Proses Pembuatan Gear (Roda Gigi) dengan Machining

Gear dapat sekecil yang digunakan pada jam tangan atau berdiameter 9 m (30 kaki), untuk memutar crane. Akurasi dimensi dan permukaan akhir diperlukan untuk gigi gigi tergantung pada tujuan penggunaan. Kualitas gigi gear yang buruk berkontribusi pada transmisi energi yang tidak efisien, peningkatan getaran dan kebisingan, dan berdampak buruk pada karakteristik gesekan dan keausan. Gear kapal selam misalnya, harus berkualitas sangat tinggi untuk mengurangi tingkat kebisingan, sehingga membantu untuk menghindari deteksi dari musuh.

Dimulai dengan bahan gear yang ditempa atau cor, ada dua metode dasar pembuatan: gear seperti: bentuk pemotongan (form cutting) dan pembangkitan (generating).

Form Cutting

Dalam form cutting, alat pemotong mirip dengan pemotong milling yang dibuat dalam bentuk dari ruang antara gigi gear. Bentuk gigi gear direproduksi dengan pemesinan gear kosong (tidak bergerigi) di sekitar pinggirannya. Pemotong bergerak secara aksial sepanjang panjang gigi gear dan pada kedalaman yang sesuai untuk menghasilkan profil gigi. Setelah setiap gigi dipotong, pemotong ditarik, gear kosong diputar (diindeks), dan pemotong melanjutkan untuk memotong gigi lain. Proses ini berlanjut sampai semua gigi dikerjakan.

Setiap pemotong dirancang untuk memotong berbagai jumlah gigi. Ketepatan dari profil gigi tergantung pada keakuratan pemotong dan pada mesin dan kekakuannya. Meskipun tidak efisien, pemotongan bentuk dapat dilakukan pada mesin milling dengan: pemotong dipasang di punjung dan roda gigi kosong dipasang di kepala pemisah. Karena pemotong memiliki geometri yang tetap, form cutting hanya dapat digunakan untuk menghasilkan gigi gear yang memiliki lebar konstan—yaitu, pada spur gear atau heliks tetapi tidak pada bevel gear. Gear internal dan gigi gear pada permukaan lurus (seperti yang ada di rack dan pinion) adalah form cutting dengan pemotong berbentuk pada mesin yang mirip dengan pembentuk. Form cutting adalah proses yang relatif sederhana dan dapat digunakan untuk memotong gigi dengan berbagai profil. Meskipun demikian, ini adalah operasi yang lambat, dan lebih jauh lagi, beberapa jenis mesin membutuhkan tenaga kerja terampil.

Skema Form Cutting

Gear Generating

Alat pemotong yang digunakan dalam gear generating dapat berupa pemotong berbentuk pinion, pemotong berbentuk rack lurus, atau hob.

  • Pemotong berbentuk pinion dapat dianggap sebagai salah satu dari dua gear dalam pasangan yang bergabung, dengan yang lainnya adalah gear kosong. Pemotong jenis ini digunakan pada gigi pembentuk. Pemotong memiliki sumbu sejajar dengan roda gigi kosong dan berputar perlahan dengan kosong pada saat yang sama kecepatan melingkar pitch dan dalam gerakan aksial bolak-balik. Sebuah jalur gear menyediakan gerakan relatif yang diperlukan antara poros pemotong dan batang gear kosong. Pemotongan dapat terjadi baik pada gaya turun atau gaya naik mesin. Karena jarak bebas yang diperlukan untuk perjalanan pemotong kecil, pembentuk roda gigi cocok untuk roda gigi yang terletak dekat dengan permukaan yang menghalangi, seperti: sebagai flange pada roda gigi kosong. Proses tersebut dapat digunakan untuk produksi dalam jumlah kecil maupun produksi dalam jumlah besar.
  • Pada Rack Shaper, Alat pembangkitnya adalah segmen rack), yang bolak-balik sejajar dengan sumbu roda gigi kosong. Karena tidak praktis untuk dimiliki lebih dari 6 hingga 12 gigi pada pemotong rack, pemotong harus dilepaskan pada saat interval yang sesuai dan kembali ke titik awal. Gear blank tetap terpasang selama operasi.
  • Hob pada dasarnya adalah pemotong untuk worm gear, atau screw, yang dibuat menjadi alat penghasil roda gigi dengan serangkaian slot memanjang yang dikerjakan di dalamnya untuk membentuk potongan gigi. Saat memasang spur gear, sudut antara hob dan gigi kosong sumbunya adalah 90° dikurangi sudut pada ulir hob. Semua gerakan di hobbing berputar, dan hob dan gear blank berputar terus menerus—banyak sebagai dua roda gigi di mesh—sampai semua gigi dipotong.
Skema sederhana gear generating

Proses Finishing

Selain itu, roda gigi dapat berisik, atau sifat mekanisnya (terutama kelelahan umur pakai dan ketahanan aus) mungkin tidak cukup tinggi. Beberapa proses finishing tersedia untuk meningkatkan kualitas permukaan roda gigi. Pilihan proses ditentukan dengan metode pembuatan roda gigi dan apakah roda gigi telah dikeraskan oleh perlakuan panas. Perlakuan panas dapat menyebabkan distorsi bagian. Akibatnya, untuk profil gigi-gigi yang presisi, roda gigi yang diberi perlakuan panas harus dikenakan untuk operasi finishing yang sesuai.

  • Shaving: Proses pemotongan gigi melibatkan pemotong yang dibuat dalam bentuk yang tepat dari finishing profil gigi. Pemotong menghilangkan sejumlah kecil logam dari permukaan dari gigi. Pemotong ditempatkan atau dipotong di beberapa titik di sepanjang lebar, membuat prosesnya mirip dengan broaching halus. Pemotong memiliki gerakan bolak-balik.
  • Burnishing (memoles): Permukaan akhir gigi gear juga dapat ditingkatkan dengan memoles. Diperkenalkan pada tahun 1960-an, pembakaran pada dasarnya adalah proses deformasi plastik permukaan menggunakan die burnishing berbentuk roda gigi yang dikeraskan khusus yang membuat permukaan gigi mengalami gerakan permukaan menggelinding (gear rolling). Hasil pengerjaan dingin pada permukaan gigi tidak hanya meningkatkan permukaan akhir, tetapi juga menginduksi tegangan sisa tekan pada permukaan gigi roda gigi, sehingga meningkatkan milik mereka hidup kelelahan. Burnishing tidak signifikan memperbaiki akurasi dimensi gigi roda gigi.

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR TEKNOLOGI MANUFAKTUR LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalpakjian, Serope dan Schmid, Steven R. (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6th ed). New Jersey: Prentice Hall.

Author: admin

0 replies

Leave a Reply

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *