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 ا
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 :
- 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.
- 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 درقسمت 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
شامل 39 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله تولید دندانه های چرخدنده به روش صفحه تراشی (Gear Shaper)
