamanya dalam pembuatan gear berpresisi tinggi.

I. Apakah Itu Pemotongan Bevel?

Dalam terminologi industri moden, pemotongan bevel merujuk kepada proses membuat kepingan condong atau membulatkan sudut tegak luaran atau dalaman sesuatu benda kerja. Objektif utamanya adalah dua: pertama, menghapuskan titik kepekatan tegasan, dan kedua, mencegah tepi tajam daripada melukakan operator semasa pemasangan dan penggunaan. Selain keselamatan fungsian, tepi yang dibulatkan juga meningkatkan daya tarikan estetik benda kerja, memberikannya rupa yang lebih mesra dan halus.
Adalah penting untuk membezakan chamfering daripada filleting: walaupun kedua-duanya melibatkan pembundaran, chamfering menumpu pada tepi benda kerja, manakala filleting memberi tumpuan kepada sudut. Dalam aplikasi praktikal, sudut yang tidak difillet membawa risiko cedera yang lebih tinggi kepada pengguna berbanding tepi yang tidak diberi chamfer.

II. Chamfer Profil Gigi Gear: Pengkelasan & Jenis

Dengan perkembangan industri automotif, keperluan terhadap estetika dan prestasi gear semakin ketat, mendorong teknologi chamfering menjadi fokus utama dalam kawalan ketepatan.

1. Kategori Asas Chamfer Profil Gigi Gear

Chamfer profil gigi gear terutamanya dibahagikan kepada tiga jenis berdasarkan lokasi:

Chamfer Hujung Gigi: Chamfer yang dikenakan pada hujung gigi gear.
Chamfer Muka Hujung Gigi: Chamfer yang dilakukan pada muka hujung gigi gear.
Chamfer Profil Gigi: Chamfer yang dijalankan sepanjang profil kerja gigi (tumpuan artikel ini).

2. Pengkelasan Teknikal Chamfer Profil Gigi

Pengolengan profil gigi biasanya dikategorikan kepada tiga jenis teknikal, yang seterusnya dibezakan mengikut aplikasi satu sisi atau dua sisi:

Jenis Teknikal Ciri-ciri Satu Sisi Ciri-ciri Dua Sisi
Pengolengan Tirus (berakhir pada rekahan akar) Pengolengan tak simetris; tiada pengolengan fillet akar. Pengolengan simetris pada kedua-dua belah; tiada pengolengan fillet akar.
Pengolengan Tirus (berakhir pada fillet akar penuh) Pengolengan tak simetris; pengolengan fillet akar separa. Pengolengan tak simetris pada kedua-dua belah; pengolengan fillet akar separa.
Pengolengan Seragam (berakhir pada fillet akar penuh) Pengolengan simetris; pengolengan fillet akar seragam. Pengolengan simetris pada kedua-dua belah; pengolengan fillet akar seragam.

III. Kaedah Pemesinan Biasa untuk Pengolengan Profil Gigi

Pelbagai proses boleh digunakan untuk pengolengan profil gigi, masing-masing mempunyai prinsip, kelebihan, dan batasan tersendiri.

A. Pengolengan Gerudi

Prinsip: Menggunakan aci berputar dan roda pengisar terapung untuk mengalihkan gilam dan tepi tajam dari profil gigi.
Had: Saiz chamfer berbeza disebabkan oleh faktor seperti diameter roda pengisar, sudut heliks, modul, dan bilangan gigi. Ia kerap menyebabkan kerosakan pada permukaan akar dan menghasilkan tepi chamfer yang kasar.
Aplikasi: Digunakan secara meluas dalam industri tradisional seperti kuasa angin dan kenderaan komersial untuk gear modul besar.

B. Chamfer Ekstrusi

Prinsip: Menggunakan dua cakera ekstrusi tersuai dengan "gigi heliks" yang sepadan yang berselang-seli dengan gear. Putaran berselang-seli berkelajuan tinggi "memotong" gilam dan tepi tajam yang ditinggalkan oleh proses hobbing.
Had: Ekstrusi keras mencipta tonjolan mikro pada permukaan gigi (menghalang pemesinan/penggilapan seterusnya), memerlukan pengikis tambahan untuk mengawal tonjolan hujung muka, menghasilkan tepi yang kasar, meningkatkan masa kitaran pemprosesan, dan tidak berkesan untuk gear cakera bertindih.

