호브반

호브반

호브. 호빙에 사용되는 커터

호브반은 래크커터의 변형으로 볼수 있는 호브를 기어 잇수에 대응하는 회전이송을 기어 소재에 주어 창성법으로 기어의 치형을 절삭하는 기어절삭 전용 공작기계이다. 호빙머신이라고도 한다.

호브의 회전과 소재의 상대운동에 의하여 기어절삭이 가능하도록 4가지 조정이 필요하다.

① 변속장치에 따라 호브의 회전과 절삭속도를 선택한다

② 변환 기어로 호브의 이송량을 조절한다

③ 분할 변환기어를 사용하여 호브가 1회전할 때 기어 소재가 1피치 회전되도록 테이블을 회전한다

④ 헬리컬 기어를 절삭할 때에는 차동기어 장치를 사용하여 나선각에 적합한 테이블의 회전 등이 가능한 구조로 한다

호브반의 정밀도, 공구 강성, 치형 정도, 작업물과 호브의 취부 정도, 호브의 정밀도에 의해 기어의 정밀도를 결정한다.

개요

호빙머신은 기어 제조 공정에 사용되는 일종의 공작 기계이다. 정밀한 정확도와 균일성으로 기어, 스플라인 및 기타 기어 유사 부품을 절단하는 데 사용된다. 호빙 프로세스는 기어 톱니가 있는 절삭 공구인 호브가 고정된 상태에서 기어 블랭크를 절단하여 기어 톱니를 형성하는 동안 기어 블랭크를 회전시키는 과정을 포함한다. 호빙 기계에는 일반적으로 기어 블랭크를 회전시키는 공작물 스핀들과 호브를 고정하는 호브 스핀들이 있다. 호브 스핀들을 조정하여 절단할 기어 톱니의 절단 각도와 모양을 변경할 수 있다. 기계에는 호브를 기어 블랭크로 깊이 제어하는 절단 이송 메커니즘과 호브를 회전시키는 기어 구동 시스템도 있다.

호빙 기계는 일반적으로 대량 기어 생산에 사용되며 정밀한 정확도와 균일성으로 기어를 절단할 수 있다. 그들은 자동차, 항공 우주 및 산업 제조와 같은 산업에서 일반적으로 사용된다. 호빙머신은 다양한 기어 크기와 생산량을 수용할 수 있도록 다양한 크기와 용량으로 제공되며 수동 또는 자동 작동을 위해 설계될 수 있다.

종류

• 수평 호빙머신: 호브와 가공물이 수평면에 위치하며 호브가 정지된 상태에서 가공물이 회전한다. 이 유형의 기계는 일반적으로 대형 기어 및 내부 톱니가 있는 기어 생산에 사용된다.
• 수직 호빙머신: 호브와 작업물이 수직면에 위치하고 작업물이 정지된 상태에서 호브가 회전한다. 이 유형의 기계는 일반적으로 더 작은 기어와 외부 톱니가 있는 기어 생산에 사용된다.
• 연속 호빙머신: 연속 호빙머신은 멈추지 않고 연속 사이클로 기어를 생산할 수 있는 고생산성 호빙머신이다. 공작물이 기계에 공급되고 공작물이 회전하는 동안 호브가 기어 톱니를 자른다. 완성된 기어는 자동으로 제거되고 다음 공작물이 기계에 공급된다.
• 유성 호빙머신: 유성 호빙 머신은 모듈이 크고 정확도가 높은 기어를 생산하는 데 사용된다. 기계는 공작물을 회전시키는 대신 공작물 주위로 호브를 회전시켜 작동한다. 이 유형의 기계는 높은 정확도와 표면 마감으로 기어를 생산할 수 있지만 다른 유형의 호빙 기계보다 더 복잡하고 일반적으로 더 비싸다.

호빙머신에 의한 기어가공

호브가 회전하면, 래크의 이 모양은 축방향으로 이송되며, 호브가 1 회전하면 호브가 한줄 나사일 때에는 1피치만큼,. 두줄나사 일 때에는 2피치만큼 이동하게 된다. 따라서 기어 소재에 적절한 회전을 주면 호브를 기울어진 각만큼 기울이는 것 외에는 마치 웜과 기어와의 물림과 같은 관계가 되며, 호브의 날로 인벌류트 기어가 창성된다.

호빙머신에 의한 기어 깍기는 연속적으로 절삭되므로 능률적이며, 비교적 정밀도가 좋은 기어를 가공할수 있으므로 널리 이용된다.

