بخشی از مقاله
تولید دندانه های چرخدنده به روش صفحه تراشی shaper
عملیات شیپر دومین روش اساسی تولید چرخدنده می باشد و می تواند به عنوان
مقدمه ای برای مرحله شیو یا سنگزنی باشد یا خود اخرین مرحله تولید یک
چرخدنده باشد .
اساس عملیات شیو استفاده از یک ابزار برنده به شکل یک چرخدنده می باشد این
ابزار برنده وقتی با قطعه بلنک رده شده درگیر می شود قصد دارد چرخدنده ای
مناسب برای درگیری با خودش را روی این قطعه خام ایجاد کند. از همین جا
نتیجه می شود که اولین شرط ابزار شیپر این است که دارای مدولی برابر با مدول
چرخدنده ای که قرار است تولید شود باشد.
روش برش چرخدنده روی ماشین های شیپر را می توان با عملیات صفحه تراشی
که دران برداشت بارتنها دریک جهت انجام می شود مقایسه کرد. به همین دلیل نام
این عملیات را شیپر یعنی صفحه تراشی گذاشته اند.
عملیات پرداخت نهایی (shaving)
عملیات شیو چرخدنده یکی ازچندین روشی است که برای تکمیل فرایند تولید یک
چرخدنده بکار می رود.
شیو دنده یک عملیات ماشینکاری پایانی است که مقادیر کوچک فلز رااز روی
سطح کاری دندانه های دنده می زداید .
هدف از عملیات شیو :
هدف از این عملیات تصحیح خطاها در زاویه هلیکال و پروفیل وخارج ازمرکز
بودن وهمچنین تصحیح وبهتر کردن صافی سطح دندانه وبرطرف کردن خطر
انتهای دندانه ها که محل تمرکز بار در حین درگیری چرخدنده ها می باشد. شیو
کاری صدای دنده را کاهش می دهد علاوه بر این که حجم حمل باردنده وعامل
امنیت وعمر کارکرد را نیز افزایش می دهد.
اگر عملیات شیو کاری به درستی انجام شود می تواند خطاهای نا خواسته ای که به
علت عملیات حرارتی در چرخدنده ایجاد می شود و باعث تغییر ابعادی می شود
را کنترل کند و این بسیار اسانتر از ان است که بخواهیم خطاها را در عملیات
حرارتی کنترل کنیم زیرا یک کار بسیار پر دردسر وگاهی غیرممکن است.
عملیات شیو می تواند خطاهای چرخدنده را تا 70 درصد یا بیشتر کاهش دهد لذا با
یک کنترل مناسب درقسمت هاب وشیپر (درمحدوده قابل قبول اقتصادی ) می
توانیم با انجام عملیات شیو به یک چرخدنده خوب یا بسیار خوب برسیم .
باید توجه کنیم که عملیات شیو یک عملیات بسیار ظریف است لذا مقدار باری که
در عملیات شیو برداشته می شود بسیار کم است مقدار زیاد براده در مرحله شیو
باعث پایین امدن کیفییت وخطراتی برای ابزار می شود.
با توجه به ظرافت ابزار شیو معمولا چرخدنده هایی تحت عملیات شیو قرار می
گیرند که سختی انها حداکثر 40 راکول باشد . لذا عملیات شیو درصورتی بعد از
عملیات حرارتی انجام می شود که سختی قطعه کاراز40 راکول تجاوز نکند.
همان طورکه در شرح عملیات گفتیم برش خشن ابزارهای فوق باعث ایجاد کرنش
نا مساوی درسطح چرخدنده می شود ازاد کردن این کرنش ها در طی عملیات
حرارتی به علت عدم توانایی در پیش گویی مقدار یا جهت این کرنش ها غیرممکن
شود.
اصول عملیات شیو کاری :
قبل ازان که به شرح عملیات شیو بپردازیم ابتدا با ابزار شیو اشنا می شویم . ابزار
شیو یک چرخدنده هلیکال است که هردو طرف دندانه های ان شیار زده شده وبه
صورت دندانه دندانه در امده است . لبه هریک از این شیارهای روی وجه دندانه
ابزار یک لبه برنده می باشد. مطلب اصلی از همین جا اغاز می شود این لبه های
برنده در صورتی اعمال برش می کنند که در راستای سطح دندانه چرخدنده مقابل
حرکت داده شوند برای تامین این منظور باید ابزار وچرخدنده راطوری با هم
درگیر کنیم که علاوه برغلطش که باعث چرخش چرخدنده متحرک که همان قطعه
کار است می شود در راستای زاویه هلیکال قطعه کارنیز لغزش داشته باشیم .
باید توجه داشت که در عملیات شیو قطعه کار ثابت است وچرخشی ازخود ندارد و
فقط براثر درگیری با ابزار شیو می چرخد . می دانیم که این حالت زمانی اتفاق
می افتد که محورهای دو چرخدنده هلیکال با هم موازی نباشد . شرط این که بتوانیم
دو چرخدنده هلیکال را با محورهای غیر موازی با هم درگیر کنیم این است که
زاویه هلیکال انها با هم برابر نباشد . دران صورت محورهای انها تحت زاویه ای
به اندازه تفاوت زاویه هلیکال انها متقاطعند.
با توجه به مطالب بالا زاویه هلیکال ابزار شیو با زاویه هلیکال چرخدنده ای که
می خواهد شیو شود برابر نیست و معمولا کمتر است . کله گی ابزار شیو را به
اندازه 15 درجه چرخانده اند که این مقدار در اصل تفاوت زاویه هلیکال ابزار
فوق را با چرخدنده ای که قرار است شیو شود نشان میدهد . حداکثر تفاوت زوایا
در طراحی ها 15 درجه در نظر گرفته می شود .