C. Proses Hob-Chamfer-Hob

Prinsip: Semasa penggearan, sedikit kelonggaran pemesinan dikekalkan. Selepas penggearan ditarik balik, alat ekstrusi dan pengikis memproses takik, diikuti oleh laluan penggearan akhir untuk mencapai ketepatan.
Had: Pengintegrasian alat ke dalam mesin penggearan meningkatkan masa kitaran; persediaan alat adalah rumit, dan ia mewarisi had-had pengekodan ekstrusi.

D. Pengekodan Pengilangan 1 (Pemotong Takik Jejarian)

Kelebihan:

Sesuai untuk benda kerja aci dan yang mempunyai kontur gangguan.
Integrasi yang fleksibel dengan mesin penggearan atau digunakan sebagai peranti berdiri sendiri.
Diterima secara meluas di pasaran.

E. Pengekodan Pengilangan 2 (Mesin Penggearan Bersepadu)

Status Semasa: Sesetengah jenama penggear (contohnya, Gleason) menawarkan model dengan pengekodan hujung gigi terbina dalam (pemotong terbang atau pengekodan hob).
Kelebihan: Menggabungkan penggearan dan pengekodan dalam satu langkah; menghapuskan kerosakan akibat pemegangan semula secara manual.
Had: Kos peralatan tinggi (hob pengekodan suka cadang mahal); hanya sesuai untuk gear cakera (masalah gangguan dengan gear aci).

IV. Pemilihan Proses Chamfering

Pemilihan proses chamfering bergantung pada senario aplikasi gear dan harus ditentukan melalui perbincangan rapat dengan pelanggan:

Cadangan untuk Acuan Gear Tenaga Baharu: Utamakan chamfering milling, kerana teknologi dan peralatan untuk proses ini sudah matang.
Saiz Chamfer: Biasanya 0.3–0.8 mm untuk chamfer profil gigi.
Sudut Chamfer: Bekerjasama dengan pereka untuk menentukan sudut berdasarkan jenis pemacu motor (selari-paksi lawan koaksial), dengan julat biasa seperti 150°±10° dan 125°±10°.

V. Kelebihan Chamfering

Peningkatan Keselamatan: Mengurangkan risiko kecederaan semasa pengendalian dan pemprosesan.
Peningkatan Estetik: Meningkatkan rupa keseluruhan gear, seterusnya meningkatkan kepuasan pelanggan.
Pengurangan Tegasan: Mengurangkan kepekatan tegasan pada hujung gigi yang tajam selepas rawatan haba.
Pencegahan Kerosakan: Mengurangkan risiko kepingan gigi akibat perlanggaran semasa rawatan haba dan proses susulan.
Pemeliharaan Kualiti: Mencegah pengoksidaan dan pendehbukan pada hujung gigi semasa proses karburisasi.
Pengoptimuman Prestasi: Mengurangkan risiko kerosakan dan kepingan pada hujung gigi apabila lebar gigi sebahagian digunakan.
Memudahkan Pemasangan: Saiz dan sudut chamfer yang sesuai memudahkan pemasangan gear.

Vi. kesimpulan

Walaupun manfaatnya telah terbukti, proses chamfering kurang dihargai dalam sebahagian industri gear tempatan, di mana sesetengah pengilang lebih mengutamakan fungsi berbanding proses penting ini. Namun, dengan perkembangan teknologi automotif dan peningkatan tuntutan kualiti, chamfering kini menjadi langkah yang mustahak dalam pembuatan gear berpresisi tinggi. Penerapan dan penyempurnaan proses chamfering adalah penting untuk meningkatkan kualiti produk dan daya saing pasaran.
Dalam dunia transmisi, gear kecil mendorong inovasi besar—dan chamfering yang teliti merupakan asas kepada presisi tersebut.