호브 절삭법

상향호빙과 하향호빙

호브 절삭법에 의한 가공기어의 종류에는 여러가지가 있으나 이들 기어의 모듈 또는 지름피치와 압력각이 같으면, 잇수에 관계없이 하나의 호브로 기어를 깍을 수 있는 특징이 있다. ① 상향호빙 : 호브를 기어 소재에 대하여 축 방향으로 이송하는 방법에는 호브를 호브의 회전방향과 같은 방향으로 이송

② 하향호빙 : 호브의 회전방향과 역방향으로 이송.

밀링 커터로 절삭하는 경우와 같다. 일반적으로 상향 호빙을 적용하고 있으나, 호빙머신의 성능, 호브의 재질 등의 개선으로 중절삭이 가능한 하향호빙을 적용하고 있다. 특히 경질의 소재를 가공할 때에는 하향호빙이 호브의 마멸이 적은 장점이 있다.

응용분야

• 자동차 산업: 호빙머신은 트랜스미션 시스템, 파워 스티어링 시스템 및 기타 자동차 부품용 기어를 제조하는 데 사용된다.
• 항공우주 산업: 호빙머신은 높은 정확도와 신뢰성이 중요한 항공기 엔진 및 기타 항공우주 부품용 기어를 생산하는 데 사용된다.
• 산업 기계: 호빙 기계는 컨베이어, 펌프 및 모터와 같은 산업 기계용 기어를 생산하는 데 사용된다.
• 발전: 호빙 머신은 풍력 터빈 및 가스 터빈과 같은 발전 장비용 기어를 생산하는 데 사용된다.
• 채광 및 선광: 호빙 기계는 컨베이어 및 분쇄기와 같은 채광 장비와 선광 장비용 기어를 생산하는데 사용된다.
• 공작 기계 제조: 호빙 기계는 선반 및 밀링 기계와 같은 공작 기계 제조에 사용된다.

이러한 응용 분야에서 호빙 기계를 사용하면 사용되는 장비의 적절한 기능에 중요한 균일하고 정확한 톱니 프로파일을 가진 고정밀 기어를 생산할 수 있다. 호빙 기계는 또한 대량 생산이 가능하다. 많은 양의 기어가 필요한 응용 분야에 이상적이다.

호빙머신의 장점

• 높은 정밀도: 호빙 기계는 균일하고 일관된 치형으로 높은 정확도와 정밀도로 기어를 생산할 수 있다.
• 대량 생산: 호빙 머신은 대량 생산이 가능하므로 대량의 기어가 필요한 응용 분야에 이상적이다.
• 다목적성: 호빙 기계는 소비재용 소형 기어에서 산업 기계용 대형 기어에 이르기까지 다양한 기어 유형과 크기를 생산하는 데 사용할 수 있다.
• 내구성: 호빙 머신은 오래 지속되도록 제작되었으며 대량 생산 요구 사항을 견딜 수 있도록 설계되었다.

호빙머신의 단점

• 높은 비용: 호빙 기계는 일반적으로 다른 기어 제조 방법보다 비싸기 때문에 소규모 기업과 개인이 접근하기 어렵다.
• 복잡성: 호빙 기계는 작동 및 유지 관리에 전문 교육과 전문 지식이 필요한 복잡한 기계이다.
• 유지 보수 요구 사항: 호빙 기계는 지속적인 작동을 보장하고 기어 생산의 정확성과 정밀도를 유지하기 위해 정기적인 유지 보수가 필요하다.
• 제한된 기어 재료: 호빙 기계는 일반적으로 강철 및 특정 유형의 금속과 같은 특정 기어 재료의 사용으로 제한되어 다른 재료로 기어를 생산하는 데 덜 적합하다.

참고자료

• 로망사슴, 〈기어 제작, 기어 연삭 방법 (gear grinding, gear cutting), 호빙, 셰이핑, 그라인딩, 창성법〉, 《티스토리》, 2024-02-29
• 대구공돌이, 〈(공작)호빙머신(hobbing machine)〉, 《네이버 블로그》, 2022-04-09
• 메카럽, 〈호빙머신이란? - 정의, 종류, 응용 분야, 장단점〉, 《티스토리》, 2023-02-13

같이 보기

• 기어
• 절삭공구
• 공작기계
• 연삭기
• 평삭기
• 선반
• 톱니바퀴

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