برای تصور حالت درگیری ابزار و قطعه کار دو استوانه با طول و قطر یکسان
در نظر بگیرید وقتی دو استوانه موازی باشند و به یکدیگر فشار اورند سطح
درگیری مشترکشان یک مستطیل است . طول مستطیل برابر طول استوانه ها و
عرض ان به فشار وارده وقطر استوانه ها بستگی دارد وقتی یکی ازاین استوانه ها
بچرخد زاویه محورش با محور استوانه دیگر از0 تا 90 درجه تغییر می کند که
سطح مشترکشان که یک متوازی الاضلاع است پیوسته کوچک می شود ودر 90
درجه کمترین سطح درگیری بوجود می اید. حال به جای این دو استوانه یک ابزار
شیو ویک چرخدنده جایگزین کنید دقیقا همین اتفاق تکرار می شود براثرچرخش
محورابزارنسبت به محورقطعه کارنیروی لغزشی زیاد ولی منطقه درگیری کاهش
می یابد. منطقه درگیری دقیقا زیرنقطه اتصال ابزارشیوبه کله گی دستگاه است لذا
درعملیات شیو موقعیت چرخدنده نسبت به نقطه لولای ابزاربسیار مهم است.
نقطه لولای ابزاربه کله گی همان نقطه ای است که ازتقاطع محورهای ابزارو
قطعه کاربدست می اید.
نتیجه معقولی که ازبحث فوق می گیریم این است که برای انکه تمام وجه یک
دندانه راشیو کنیم باید قطعه کاررا درطی فرایند طوری حرکت دهیم که تمام سطح
ان اززیرنقطه لولای ابزارعبورکند درغیراین صورت تنها یک ناحیه کوچک از
سطح دندانه شیومیشود. این حرکت رفت وبرگشتی قطعه کاردرحین درگیری با
ابزار شیو توسط میزقطعه کارتامین می شود. با توجه به این که حرکت قطعه کار
درحین فرایند نسبت به محورش چگونه باشد روشهای مختلفی ازشیو کاری بدست
می اید که به شرح انها می پردازیم :
1- شیوکاری به روش مرسوم یامحوری :
Axial or conventional ) )
این روش که بطورگسترده ای برای تولیدات کم ومتوسط استفاده می شود
اقتصادی ترین روش برای شیوچرخدنده هایی با طول دندانه زیاد است دراین
روش درطی فرایند قطعه کاردرراستای محورخودش حرکت داده می شود.
تعداد دفعاتی که قطعه باید حرکت رفت وبرگشت را انجام دهد به مقدارباری که
باید برداشته شود بستگی دارد. طول مسیرحرکت رفت وبرگشتی به طول
دندانه های قطعه کاربستگی دارد. برای بهترین نتیجه طول مسیرحرکت رفت
برگشتی تقریبا 6/1 میلی مترازطول دندانه بزرگترباشد.
2- شیوکاری به روش مورب Diagonal:
دراین روش مسیرحرکت رفت وبرگشتی تحت یک زاویه نسبت به محورقطعه
کارمی باشد. معمولا ازاین روش برای تولیدات بالا یا متوسط استفاده میشود.
ازنکات مثبت استفاده ازاین روش کاهش زمان شیوکاری تا حدود 50 درصد
می باشد . دراین روش مجموع اختلاف زاویه هلیکال ابزاروچرخدنده وزاویه
حرکت نبایداز55 درجه تجاوز کند زیرا باعث شکست دندانه های برنده می
شود . البته برای حل این مشکل ابزارشیوخاصی طراحی شده است.هرچه طول
دندانه ابزارکمتر باشد زاویه حرکت نیزکوچکتراست وبرعکس. دربسیاری از
حالتها زاویه حرکت رابین 30 تا 60 درجه تعیین میکنند تا بهترین شرایطبرای
سرعت برش وکیفیت چرخدنده بدست اید . یکی دیگر ازمزایای استفاده ازاین
روش این است که برخلاف روش قبلی که درطی حرکت رفت وبرگشتی قطعه
نقطه تقاطع محورابزارومحورقطعه کاریک نقطه ثابت بود دراین روش با
حرکت قطعه کارتحت یک زاویه نقطه تقاطع نیزحرکت کرده ودرنتیجه ازتمام
طول دندانه های ابزاربرای برش استفاده می شود واین برعمرابزارمی افزاید.
دراستفاده ازاین روش برای چرخدنده های با گام ظریفترحتی ممکن است
احتیاج به باردهی قطعه بداخل ابزارنباشدو2 باررفت وبرگشت قطعه عملیات
شیو را به پایان رساند.
3-شیوکاری به روش مماسی underpass or tangential :
دراین روش مسیرحرکت قطعه کارعمودبرمحورقطعه کارمی باشد. این روش
برای تولیدات بالا وچرخدنده هایی که دارای شانه محدودکننده هستندبکارمیرود
استفاده ازاین روش دوشرط دارد:1- طول دندانه ابزارازطول دندانه چرخدنده
بزرگترباشد.2-ابزارازنوع دارای دندانه های تغییرپذیر(differential type)
باشد.
4-شیوکاری به روش دورانی plunge
این روش برای تولیدات بالا استفاده می شود. دراین روش قطعه کاررفت و
برگشتی ندارد وفقط قطعه کاربداخل ابزارباردهی می شود. ابزارشیودراین
روش حتما باید ازنوع تغییرپذیر(تفاضلی ) باشدوطول دندانه ابزارازطول
دندانه قطعه کاربزرگترباشد. اولین مزیت این روش زمان کوتاه عملیات شیو
کاری می باشد.
لازم به ذکراست درق
سمت ماشینکاری گیربکس تنها ازدوروش plunge و
Unde rpass برای عملیات شیوچرخدنده ها استفاده می شود شیوه under
Pass فقط برای دونده 3 و5 استفاده می شود.
