Gear Manufacturing 101:Panduan tentang Proses Produksi Gear

Konsep roda gigi telah ada sejak lama karena merupakan salah satu komponen mekanis tertua yang masih relevan hingga saat ini. Baik itu industri otomotif, sektor kedirgantaraan, mesin industri apa pun, atau sesuatu yang sederhana seperti jam. Roda gigi diperlukan di mana-mana dan mungkin Anda ingin belajar tentang pembuatan roda gigi.

Jadi, pertanyaannya adalah tentang bagaimana roda gigi dibuat.

Pengantar:Proses Pembuatan Gear

Tidak ada proses tunggal untuk pembuatan roda gigi karena memerlukan proses yang berbeda tergantung pada jenis dan aplikasinya.

Umumnya, roda gigi beroperasi dalam kondisi yang sangat berat karena transmisi daya (tujuan sebenarnya dari roda gigi) memiliki beberapa persyaratan. Pertama, roda gigi harus dalam kondisi yang benar-benar sempurna. Kemudian, mereka harus selalu dapat diandalkan, memiliki tegangan sisa minimal, dan sedikit atau tidak ada kemungkinan perambatan retak.

Tentu saja, semua persyaratan ini sangat sulit untuk dipenuhi. Namun, tidak ada yang bisa menyangkal pentingnya mereka. Itulah sebabnya produksi roda gigi adalah bidang yang sangat terspesialisasi dengan toleransi terbatas dan ruang untuk kesalahan.

Artikel ini akan membawa Anda kembali ke dasar-dasar pembuatan roda gigi mengenai bahan umum untuk roda gigi industri, proses yang mempersiapkan roda gigi, dan bagaimana roda gigi dapat menopang semua beban itu tanpa gagal.

Jenis Roda Gigi Umum dan Aplikasinya

Sebelum beralih ke detail tentang pemotongan gigi dan proses manufaktur, penting untuk melihat dasar-dasarnya. Mereka adalah berbagai jenis roda gigi dan aplikasi serta kelebihannya.

Aplikasi Anda, parameter kinerja, dan banyak faktor lainnya memainkan peran penting dalam jenis roda gigi yang Anda gunakan. Ada beberapa cara untuk mengkarakterisasi jenis roda gigi, tetapi yang terbaik dan paling relevan dari perspektif pembuatan roda gigi adalah melalui profil giginya.

Berikut adalah 5 jenis roda gigi yang akan Anda temui.

Gigi penggerak

Gambarkan gambaran kasar tentang apa yang tampak seperti peralatan dalam pikiran Anda. Ada kemungkinan besar Anda memikirkan gigi dengan gigi lurus. Seperti itulah bentuk gigi pacu.

Roda gigi pacu adalah jenis roda gigi yang paling umum dan memiliki banyak aplikasi di pembangkit listrik, komponen dirgantara, mesin industri, dan banyak lagi. Gigi lurus adalah yang paling sederhana untuk memproduksi dan mempertahankan kecepatan tinggi dan beban tinggi. Namun, mereka menghasilkan banyak noise dan tidak cocok untuk aplikasi yang membutuhkan pengoperasian yang lancar juga.

Selanjutnya, roda gigi pacu dapat dikawinkan dengan roda gigi lain dengan tipe yang sama dan roda gigi internal/eksternal. Anda akan menemukan roda gigi pacu di banyak mekanisme roda gigi seperti pengaturan rak/pinion sederhana atau sistem roda gigi planetary.

Kesederhanaan mereka berarti lebih mudah bagi Anda untuk membuatnya. Oleh karena itu, Anda akan lebih mudah menjaga presisi selama produksi roda gigi. Roda gigi pacu juga memiliki sedikit atau tanpa beban aksial, sehingga cukup efisien untuk rangkaian roda gigi yang ingin meminimalkan kerugian mekanis.

Roda gigi heliks

Roda gigi heliks sangat mirip dengan roda gigi pacu tetapi memiliki gigi yang dipelintir di sekitar badan silinder. Kualitas ini memungkinkan mereka untuk bekerja dengan poros paralel dan non-paralel dengan mudah. Perkawinan mereka, bagaimanapun, hanya bekerja dengan roda gigi heliks lain dari sudut heliks yang sama (sudut puntiran dari silinder asli).

Sebagian besar aplikasi roda gigi heliks sama dengan roda gigi taji. Namun, gigi miring memainkan peran besar dalam mengurangi beban benturan dan membuat operasi lebih lancar. Ini berarti lebih sedikit kebisingan juga tetapi dengan biaya efisiensi. Sehubungan dengan roda gigi pacu, rangkaian roda gigi heliks akan memiliki lebih banyak kerugian dan juga membutuhkan bantalan dorong karena bentuknya.

Dari perspektif manufaktur, roda gigi heliks lebih tangguh daripada roda gigi taji. Sudut heliks cukup sulit untuk ditiru dengan kisaran toleransi rendah yang dapat diterima. Selain itu, biaya produksi dan kemudian penambahan elemen aksial lainnya membuatnya cocok untuk operasi terbatas.

Roda gigi miring

Roda gigi miring bukanlah roda gigi silinder standar Anda. Mereka datang pada permukaan kerucut yang memungkinkan Anda untuk mengubah arah transmisi pada poros yang berpotongan. Umumnya, roda gigi miring bekerja dengan 90 ⁰ sudut. Namun, Anda juga dapat menggunakannya pada konfigurasi lain.

Berikut adalah beberapa jenis roda gigi bevel umum yang dapat Anda temukan di berbagai aplikasi.

• Roda gigi miring lurus
• Roda gigi bevel spiral
• Mitre gears
• Gigi mahkota
• Roda gigi hipoid

Gigi cacing

Sistem roda gigi cacing adalah kombinasi dari dua komponen. Roda cacing dan roda gigi berbentuk sekrup. Mereka sebagian besar digunakan di ruang angkasa, mesin industri, lift, dan kemudi mobil.

Pengaturan roda cacing tidak menawarkan banyak kecepatan atau efisiensi. Namun, ia menawarkan karakteristik unik yang diperlukan untuk mekanisme penguncian sendiri. Dalam banyak kasus, cacing dapat memutar roda, tetapi sebaliknya tidak dapat terjadi karena sudut gigi. Selain itu, hal penting lainnya yang perlu diperhatikan adalah bahwa roda gigi worm-wheel memiliki banyak gesekan dan mungkin memerlukan gesekan terus menerus untuk beroperasi dengan benar.

Rak dan pinion

Sistem rack and pinion adalah kombinasi lain yang terutama berfungsi untuk mentransfer gerakan rotasi ke linier dan sebaliknya. Gigi gir dapat dikawinkan dengan gigi tipe taji dan heliks, sehingga Anda dapat bekerja pada sumbu paralel dan miring. Beberapa aplikasi yang paling umum dari sistem ini adalah dalam sistem mobil, timbangan, dan sistem serupa lainnya.

Bahan yang Digunakan untuk Memproduksi Roda Gigi

Tidak ada batasan material dalam hal persneling. Yang paling awal terbuat dari kayu, dan Anda dapat menemukan berbagai roda gigi material di seluruh industri. Dari roda gigi skala industri besar dari baja atau besi hingga roda gigi plastik kecil di mainan. Kombinasi material tidak terbatas.

Namun demikian, item berikut ini paling sering digunakan dalam pembuatan roda gigi dan proses pembentukan roda gigi:

• Besi tuang
• Baja
• Perunggu
• Plastik

Roda gigi memiliki kriteria yang sangat spesifik untuk pemilihan material. Tergantung pada aplikasinya, bahan apa pun yang Anda pilih harus memiliki kekuatan dan ketahanan tarik yang sesuai.

Selain itu, koefisien gesekan adalah pertimbangan lain karena roda gigi membutuhkan kontak yang konstan. Terakhir, Anda juga harus memilih bahan yang mudah diproses. Bahan yang kuat dengan kemampuan manufaktur yang rendah akan lebih sulit untuk ditangani karena pembuatan roda gigi membutuhkan presisi dan akurasi yang ekstrim.

Bahan-bahan yang disebutkan di atas hadir dengan keseimbangan sempurna dari sifat-sifat ini untuk aplikasinya. Itulah mengapa Anda akan sering melihatnya di sebagian besar roda gigi yang Anda temui.

RapidDirect dapat menawarkan semua bahan ini yang digunakan dalam proses pembuatan roda gigi. Unggah file desain Anda untuk mendapatkan penawaran untuk proyek peralatan Anda.

Proses Pembuatan Perlengkapan Umum

Produksi roda gigi cukup rumit karena presisi yang dituntut. Saat ini, manufaktur roda gigi adalah industri itu sendiri yang bergantung pada banyak proses, baik tradisional maupun modern, untuk memastikan keseimbangan yang tepat antara biaya, kualitas, dan operasi.

Berikut adalah daftar proses pemotongan dan pembuatan roda gigi umum beserta kelebihan dan kekurangannya.

1 – Transmisi

Pengecoran adalah proses yang lebih sederhana yang sebagian besar digunakan untuk menyiapkan blanko atau silinder untuk roda gigi, sedangkan gigi disiapkan melalui pemesinan. Namun, ini adalah proses pembuatan roda gigi yang layak untuk semuanya untuk banyak aplikasi karena kemampuan produksi massal dan relatif mudah.

Namun, ada satu area di mana pengecoran adalah metode manufaktur yang paling disukai di industri. Itu adalah produksi roda gigi yang sangat besar. Metode pemesinan dan metode pembentukan roda gigi lainnya tidak begitu layak dalam kasus diameter besar. Umumnya, roda gigi yang lebih besar hampir selalu berjenis roda gigi taji. Jadi, kesederhanaan relatif mereka membuat casting menjadi pilihan yang sangat baik.

Di antara jenis metode pengecoran yang paling umum, pengecoran cangkang, pengecoran mati, pengecoran pasir, dan pengecoran cetakan permanen adalah yang paling umum untuk produksi roda gigi. Metode lain memiliki penggunaan yang terbatas di beberapa aplikasi. Namun, yang disebutkan di atas adalah yang paling umum di industri.

2 – Penempaan

Ini adalah proses pembentukan lain yang dapat memberi Anda roda gigi kosong dan siap pakai tergantung pada kebutuhan Anda. Penempaan cukup layak dalam kasus di mana Anda memiliki roda gigi yang relatif sederhana.

Secara teoritis, penempaan adalah proses pembuatan roda gigi yang sangat baik untuk aplikasi tugas berat karena alasan sederhana. Penempaan membutuhkan perlakuan panas, yang berarti bahwa gigi yang dihasilkan akan memiliki sifat kelelahan yang lebih baik. Namun, kekuatan luar biasa yang diperlukan untuk proses penempaan membatasi ukuran dan ketipisan proses ini.

Umumnya, penempaan bekerja dengan baik untuk roda gigi dengan diameter roda gigi 6 – 10 kaki. Bergantung pada jenis penempaan, misalnya penempaan presisi, Anda mungkin perlu atau tidak perlu mengerjakan roda gigi pada akhirnya.

3 – Ekstrusi dan cold-drawing

Ini adalah proses pembentukan roda gigi lain yang serbaguna dan sederhana. Faktanya, ekstrusi memiliki pengeluaran alat yang lebih rendah tetapi itu tidak berarti bahwa itu adalah proses yang paling ekonomis.

Ekstrusi, seperti namanya, adalah proses melewatkan profil logam yang dipanaskan melalui bentuk yang lebih kecil yang telah ditentukan sebelumnya. Hasilnya, Anda mendapatkan batang dengan bentuk yang diinginkan dengan permukaan luar yang keras dan halus.

Proses menggambar dingin sangat mirip dengan ekstrusi. Ada dua perbedaan. Ekstrusi mendorong kosong melalui gambar mati menariknya. Perbedaan lainnya adalah suhu. Gambar dingin tidak memanaskan billet. Dengan demikian meningkatkan sifat mekanik dengan mengorbankan biaya.

4 – Metalurgi serbuk

Metalurgi serbuk adalah proses lanjutan yang membuat kemajuan signifikan dalam beberapa tahun terakhir. Hari ini, ini digunakan untuk beberapa proses manufaktur termasuk produksi roda gigi.

Jadi, bagaimana cara kerja metalurgi serbuk? Dari pandangan, itu cukup sederhana. Namun, ada banyak seluk-beluk yang terlibat.

Semuanya dimulai dengan bubuk logam. Langkah pertama adalah mengambil semua bedak tersebut, berikan bentuk akhir yang Anda inginkan. Setelah Anda selesai, langkah selanjutnya memastikan bahwa seluruh pengaturan cukup kompak karena akan menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik. Panaskan seluruh penyiapan dengan hati-hati dan selesai.

Metalurgi serbuk sangat efisien, sederhana, dan layak untuk jumlah besar. Anda tidak perlu khawatir tentang pasca-pemrosesan dan produk akan siap digunakan. Namun, roda gigi yang dihasilkan tidak dapat menahan terlalu banyak beban dan ada batasan ukuran juga.

Selain itu, biaya awal untuk setiap setup metalurgi serbuk cukup tinggi, yang membuatnya tidak layak untuk produksi volume rendah.

5 – Pengosongan

Blanking adalah proses yang sangat mirip dengan ekstrusi tetapi memiliki kemampuan 3 dimensi yang terbatas. Proses pembentukan roda gigi ini menggunakan lembaran logam untuk membuat bentuk yang diinginkan dengan bantuan beberapa cetakan. Anda dapat menghasilkan berbagai jenis roda gigi dengan proses blanking. Namun, roda gigi pacu memberi Anda hasil terbaik.

Saat ini, proses blanking produksi roda gigi digunakan oleh banyak industri untuk aplikasi ringan. Misalnya, peralatan kantor, hidrolika, peralatan medis kecil, dan aplikasi lain dengan persyaratan beban rendah.

6 – Pemesinan Roda Gigi

Pemesinan adalah salah satu proses pembuatan roda gigi yang paling umum karena keserbagunaannya. Pemesinan tradisional cukup umum untuk pemotongan dan pembuatan roda gigi, tetapi kemajuan pemesinan CNC telah mendorong popularitasnya.

4 metode pemotongan gigi berikut adalah yang paling umum di industri.

Menyukai

Hobbing menggunakan alat pemotong berbentuk kerucut yang disebut kompor. Baik kompor maupun benda kerja berputar saat kompor berputar di sekitar persneling kosong. Sejauh ini, roda gigi taji dan heliks eksternal adalah satu-satunya produk yang dapat Anda buat dari hobbing.

Prosesnya cukup fleksibel dan cepat. Anda juga dapat meningkatkan tingkat produksi dengan memproses beberapa tumpukan bersama-sama. Namun, itu membutuhkan lebih banyak keterampilan dan presisi.

Membentuk

Shaping adalah proses pemotongan dan pembuatan roda gigi canggih yang mengembangkan roda gigi yang tidak dapat ditangani oleh Hobbing. Pemotong dapat berbentuk apa saja seperti pinion, bentuk rak, atau bentuk titik tunggal. Ini terlihat sangat mirip dengan roda gigi dan bekerja dengan memotong bagian yang kosong pada bentuk yang Anda inginkan. Anda dapat membuat roda gigi internal atau cluster dengan proses pembentukan.

Membicarakan

Broaching mungkin merupakan metode pemotongan bentuk roda gigi tercepat. Itu bergantung pada alat multi-gigi dengan pemotong tertanam yang lebih dalam dari pendahulunya. Ini menghasilkan potongan yang lebih kecil dan inkremental yang lebih mudah dibuat dan dengan cepat memberi Anda bentuk yang dibutuhkan tanpa mengurangi presisi.

Proses pembuatan roda gigi ini khas untuk roda gigi internal tetapi Anda dapat menggunakannya untuk membuat gigi eksternal juga. Untuk itu, Anda memerlukan alat khusus untuk pot broaching yang memungkinkan Anda mereplikasi presisi dan efisiensi yang sama.

Penggilingan

Ini adalah metode pemotongan roda gigi dasar di mana Anda menghasilkan gigi roda gigi individu secara berurutan. Namun cukup serbaguna, terutama bila Anda melibatkan mesin penggilingan CNC. Meskipun Anda dapat membuat semua jenis roda gigi pada mesin penggilingan, ketepatan metode ini menyisakan banyak hal yang diinginkan. Itu sebabnya penggilingan tidak biasa seperti sebelumnya.

Namun, perkembangan terakhir dalam domain CNC dan multi-sumbu telah mengubah banyak hal. Pembuatan roda gigi pada mesin penggilingan menjadi semakin umum. Jadi, segalanya akan menjadi lebih baik seiring waktu.

Pasca-pemrosesan Manufaktur Gear

Bergantung pada metode pembuatan roda gigi yang Anda gunakan, roda gigi Anda akan memerlukan beberapa pasca-pemrosesan sebelum siap 100%. Pasca-pemrosesan tersebut dapat berkisar dari perlakuan panas untuk meningkatkan karakteristik kelelahan hingga koreksi dimensi dan penyelesaian permukaan.

Berikut adalah 5 proses finishing permukaan paling umum yang umum dalam produksi roda gigi.

• Penggilingan: Seperti namanya, penggilingan adalah proses penyelesaian permukaan umum yang memberi Anda hasil akhir yang halus di seluruh permukaan. Anda dapat melakukannya sebentar-sebentar atau terus menerus, dan itu tidak akan memengaruhi hasil.
• Memukul: Proses ini untuk gigi sensitif di mana Anda membutuhkan presisi ekstrim. Lapping menggunakan partikel abrasif kecil untuk menghaluskan permukaan pada kecepatan rendah atau sedang.
• Mengasah: Ini adalah proses umum lainnya yang memoles permukaan dan membuatnya halus. Selain itu, Anda juga dapat memperbaiki beberapa kesalahan kecil pada geometri gigi Anda.
• Mencukur: Proses ini menghilangkan lapisan yang sangat tipis dari permukaan untuk mendapatkan profil yang halus. Mencukur umumnya mahal, jadi jarang digunakan dalam produksi peralatan.
• Membakar: Pada intinya, burnishing adalah proses menggunakan kompresi untuk menghaluskan permukaan.

Mendekati RapidDirect untuk Layanan Manufaktur Gear Terbaik

Pembuatan roda gigi adalah bidang yang sangat terspesialisasi yang membutuhkan presisi dan akurasi ekstrem. Roda gigi adalah komponen penting untuk sistem mekanis apa pun dan bahkan cacat manufaktur terkecil pun dapat memiliki banyak konsekuensi yang merusak. Oleh karena itu, Anda harus berhati-hati dengan layanan yang Anda pilih.

RapidDirect adalah layanan bersertifikat ISO dengan tim paling berpengalaman yang memberikan kinerja terbaik dengan harga paling kompetitif. Kami menawarkan layanan tercanggih yang memberikan Anda yang terbaik dalam hal pembuatan roda gigi.

Dari roda gigi besar untuk mesin industri hingga komponen terkecil untuk aplikasi khusus apa pun, RapidDirect menawarkan kombinasi keterampilan, pengalaman, dan kualitas yang Anda butuhkan. Hubungi kami hari ini dan dapatkan penawaran awal dalam beberapa jam.