गियर ट्रान्समिशन: गियर मेशिनिङमा फर्म कटिङ र जेनेरेटिङ विधिको सिद्धान्त र अनुप्रयोग

01 जेनेरेटिङ्ग विधिको आधारभूत सिद्धान्त

१.१ गणितीय आधार

• एन्भिलपिङ सिद्धान्त : उपकरणहरूको कटिङ एज (जस्तै हबहरू र गियर शेपरहरू) को गति पथले निरन्तर वक्रहरूको शृंखला बनाउँछ, र यी वक्रहरूको एन्भिलपले सैद्धान्तिक गियर दाँत प्रोफाइल (जस्तै, इन्भोल्युट, साइक्लोइड) बनाउँछ।
• मेसिङ समीकरण : दाँत प्रोफाइलको शुद्धता सुनिश्चित गर्न उपकरण र कार्यपृष्ठको बीचमा सापेक्ष गति सम्बन्धलाई पूरा गर्दछ।

१.२ मुख्य विशेषताहरू

• उच्च परिशुद्धता : जटिल दाँत प्रोफाइलहरू (जस्तै, इन्भोल्युट, वृत्ताकार चाप गियर) मेशिन गर्न सक्षम।
• उच्च कार्यक्षमता : निरन्तर कटिङले ठूलो पैमानामा उत्पादन गर्न अनुमति दिन्छ।
• शक्तिशाली बहुमुखी प्रकृति : एउटै उपकरणले विभिन्न संख्यामा दाँतहरू (एउटै मोड्युल भएको) भएका गियरहरू प्रशोधन गर्न सक्छ।

1.3 विशिष्ट जेनेरेटिङ विधि प्रक्रियाहरू

1.3.1 हबिङ

• सिद्धान्त : गियर ब्ल्याङ्कसँग हब (कोरीयो आकारमा मिल्दोजिल्दो) को मेसिङ गति को उपयोग गरेर, अक्षीय फिड मार्फत कटिङ पूरा गर्दछ।
• गति सम्बन्ध : हबको घूर्णन (मुख्य कटिङ गति) + कार्यप्रतिको घूर्णन (जेनेरेटिङ गति) + अक्षीय फिड।
• फाइदाहरू : उच्च दक्षता, ठूलो पैमानामा उत्पादनका लागि उपयुक्त (जस्तै: अटोमोटिभ गियर); स्पर गियर, हेलिकल गियर, वर्म गियर आदि प्रशोधन गर्न सकिन्छ।
• आवेदन उदाहरणहरू : पवन ऊर्जा गियरबक्समा ग्रह गियर र सन गियरको प्रशोधन।

1.3.2 गियर शेपिङ

• सिद्धान्त : गियर शेपर कटर (आकारमा गियर जस्तै) को उपयोग गरेर कार्यप्रतिमा मेसिङ अनुपातमा घुमाउरो कटिङ गति सम्पादन गर्दछ।
• गति सम्बन्ध : गियर शेपरमा ऊर्ध्वाधर आवधिक कटौती + कार्यपीस र औजारको उत्पादन घुमाउरो।
• फाइदाहरू : आन्तरिक गियर र डबल गियर जस्ता जटिल संरचनाहरू प्रशोधन गर्न सकिन्छ; हबिङ (Ra 0.8–1.6 μm) को तुलनामा श्रेष्ठ दाँत सतहको खुर्पन।
• सीमाबद्धताहरू : हबिङ भन्दा कम दक्षता; औजारको उच्च लागत।
• आवेदन उदाहरणहरू : गियरबक्समा आन्तरिक गियर वलयहरू र साना सटीक गियरहरूको प्रशोधन।

1.3.3 गियर शेभिङ

• सिद्धान्त : थोरै दबाबमा एकअर्कामा संलग्न भएर घुम्ने शेभिङ कटर र कार्यपीसले कटरको किनाराको खुर्पन क्रियाद्वारा दाँत प्रोफाइलको शुद्धता सुधार गर्दछ। यो हबिङ वा गियर शेपिङ पछि ट्रिमिङका लागि प्रयोग गरिने एउटा समापन प्रक्रिया हो।
• फाइदाहरू : दाँत प्रोफाइलको त्रुटिहरू सच्याउन सक्छ र गियर संचरणको सुगमता बढाउँछ; प्रशोधन शुद्धता DIN 6–7 ग्रेड सम्म पुग्छ।
• आवेदन उदाहरणहरू : अटोमोटिभ गियरबक्स गियरहरूको अन्तिम प्रशोधन।

1.3.4 गियर ग्राइन्डिङ

• सिद्धान्त : उत्पादन गतिको माध्यमबाट दाँत सतहलाई ग्राइन्ड गर्न ढाल बनेको ग्राइन्डिङ व्हील वा कीरा ग्राइन्डिङ व्हीलको प्रयोग गरिन्छ, जुन मुख्यतया कठोर गियरहरूको समापनका लागि हुन्छ।
• फाइदाहरू : अत्यधिक उच्च सटीकता (DIN 3–4 ग्रेड सम्म); कठोर-दाँत-सतह गियर (HRC 58–62) प्रशोधन गर्न सक्छ।
• सीमाबद्धताहरू : उच्च लागत र कम दक्षता, सामान्यतया उच्च सटीकताको माग भएका क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
• आवेदन उदाहरणहरू : एयरोस्पेस इन्जिन गियर र पवन शक्ति गियरबक्सहरूमा उच्च गति स्तर गियर।

02 आकार कटाईको मूल सिद्धान्त

• उच्च औजार निर्भरता : दाँत प्रोफाइलको सटीकता सीधा औजारको आकारको सटीकतामा निर्भर हुन्छ।
• उत्पादन गति नभएको : प्रशोधन प्रक्रियाले गियर मेसिङलाई अनुकरण गर्दैन, केवल औजार र कार्यपीस बीचको सापेक्ष गतिमा निर्भर हुन्छ।
• उच्च सुलभता : गैर-मानक दाँत प्रोफाइल (जस्तै: वृत्ताकार चाप दाँत, आयताकार दाँत) प्रशोधन गर्न सक्छ।

२.१ गणितीय आधार

• प्रोफाइलिङ्ग सिद्धान्त : औजारको कटिङ एजको ज्यामितीय आकार गियर दाँतको खाली स्थानसँग पूर्ण रूपमा मेल खान्छ।
• इन्डेक्सिङ गति : दाँतदेखि दाँत सम्मको प्रशोधन सुनिश्चित गर्न इन्डेक्सिङ उपकरणहरू (जस्तै, डिभाइडिङ हेड) प्रयोग गरिन्छ ताकि दाँतको पिच एकरूप रहोस्।

२.२ फाइदा र बेफाइदाहरू

फाइदाहरू

• सरल सामग्री : सामान्य मिलिङ मेसिनहरूसँग प्राप्त गर्न सकिन्छ।
• एकल-टुक्रा, सानो-ब्याच उत्पादन वा मर्मतसम्भारका लागि उपयुक्त : कस्टमाइजेसन र रखरखावका परिदृश्यहरूका लागि आदर्श।
• अत्यधिक ठूलो मोड्युल गियरहरू प्रशोधन गर्न सक्षम : खनन मेशिनरीमा प्रयोग हुने गियरहरू जस्तै।

असल्याउनहरू

• कम प्राविधिकता : सामान्यतया DIN 9–10 ग्रेड।
• कम दक्षता : प्रत्येक दाँतलाई अलग अलग काट्नुपर्ने हुन्छ।
• खराब औजार बहुमुखीता : प्रत्येक मोड्युलका लागि विशेष औजारहरू आवश्यक हुन्छन्।