5- شیوکاری همراه باایجادتاج (crowning )
طراحی دندانه های چرخدنده هابه شکل انولوت برپایه این ادعا انجام میشود که
دندانه های محیطی همیشه موازی خواهند ماندوبارانتقالی همیشه بطورمساوی
درتمام طول وجه دندانه توزیع خواهد شد. اما این یک شرط ایده ال است که
کمتراتفاق خواهدافتاد. هرگونه انحراف ازحالت توازی دندانه ها باعث تمرکز
باردرانتهای دندانه می شود که بیشترین استعداد را برای شکست وترک دارد.
به همین دلیل بازدن دوقوس درراستای لید ودرراستای پروفیل دندانه دندانه را
اصلاح می کنند که به این قوس ها اصطلاحا کرون لید یا کرون پروفیل گفته
می شد. براثرایجاد این قوس ها یک برامدگی بیضی شکل دروسط وجه دندانه
ایجاد می شود که به عنوان یک شکل دندانه elliptoid نامیده می شود. بدین
ترتیب ازتمرکز باردر انتهاهای دندانه اجتناب می شود. مقداراین قوسها بسیار
کم است . مثلا برای دنده 1 این انحنا درحدود 4 میکرون می باشد.
یک دنده کرون داردراصل دارای یک منحنی انولوت است که این منحنی در
اطراف خط گام یک انحنا اضافی دارد ( کرون ) که باعث تصحیح منحنی
انولوت وجلوگیری ازتمرکز باردرانتها وجلوگیری ازتداخل نوکها دردرگیری
بین چرخدنده ها می شود.
چگونگی ایجاد کرون برروی دندانه :
اولا ایجاد قوس درراستای پروفیل فقط توسط ابزارصورت می گیرد یعنی
معکوس قوسی که قرار است درراستای پروفیل روی دندانه چرخدنده ایجاد
شود روی ابزاردراورده شده است . همچنین درتمام روشهای شیوکاری که قبلا
شرح داده شده می توان ازابزاربرای ایجاد کرون لیداستفاده کرد. درشیوکاری
به روشهای محوری ومورب درصورتی که ابزارفاقد قابلیت ایجادکرون در
راستای لید باشد می توان ازمیز کاربرای ایجاد کرون لید استفاده کرد . دراین
حال احتیاج به نوسان میزکارعلاوه برحرکت رفت وبرگشتی ان داریم . این
نوسان باعث می شود دندانه های ابزاردرقسمت انتهای دندانه های چرخدنده
نسبت به وسط بیشترفروبروند.
ایجاد دندانه های تیپر: tapered tooth
دردرگیری چرخدنده ها با دندانه های مستقیم برای اطمینان ازعدم جدا شدن
چرخدنده ها دردرگیری وایجاد یک حالت قفل کننده برای چرخدنده ها انها را
به شکل تیپردارمی سازند . taper درلغت به معنای باریک شدن ومخروطی
شدن است ومنظورازیک دندانه تیپر دارانست که ضخامت دندانه درراستای لید
یکسان نیست. درطرفی که دندانه های چرخدنده ها ازان طرف بداخل هم رفته
ودرگیری شروع می شود ضخامت دندانه کمترودرطرف دیگرضخامت بیشتر
است. بدین ترتیب درهنگام درگیری دندانه ها بهترباهم قفل می شوند.
درگیربکس پراید دنده های عقب اولیه وثانویه ودنده هرزگرد به این شکل
ساخته می شوند. انچه واضح است زاویه دندانه دردوطرف دندانه با هم برابر
نیست برخلاف دندانه های معمولی . برای تولید این نوع ازدندانه ها می توان
از ابزارهای شیو به شکل تیپر داراستفاده کرد . درغیراین صورت برای ایجاد
تیپر باید ازدستگاه کمک گرفت. دردستگاه عملیات شیو محوری به نام محور
تیپروجود دارد که برای همین منظوردرنظرگرفته شده است .
ابزارشیو :
باتوجه به مطالب گفته شده درموردعملیات شیوبه ظرافت ودقت بسیارزیاد
ابزارشیوپی برده اید . این ابزارها که ساخت انها نتیجه یک فرایند بسیارپیچیده
که بریک زمینه وسیع ازتجربه قراردارد می باشد به دقت بسیارزیاد سخت شده
وسنگ زده می شوند . تلرانس ابعاد ان درحد بسیارعالی نگه داشته می شود.
تمام خاصیت های ابزاربه چرخدنده منتقل می شود . درته دندانه ابزارشیو یک
لقی تعبیه شده که کانالی برای جریان پیوسته خنک کننده وجریان براده می باشد
سرعت ابزارشیوبسیارزیاداست وبه حدود 120 متربردقیقه می رسد . براده ها
که ابزاربرمی دارد بسیارظریف وشبیه تارمو است وحداکثرباری که می پذیرد
2/0 میلیمترمی باشد . درحین حال با این درجه ازظرافت درصورتی که از
به خوبی استفاده شود تا هشتاد هزارقطعه رابدون احتیاج به تیزکاری شیو کرده
وبین 4 تا 10 مرتبه نیزقابلیت تیزکاری دارد .
هردوطرف دندانه ابزاربه لبه های برنده مجهزشده است. زیرا هرطرف از
دندانه ابزارتنها یک طرف ازدندانه چرخدنده را پرداخت می کند. لذا درهربارباردهی
قطعه کاربداخل ابزاردریک جهت چرخیده وپس ازبرداشت کامل بارداده شده ازیک سمت
دندانه چرخیده جهت چرخش خود را عوض کرده تا همان باررا از طرف دیگربردارد.
اشنایی با مکانیزم دستگاه شیو :
درقسمت های قبل باقابلیت های یک دستگاه شیو به طورنسبی اشنا شدیم . درقسمت
ماشینکاری گیربکس ازدو نوع دستگاه شیو استفاده می شود.
1-دستگاه های خودکار ساخت کارخانه sicmat که یک نوع NC با قابلیت برنامه ریزی
است. با نوشتن برنامه هرقطعه دستگاه عملیات را اجرا می کند. برای شیو دنده های عقب
پینیون ازاین دستگاه استفاده می شود. متاسفانه نقشه ای از این دستگاه دردست نیست.
3- دستگاه های شیو کاری نیمه خودکار : این دستگاه ها دراین بخش عموما ساخت
کارخانه HURTH المان می باشد . تعیین میزان حرکت میزمقدارباردهی درهرحرکت به
سمت بالای میزوایجاد ازتعاش درمیز توسط اپراتورتعیین می شود. این دستگاه هادوموتور
اصلی دارند : یک موتورحرکات میزکاررا تامین می کندو موتوردوم مخصوص ابزارشیو
است . برای تغییرسرعت میزکارازچرخدنده تعویضی استفاده شده است.
معمولا ازمکانیزم باردهی دستی برای باردهی استفاده نمی شود. دردستگاه یک سیستم
باردهی اتوماتیکی وجود دارد. اگردراین کابینت رابازکنیم 15 دکمه مشاهده می کنیم که بر
روی 5 دکمه عدد صفروبقیه اعداد 2/0 و....و06/0و04/0 و 02/0 می باشد. این اعداد
میزان باردهی درهرمرحله رانشان می دهدو واحد ان میلیمتراست. هرتعداد دکمه هایی که
به داخل فشارمی دهیم تعداد دفعات باردهی ومقداری که برروی هردکمه نوشته شده مقدار
باری است که درهردفعه برداشته می شود. دکمه های صفرمرحله پرداخت رانشان می
دهند وهرچه تعداد دکمه های صفربیشترباشد ( حداکثر5 دکمه صفر) پرداخت بهتری انجام
می شود.
برای درک بهتریک مثال می زنیم مثلا درمرحله شیودنده کرانویل 46/0 میلی متر بار از
سطح کرانویل برداشته می شود. همان طور که گفتیم حداکثر باری که ابزارشیو می تواند
درهرمرحله بردارد 2/0 میلی متر است . لذا برداشت یکباره 46/0 میلی مترممکن نیست
لذا ترکیبی ازدکمه های فوق را بکارمی بریم هرچه مقدارباردهی درهرمرحله کمترباشد
سطح ظریفترولی زمان عملیات بیشتر است. مثلا انتخاب اپراتور دستگاه اعداد 2/0و
14/0و 08/0 و 04/0 و 0 می باشد. بدین ترتیب درمرحله اول میز2/0 میلی متربه
طرف بالا می رود یعنی قطعه کاررا به داخل ابزاربارمی دهد. ابزارپس ازچرخش درهر
دو جهت 2/0 میلی مترباررا از دو طرف دندانه چرخدنده برمی دارد . دوباره میزبه
طرف بالا می رود اما این باربه اندازه 14/0 میلی متر واین عمل تا رسیدن به مقدار46/0
میلی مترادامه خواهد داشت . اگر اپراتوردکمه های 14/0 و12/0 و08/0 و06/0 و04/0
و02/0 و0 را بداخل فشارمی داد سطح پایانی بهترولی درمدت زمان بیشتری بدست
می اورد.
عملیات خان کشی BROACHING
برای تولید دندانه های داخلی کشوئیها وهزارخاری درون پینیون ودنده 5 اولیه ازروش
خان کشی استفاده می شود. قبل ازتوضیح درمورد این عملیات متذکرمی شویم که دنده های
پینیون و5 اولیه به ترتیب برروی شفت اولیه وثانویه ثابت می باشند ولی چون تولید انها
به طور مستقیم برروی شفت ممکن نیست انها را جداگانه تولید می کنند وسپس با ایجاد
هزارخاری دردرون انها وایجاد هزارخاری روی شفت درمحل قرارگرفتن این دنده ها انها
درهم پرس می کنند.
خان کشی یک فرایند منحصر بفرد با کارایی بسیار بالا است که در ان تغذیه لبه های
برنده به داخل قطعه کار توسط خود ابزار انجام می شود. سطح حاصله عکس مقطع خان
کش است ودر بیشتر موارد با یک بار عبورابزاربرروی قطعه کارتولید می شود. دراین
فرایند ازپیچیدگیهای عملیات های دیگرخبری نیست ووظیفه اصلی برعهده ابزاراست.
دستگاه خان کشی یک مکانیزم است که فقط برای کشیدن ابزارخان کشی طراحی شده
است. خان کش مجموعه ای ازابزارهای تک لبه است که برروی یک میله صلب مرکزی
قرارگرفته وهرلبه بیش ازلبه قبلی ازمیله مرکزی فاصله دارد. این افزایش فاصله ازمحور
پله نام دارد وعمق تراش هر دندانه (ضخامت تراشه ) را معلوم می کند. البته ممکن است
درقسمت پرداخت پله ای ایجاد نکنند. مقدار باری که از روی قطعه کار برداشته می شد
برابرمجموع تمام پله های ابزارخان کش ومیزان باربرداری توسط هر دندانه بستگی به
نوع برش ان دندانه (خشن یا پرداخت ) واستحکام وشکل پذیری فلز قطعه کاردارد. اگر
اگرمیزان باربرداری درهرپله زیاد باشد موجب ایجاد تنش های ناهنجار در دندانه های
خان کش ودر قطعه کارمی شود . ضخامت خیلی کم بار هم باعث مالش ابزار به قطعه
کارمی شود نه برش . معمولا 15/0 میلی متر برای دندانه های خشن تراش و02/0
میلی متر برای پراخت نرخ خوبی است .
درخان کش گام دندانه ها وفضای خالی بین انها که بوسیله شعاع تامین می شود باید برای
تراشه ها کافی باشد. تمام تراشه های ایجاد شده بوسیله یک دندانه درتمام مدت درگیری
ابزار با کارباید درفضای بین دو دندانه متوالی جابجا شود . زاویه ازاد پشت هرلبه برنده
برای جلوگیری ازمالیده شدن ابزاربه قطعه کار است ومعمولا بین 1 تا 3 درجه است .
دندانه های نیمه پرداخت کن موجب صاف کردن سطح می شوند درحالی که دندانه های
برای ایجاد اندازه دقیق بکارمی روند.
ماشین های خان کشی :
همان طور که اشاره شد کار اساسی این ماشین ها ایجاد حرکت رفت وبرگشتی ساده در
ووسیله ای برای جابجا کردن خودکاران است . بیشتر ماشین های خان کشی با نیروی
هیدرولیک کار می کنند. ماشین های خان کشی به دو دسته افقی وعمودی تقسیم می شوند
این دو نوع اساسا فرقی با هم ندارند بلکه محدودیت فضای کارگاه یا محدودیت دستگاه
برای بکاربردن هر طولی ازابزار خان کش که معمولا بلند هستند باعث ترجیح یکی بر
دیگری می شود. ماشین های خان کشی عمودی به دو دسته تقسیم می شوند :
1- ماشین های کشیدنی به سمت پایین : دراین ماشین ها ابزار برای براده برداری از بالا
به پایین حرکت می کند. مثلا خان کشی اولیه کشوئیها
2- ماشین های کشیدنی به سمت بالا : درابن ماشین ها ابزار برای براده برداری از پایین
به بالا حرکت می کند. مثل خان کشی دنده 5 وپینیون
برای انجام خان کشی ثانویه کشوئی ها از ماشین خان کش افقی استفاده می شود در استفاده
ازماشین خان کش افقی باید توجه کنیم که قطر خان کش نسبت به طول ان انقدر زیاد باشد
تا بتواند ازتاب برداشتن ابزار به علت وزن جلوگیری کند.
خان کشی دنده های 5 وپینیون دریک مرحله انجام می شود. اما دنده های کشوئی دو مرحله
خان کی دارند ودر میان دو مرحله یک عملیات به نام رلینگ داخلی (Rollong ) بر روی
انها انجام می شود.
خان کشی اولیه :
دراین مرحله دندانه های داخل کشوئی ها بصورت هزارخاری درون انها ایجاد می شود.
ابزار این مرحله به نام بروچ است.
رلینگ داخلی :
راین مرحله درطرف بالا وپایین دندانه های کشوئی پخ هائی مطابق نقشه ارائه شده زده می
شود این پخ ها باعث سهولت درگیری کشوئی با دنده برنجی ودنده می شود وهمچنین باعث
ایجاد حالت قفل کنندگی برای کوپل کشوئی ودنده برنجی در هنگام چرخش می شود.
برای تولید این پخ ها ازروش نورد استفاده می شود یعنی بر اثر فشارابزاردردندانه تغییر
شکل پلاستیک ایجاد می شود مکانیزم دستگاه یک مکانیزم نسبتا ساده است دو ابزار نورد
کننده که یکی پخ بالا ودیگری پخ پایین دندانه ها را ایجاد می کنند ابتدا توسط شفتی دو
پارچه گرفته می شوند. دراین حالت ابزار در وسط قطعه کار قراردارد وقطعه کار در وسط
یک دیسک دایره ای که یا یک دیسک دایره ای دیگر در تماس است هنگامی که عملیات
اغازمی شود دیسک حاوی قطعه کار شروع به چرخیدن می کند ودیسک دوم تحت فشار
هیدرولیکی پشت خود به دیسک حاوی قطعه ککارفشارمی اورد این عمل باعث می شود
دیسک حاوی قطعه کار حرکت کرده وبه قطعه کارفشاربیاورد درنتیجه قطعه کاربه ابزار
فشارمی اورد ولبه برجستگی ابزارکه در نقشه ان کاملا پیداست باعث تغییرشکل پلاستیک
درقطعه کارمی شود. از انجا که هردو طرف دندانه باید پخ زده شود لذا جهت چرخش
دیسک پس از تکمیل طرف اول عوض می شود تا پخ سمت دیگر ایجاد شود.
بروچ ثانویه :
از ان جا که مرحله رلینگ داخلی یک فرایند تغییر شکل پلاستیک است باعث ایجاد زواید
وبرجستگی هایی بر روی دندانه های کشوئی می شود. برای از بین بردن این زواید و
همچنین برای پرداخت دندانه ها وتکمیل شکل انها مرحله بروچ ثانویه انجام می گیرد
علاوه بر این که در کشوئی های 3و4و5 تعادی از دندانه ها مطالق نقشه ارائه شده ازروی
قطعه کار پاک می شوند این محل ها محل قرارگیری خارهای اتصال دهنده کشوئی به توپی
است. تذکر این نکته مفید است که دنده عقب ثانویه همان کشوئی 1و2 می باشد لذا ابتدا
قسمت کشوئی ان تکمیل می شود وسپس فرایندهای تولید دنده عقب برروی ان اجرامیشود.
ماشین سنگ سنباده :
برای سنگ کاری ازماشینهای سنگ سنباده استفاده می شود. این ماشینها را برحسب نوع و
فرم کار در انواع مختلفی می سازند. درکارگاههای مقدماتی برای تیز کردن ابزارها مثل
وسایل خط کشی و قلم ها وشابرها ومته ها معمولا ازماشینهای سنگ سنباده رومیزی ویا
پایه دار دو طرفه استفاده می شود. که غالبا به یک طرف ان سنگ سنباده نرم وبه طرف
دیگر ان سنگ زبرسوارمی کنند.
دربعضی ازموارد به جای یکی ازسنگ سنباده ها برس سیمی دواری ازجنس فولاد سوار
کرده وازان برای تمیزکردن سطوح زنگ زده استفاده می شود.
درقسمتی که سنگ روی ماشین های سنگ سنباده سوار می شود قال محافظی قرار دارد که
حداقل به اندازه سه چهارم ازسنگ را می پوشاند.
چون درضمن کاروصاف کردن مجدد قطرسنگ کم می شود لذا جهت اطمینان وپوشش
بیشترزبانه قابل تنظیمی دربالای قاب تعبیه شده است. فاصله زبانه با محیط سنگ بایستی تا
حدود 5 میلی متر تنظیم شود تا چنانچه درهنگام کارسنگ سنباده خردشود باعث ایجاد سانحه
نگردد.
بستن سنگ سنباده :
چون سنگ سنباده ها با سرعت محیطی نسبتا زیادی کارمی کنند بایستی انها را با دقت کامل
ورعایت نکات ایمنی به نحو اطمینان بخشی به محورماشینهای مربوطه بست . جهت بستن
صحیح سنگ سنباده ها به نکات زیربایستی توجه کرد.
1- قبل ازبستن بایستی سنگ سنباده ها را از نظرسالم بودن ونداشتن ترک امتحان کرد.
برای این منظورسنگ سنباده را روی میله ای بطور ازاد قرار داده وبا چکش چوبی به ان
ضربه می زنیم . صدایی که شنیده می شود بایستی کاملا صاف باشد با کمی دقت می توان
تشخیص داد که سنگ سنباده سالم است ویا ترک دارد.
2- پس ازازمایش صداان را به ارامی به نحوی روی محورماشین قرارمی دهیم که به بوش
سربی سنگ سنباده لطمه ای وارد نشود.
3- برای محافظت وهمچنین توزیع یکنواخت نیروی بستن دردوطرف سنگ ازفلانچ هایی
استفاده می کنند که قطرانها حداقل به اندازه یک سوم قطرسنگ بوده وبرای این که بهتر روی
بدنه قرارگیرند داخل انها را خالی می کنند با فقط حاشیه ای از لبه انها سنگ را نگه دارد.
به منظورجلوگیری ازفشارغیریکنواخت ودرنتیجه شکستن سنگ بین فلانچ وبدنه سنگ واشر
ازجنس مقوا یا نمد یا چرم ویا لاستیک فشرده قرارمی دهند.
4- جهت گردش مهره نگهدارنده سنگ سنباده را به نحوی انتخاب می کنند که درجهت مخالفت
گردش سنگ محکم شده ودر هنگام کاربه خودی خور باز نشوند . برای این منظور پیچ محور
سنگ سنباده هایی که در جهت گردش انها موافق عقربه های ساعت باشد چپ گرد وانهایی که
مخالف عقربه های ساعت میگردند راست گرد انتخاب می شود .
5- ازانجایی که قطر داخلی بوش سربی کمی بزرگترازقطر محورماشین سنگ سنباده می باشد
امکان لنگ بودن سنگ پس ازسوارکردن وجود دارد. برای گرفتن لنگی سنگ پس ازسوار
کردن وقراردادن واشرها وفلانچ ها مهره نگهدارنده را کمی سفت کرده وضمن حرکت ارام
سنگ بوسیله دست به کمک یک قطعه گچ ویا با استفاده ازتکیه گاه ماشین سنگ سنباده لنگی
ان را تشخیص داده وبوسیله یک چکش لاستیکی لنگی ان را برطرف می کنیم .
این عمل را دورکردن سنگ نیز گویند. پس ازدورکردن سنگ مهره نگهدارنده رابا نیروی
مناسبی سفت کرده ماشین را به مدت 5 دقیقه به حرکت دراودره وخود درکناری می ایستیم
تا چنانچه دراثر بستن سنگ ترکهای کوچکی دران ایجاد شده باشد ودراثر نیروی گریزازمرکز
بصورت قطعاتی به خارج پرت شود سانحه ای بوجود نیاید.
پس از مرحله فوق برای اینکه سنگ سنباده کاملا با دقت زیاد دورشده وسطح محیط ان نیز
صاف باشد بایستی بوسیله قرقره سنگ صاف کن یا الماس محیط انرا صاف کرد
.
سنگ سنباده های بزرگ وانهایی که با سرعت محیطی بیشتری کارمی کنند بایستی علاوه بر
مراحل فوق وزنه های کوچکی که درداخل شیاردم چلچله روی یکی ازفلانچها قراردارند
بالانس شوند.
درقسمت جلوی سنگ تکیه گاه قابل تنظیمی وجود دارد که فاصله ان نیز بایستی با محیط سنگ
حتی المقدور کم باشد زیاد بودن فاصله تکیه گاه با سنگ سنباده خطر قاپیدن قطعه کارودر
نتیجه شکستن سنگ رابهمراه داشته واحتمال بروز سانحه وجود خواهد داشت فاصله تکیه گاه
تا سطح محیط سنگ سنباده را معمولا تا حدود 3 میلیمترانتخاب می کنند.
درگارگاهها برای سنگ کاری دستی به منظورسنگ زدن وصاف کردن سطوح از ماشینهای
سنگ سنباده دستی نیز استفاده می شود که درزیردو نمونه ازانها را مشاهده می کنید.
آشنایی با دستگاه سنگ تخت
ازاین سنگ برای سنگ زدن قطعات تخت با دقت بسیاربالا استفاده می شود.
قسمتهای مختلف این دستگاه :
1) سنگ 2) میزدستگاه 3) گیره مغناطیس 4) بدنه دستگاه
پارامترهای تعیین کننده حرکت درسنگ تخت :
1- حرکت دورانی سنگ (ثابت ) R.P.M
2- حرکت طولی میز
3- حرکت عرضی میز
4- حرکت عمودی میز
حرکت عرضی وحرکت عمودی میز نسبت به عوامل زیرمتغیرمی باشند:
جنس قطعه کار
جنس سنگ
دانه بندی
مایع خنک کاری
آشنایی بادستگاه سنگ محوری
مزایای سنگ زنی :
1) ماشینکاری قطعات ازجنس مختلف
2) امکان ماشینکاری ازدوطرف
3) ایجاد کیفیت سطح ایده ال
4) بالا بردن سرعت مونتاز
5) به حداقل رساندن تلرانس ابعادی
6) کم بودن فشاروارد ازابزاربرکار
7) زدودن تنشها وانحرافات ابعادی
کارایی دستگاه : این ماشین قابلیت سنگ زدن محورها وشفتها وهمچنین سنگ زدن بوش ها و
یاتاقان ها را دارا می باشد.
قسمت های مختلف دستگاه :
سنگ بیرونی – سنگ داخلی – کلگی کارگیر- میزدستگاه – اهرم ها وکلیدها .
سنگ بیرونی : برروی این ماسین سنگی عمود بر محور کلگی کارگیر دستگاه نصب شده
است که قابلیت سنگ زنی شفتها ومحورها را به ما می دهد . این سنگ دارای دو دور مختلف
می باشد وقتی قطرسنگ ازدوسوم قطر اولیه سنگ بیشتر باشد ان را روی دور کم قرار می
دهیم ووقتی قطران کمترشد روی دورزیاد قرارمی دهیم .
سنگ درونی : این سنگ نیزدرموازات محورکلگی کارگیرمی باشد که درسنگ زنی سوراخها
دورمانند بوش ها ویاتاقانها مورد استفاده قرار می گیرد.
ماشین سنگ ابزارتیزکنی
ازاین ماشین برای سنگ زنی ابزارهای برنده مانند رنده انواع قلمها وتیغه فرزهای انگشتی
وتیغه فرزهای پیشانی وابزارهای فرم دارو.... استفاده می شود. همچنین برای ابزارهای
فولادی ونوک کاربیدی نیزبکار می رود.
دستگاه شامل میزکار است که دارای حرکت افقی به سمت چپ یا راشت می باشد وبصورت
دستی ویا اتوماتیک عمل می کند. دامنه حرکت میز را می توان توسط پینهایی که بر روی
میز قرار داده شده تنظیم کرد. محورسنگ که علاوه برحرکت به سمت عقب وجلووبالا و
پایین وظیفه چرخاندن سنگ رانیزدارد. همچنین با زاویه دادن به این کلگی می توان ان را
برای کارهای متعدد مورد استفاده قرارداد. دستگاه مکنده جهت جمع اوری براده های حاصل
از سنگ زنی که درکنارسنگ وبرروی کلگی نصب می گردد. این سیستم نیزبا فشاردادن کلید
ان برروی صفحه کلید فعال می شود. قلم گیرکه برروی میزنصب می گردد این قلم گیر می
تواند درجهت مختلفی به ان زاویه داده شود وهرگونه سطحی را با زاویه مورد نظر برروی
قلم ایجاد کرد. درهنگام سنگ زنی تیغه فرزانگشتی باید ازتایکوپ مناسب و صفحه شی
اردار
مناسب برای فرزمورد نظراستفاده کرد.
عملکرددستگاه :
تیزکردن قلم : برای تیزکردن قلم ابتدا برای اسانی کاروهمچنین اسیب کمتروسنگ می تواند از
طریق سنگ رومیزی قلم را به صورت خشن کاری سنگ زد وسپس برای تیزکردن نهایی بر
روی دستگاه قرارداد. قبل ازبستن قلم برروی قلم گیرباید به این نکته توجه داشت که جهت
چرخش سنگ باید ازلبه برنده قلم به سمت عقب وپایین باشد . چون درغیراین صورت حرکت
سنگ باعث ایجاد پلیسه برروی لبه قلم شده وکارایی ان را پایین می اورد. بعد ازقراردادن
ومحکم کردن قلم درقلم گیردادن زاویه لازم باید ان را مرکزکنیم که مرکزکردن قلم با توجه به
پهنای سطح قلم بطورتقریبی دروسط محورسنگ مرکزمی شود.
زاویه قلم برای سطح ازاد لبه برنده فرعی 8 درجه می باشد که این مقدار با تنظیم زاویه بالایی
میسرمی گردد.و زاویه پایین که حول محوری عمودی می چرخد باید برروی صفرتنظیم گردد
درهنگام باربرداری نیزاگر حرکت میز بصورت دستی انجام می گیرد باید طوری حرکت ان
را کنترل کنیم که سطح قلم ونوک ان نسوزد . مقدارپهنای سطح ازاد فرعی باید به اندازه
عرض خود قلم باشد . بنابراین میزان حرکت ودامنه ان راطوری تعیین می کنیم که بیشتراز
این مقدارسنگ وارد قلم نشود. براده برداری وسنگ زنی سطح براده برداری وسنگ زنی
سطح براده نیز به همین روش می باشد با این تفاوت که زاویه براده ما تغییر می کند.
درحدود 14 درجه . برای سنگ زنی پیشانی قلم باید ان را در هر دو جهت زاویه داد. یکی
زاویه ازاد پیشانی ودیگری زاویه ازاد لبه برنده که این دو مقدارنیزدرحدود 8 درجه می باشد
درهنگام زدن این سطح باید دامنه حرکت میز طوری انتخاب شود که قلم از لبه سنگ کامل رد
شود چه درحالت رفت وچه درحالت برگشت . برای جلوگیری ازسوخته شدن لبه قلم وسطح
ان حرکت میزراکمی سریع انتخاب می کنیم . جهت دوران محورسنگ دردو جهت سنگ را
انتخاب می کنیم همانطور که قبلا گفته شود این جهت باید از طرف لبه برنده قلم به عقب باشد.
برای عوض کردن این جهت باید دستگاه خاموش شودوسپس جهت را عوض کنیم .
درصورت کند شدن سنگ می توان ان را بوسیله الماسه موجود نصب شده برروی میز تیزکرد
وسطح بهتری را بدست اورد.
تولید دندانه ها برروش هاب زنی : HOBBING
دراین روش یک ابزارکه دراصل یک مارپیپچ ( حلزون ) است وبه وسیله شیارهایی که
روی ان زده شده دارای لبه های برنده گردیده با قطعه کاردرگیرشده ودندانه هارا برروی
ان ایجاد می کند. برای تقریب ذهن می توان این طور مثال زد که ابزارمانند یک پیچ است
که قصد دارد درمهره که دراین جا همان قطعه کاراست پیچید ولی چون شیارهای مهره
ایجاد نشده این پیچ با پیچیدن وبه کم لبه های برنده خود شیارهای مهره را که دراین جا
همان دندانه های چرخدنده است ایجاد می کند . لازم به ذکراست که هرچرخدنده رامیتوان
یک پیچ یا مهره n راهه درنظر گرفت که n تعداد دندانه های چرخدنده است.
شرط اساسی برای ابزارهاب برای تولید یک چرخدنده این است که مدول وزاویه ف
شاران
با مدول وزاویه فشارچرخدنده برابر باشد . هرچند که گاهی زاویه فشارابزارکمی با زاویه
فشارچرخدنده تفاوت می کند. به عنوان مثال زاویه فشاردنده 4 اولیه هفده دقیقه و سی ثانیه
است در حالی که زاویه فشارابزارچهارده دقیقه و بیست ثانیه است . از ان جا که
خصوصیات ابزارهاب درعملیات تولید چرخدنده نقش اساسی را ایفا می کند به
توضیح چند پارامترمهم درمورد ابزارمی پردازیم :
1- تعداد راهها :
همان طوری که گفتیم ابزارهاب را می توان مانند یک پیچ درنظرگرفت و همان طورکه یک
پیچ می تواند چند راهه باشد ابزارهاب نیز به صورت تک راهه یا چند راهه ساخته می شود.
ابزارهایی که دربخش ماشینکاری گیربکس استفاده می شود دو راهه می باشد.
افزایش تعداد راههای هاب برای افزایش بازدهی ان می باشد بخصوص با چرخدندها ئی با
مدول کمتراز5/2 وبا تعداد دندانه هائی نسبتا زیاد این یک امرضروری است . برای توضیح
نقش مثبت افزایش راهها درابزارهاب با به همان مثال پیچ ومهره بر می گردیم :
وقتی یک پیچ رو راهه رادریک مهره می پیچانیم نسبت به زمانی که یک پیچ یک راهه در
همان مهره میپیچانیم وقت کمتری صرف می کنیم برای بریدن یک چرخدنده که 30 دندانه
دارد به وسیله یک هاب تک راهه به ازای هریک دوری که چرخدنده می زند ابزار ها ب باید
30 دوربزند زیرا همان طور که گفتیم هردندانه ازچرخدنده مانند یک راه می باشد که ابزار
باید ان را طی کند لذا وقتی چرخدنده به اندازه یک دندانه جابجا می شود یعنی یک راه عوض
می کند ابزار درطی این مدت باید راه قبلی را طی کند تا درون این راه بیفتد به عبارت دیگر
باید یک دور بزند که همان نسبت 30 به 1 به دست می اید . اما وقتی از یک هاب دو راهه
استفاده می کنیم به ازای هر یک دور چرخدنده با 30 دندانه ابزارهاب باید 15 دور بزند.
نکته ای که باید تذکردهیم این است که زمان انجام عملیات درهنگام استفاده از یک هاب چند
راهه به طورمتناسب کاهش می یابد البته به شرط انکه متناسب با افزایش تعداد داههای یک
هاب تعداد شیارهای ان را نیز افزایش دهیم زیرا اگر تعداد راهها را افزایش داده ولی تعداد
شیارها ثابت بماند تعداد دندانه های برنده درهرراه کاهش یافته مقدارباربرداری درهرچرخش
کاهش یافته درنتیجه زمان عملیات به مقدارقابل توجهی کاهش نمی یابد.
رابطه زیر بیانگر زمان انجام عملیات است :
N × L
------------------------ = زمان انجام عملیات
T × rpm × f
که دران N تعداد دندانه های چرخدنده و T تعداد راههای هاب و f مقدارپیشروی ( باردهی )در
هرچرخش قطعه کارو rpm سرعت هاب درهر دقیقه و L پارامتری است که بحث درمورد ان
ازمورد ان ازحوصله این گزارش خارج است . با ثابت ماندن بقیه پارامترها و دو راهه شدن
هاب زمان عملیات نصف می شود.
نکات مهم دراستفاده ازهابهای چند راهه :
باافزایش تعداد راههای یک هاب دقت عملیات کاهش می یابد. علاوه بران سرعت چرخدنده
حلزونی تقسیم که کارتقسیم دوررا برعهده دارد افزایش می یابد به خصوص وقتی تعداد
دندانه های چرخدنده کم باشد حتما باید سرعت چرخدنده حلزونی مزبورکنترل شود تا ازبیشترین
سرعت مجاز که ازطرف کارخانه سازنده تعیین شده تجاوز نکند. علاوه براین درهابهای که زاویه
هلیکس انها بیش ازهفت ونیم درجه باشد ایجاد بیش ازیک راه مجازنمی باشد زیرا یک سطح
نامناسب تولید می کند.