२.३ सामान्य फार्म कटिङ प्रक्रियाहरू

२.३.१ गियर मिलिङ

• सिद्धान्त : डिस्क मिलिङ कटर वा एण्ड मिल प्रयोग गरिन्छ; कटरले काट्नका लागि घुम्दछ, र काम गरिने भागलाई डिभाइडिङ हेडको माध्यमबाट दाँत दाँतमा स्थानान्तरण गरिन्छ।
• गति सम्बन्ध : कटर घूर्णन (मुख्य कटाई) + कार्यप्रति अक्षीय फिड + सूचकांक घूर्णन।
• आवेदन परिदृश्य : स्पर गियर र हेलिकल गियरहरूको एकल-टुक्रा र सानो ब्याच उत्पादन; ठूलो मोड्यूल गियर (मोड्यूल ≥२० मिमी) वा मर्मत गियर।
• केस स्टडी : एण्ड मिल + सीएनसी इन्डेक्सिङ प्रयोग गरेर समुद्री रिड्यूसरहरूको निम्न-गति चरण गियर (मोड्यूल ३०, सामग्री: ४२CrMo) प्रशोधन गर्दा दाँतको सतहको खुर्पनापन Ra ३.२ μm सम्म पुग्छ।

२.३.२ गियर ब्रोचिङ

• सिद्धान्त : एक पासमा पूरै दाँतको ठाउँ ब्रोच गर्न ब्रोच (बहु-दाँत चरणयुक्त औजार) प्रयोग गर्दछ।
• गति सम्बन्ध : ब्रोचको रैखिक गति (कटाई) + स्थिर कार्यप्रति।
• फाइदाहरू : अत्यधिक उच्च दक्षता (प्रत्येक स्ट्रोकमा एक दाँतको ठाउँ पूरा गर्दछ); तुलनात्मक रूपमा उच्च परिशुद्धता (DIN ७ ग्रेड सम्म)।
• सीमाबद्धताहरू : आन्तरिक वा बाह्य गियरहरूको ठूलो मात्रामा उत्पादनका लागि मात्र उपयुक्त; ब्रोच निर्माणको उच्च लागत, एकै विनिर्देशको ठूलो मात्रामा अर्डरका लागि आदर्श।
• आवेदन उदाहरणहरू : ठूलो मात्रामा उत्पादन गरिएका अटोमोबाइल सिन्क्रोनाइजर रिङहरू (चक्र समय <१० सेकेन्ड/टुक्रा)।

२.३.३ फर्म ग्राइन्डिङ

• सिद्धान्त : ढाल्ने गरिएको ग्राइन्डिङ व्हील (दाँतको खाली स्थानसँग मेल खाने कन्टुर प्रयोग गरेर) कठोर गियरहरू ग्राइन्ड गर्न प्रयोग गरिन्छ।
• गति सम्बन्ध : ग्राइन्डिङ व्हीलको घूर्णन + कार्यपीठको इन्डेक्सिङ।
• फाइदाहरू : उच्च-कठोरता गियरहरू (HRC >60) मेशिन गर्न सकिन्छ; DIN 4 ग्रेड सम्मको परिशुद्धता (दाँत प्रोफाइल त्रुटि <5 μm)।
• अनुप्रयोग क्षेत्रहरू : एयरोस्पेस इन्जिन गियर र परिशुद्ध रिड्यूसर गियरहरूको फिनिसिङ।

03 दुई विधिहरूको तुलना र औद्योगिक अनुप्रयोगहरू

जेनेरेटिङ विधि र फर्म कटिङ बीचको तुलना

जनरेटिङ विधिका औद्योगिक अनुप्रयोगहरू

3.1 वायु ऊर्जा गियरबक्सहरू

• आवश्यकताहरु : उच्च टोर्क, लामो सेवा जीवन (≥20 वर्ष)।
• प्रक्रिया संयोजन : हबिङ (प्रारम्भिक कटाई) → ताप उपचार → गियर ग्राइन्डिङ (परिष्करण)।