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GEARMANUFACTURINGMETHODSABSTRACTTHISPAPERDEALSWITHTHEPRODUCTIONPROCESSOFTHECHAINWHEELITDETAILEDDESCRIPTIONOFGEARPLANNING,GEARSHAPING,GEARHOBBING,GEARBROACHING,GEARSHAVING,GEARGRINDING,ANDINTRODUCETHETEETHOFTHEPRODUCTIONOFAVARIETYOFMETHODSANDTHEUSEDOCCASIONSKEYWORDSGEARPLANNING,GEARSHAPING,GEARHOBBING,GEARBROACHING,GEARSHAVING,GEARGRINDING,GEARPLANINGTHESHAPEOFTHESPACEBETWEENGEARTEETHISCOMPLEXANDVARIESWITHTHENUMBEROFTHEGEARASWELLASTOOTHMODULE,SOMOSTGEARMANUFACTURINGMETHODSGENERATETHETOOTHFLANKINSTEADOFFORMINGGEARPLANINGUSESARECIPROCATINGRACKS,STROKINGINTHEDIRECTIONOFTHEHELIXONAGEARWITHAGRADUALGENERATIONOFFROMASTHERACKEFFECTIVELYROLLSROUNDTHEGEARBLANKTHERACKISRELIEVEDOUTOFCONTACTFORTHERETURNSTROKEASINNORMALSHAPINGORPLANNINGITHASTHEGREATADVANTAGETHATTHECUTTINGTOOLSISASAMPLINGRACKWITHNEARINGSTRAIGHTSIDEDTEETHWHICHCANEASILYBEGROUNDACCURATELYTHISMETHODISLITTLEUSEDFORHIGHPRODUCTIONBECAUSEITISRELATIVELYSLOWINOPERATIONDUETOTHEHIGHTOOLANDSLIDEMASS;FORJOBBINGPURPOSETHESLOWSTROKINGRATEDOESNOTMATTERANDLOWTOOLCOSTGIVEANADVANTAGEWHEREUNUSUALSIZESORPROFILEMODIFICATIONAREREQUIREDGEARSHAPINGGEARSHAPINGISINHERENTLYSIMILARTOGEARPLANNINGBUTUSESACIRCULARCUTTERINSTEADOFARACKANDTHERESULTINGREDUCTIONINTHERECIPROCATINGINERTIAALLOWSMUCHHIGHERSTROKINGSPEED;MODERNGEARSHAPERSCUTTINGCARGEARSCANRUNAT2000CUTTINGSTROKESPERMINUTETHESHAPEOFTHECUTTERISROUGHLYTHESAMEASANINVOLUTEGEARBUTTHETIPSOFTHETEETHAREROUNDEDTHEGENERATINGDRIVEBETWEENCUTTERANDWORKPIECEDOESNOTINVOLVEARACKORLEADSCREWSINCEONLYCIRCULARMOTIONISINVOLVEARACKORLEADSCREWSINCEONLYCIRCULARMOTIONISINVOLVEDTHETOOLANDWORKPIECEMOVETANGENTIALLYTYPICALLY05MMFOREACHSTROKEOFTHECUTTERONTHERETURNSTROKETHECUTTERMUSTBERETRACTEDABOUT1MMTOGIVECLEARANCEOTHERWISETOOLRUBOCCURSONTHEBACKSTROKEANDFAILUREISRAPIDTHEADVANTAGEOFGEARSHAPINGARETHATPRODUCTIONRATESARERELATIVELYHIGHANDTHATISTHEPOSSIBLETOCUTRIGHTUPTOASHOULDERUNFORTUNATELY,FORHELICALGEARS,AHELICALGUIDEISREQUIREDTOIMPOSEAROTATIONALMOTIONONTHESTROKINGMOTION;SUCHHELICALGUIDESCANNOTBEPRODUCEDEASILYORCHEAPLYSOTHEMETHODISONLYSUITABLEFORLONGRUNSWITHHELICALGEARSSINCESPECIALCUTTERANDGUIDESMUSTBEMANUFACTUREDFOREACHEACHDIFFERENTHELIXANGLEAGREATADVANTAGEOFGEARSHAPINGISITSABILITYTOCUTANNULARGEARSSUCHASTHOSEREQUIREDFORLARGEEPICYCLICDRIVESGEARHOBBINGGEARHOBBING,THEMOSTUSEDMETALCUTTINGMETHOD,USESTHERACKGENERATINGPRINCIPLEBUTAVOIDSSLOWRECIPROCATIONBYMOUNTINGMANGY“RACKS”ONAROTATINGCUTTERTHE“RACKS”AREDISPLACEDAXIALLYTOFROMAGASHEDWORMMETALREMOVALRATESAREHIGHSINCENORECIPROCATIONOFHOBORWORKPIECEISREQUIREDANDSOCUTTINGSPEEDS40M/MINCANBEUSEDFORCONVENTIONALHOBSANDUPTO150M/MINFORCARBIDEHOBSTYPICALLYWITHA100MMDIAMETERHOBTHEROTATIONSPEEDWILLBE100RPMANDSOATWENTYTOOTHWORKPIECEWILLROTATEAT5RPMEACHREVOLUTIONOFTHEWORKPIECEWILLCORRESPONDTO075MMFEEDSOTHEHOBWILLADVANCETHROUGHTHEWORKPIECEATABOUT4MMPERMINUTEFORCARPRODUCTIONROUGHINGMULTIPLESTARTHOBSCANBEUSEDWITHCOARSEFEEDOF3MMPERREVOLUTIONSOTHAT100RPMONTHECUTTER,ATWOSTARTHOBAND20TOOTHGEARWILLGIVEAFEEDRATEOF30MM/MINUTEGEARBROACHINGGEARBROACHINGISNOTUSUALLYUSEDFORHELICALGEARSBUTISUSEDFORINTERNALSOURGEARS;THEPRINCIPLEUSEDOFBROACHINGINTHECONTEXTISFORINTERNALSPLINESWHICHCANNOTEASILYDEMADEBYANYOTHERMETHODASWITHALLBROACHINGTHEMETHODISONLYECONOMICFORLARGEQUANTITIESSINCESETUPCOSTSAREHIGHGEARBROACHINGGIVEHIGHACCURACYANDLOWSURFACEROUGHNESSBUTLIKEALLCUTTINGPROCESSESISLIMITEDTO“SOFT”MATERIALSWHICHMUSTBESUBSEQUENTLYCASEHARDENEDORHAETTREATED,GIVINGDISTORTIONGEARSHAVINGGEARSHAVINGISUSEDASFINISHINGPROCESSESFORGEARSINTHE“SOFT”STATETHEOBJECTIVEISTOIMPROVESURFACEROUGHNESSANDPROFILEBYMATINGTHEROUGHEDOUTGEARWITHA“CUTTER”WHICHWILLIMPROVEFORMAGEARSHAVINGCUTTERLOOKSLIKEAGEARWHICHHASEXTRACLEARANCEATTHEROOTFORSWARFANDCOOLANTREMOVALANDWHOSETOOTHFLANKSHAVEBEENGROOVEDTOGIVECUTTINGEDGESITISRUNMESHWITHTHEROUGHGEARWITHCROSSEDAXESSOTHATTHEREISINTHEORYPOINTCONTACTWITHARELATIVEVELOCITYALONGTHETEETHGIVINGSCRAPINGACTIONTHEGEARSHAVINGCUTTERTOOTHARERELATIVELYFLEXIBLEINBENDINGANDSOWILLONLYOPERATEEFFECTIVELYWHENTHEYAREINDOUBLECONTACTBETWEENTWOGEARTEETHTHEGEARANDCUTTEROPERATEATHIGHROTATIONSPEEDSWITHTRAVERSINGOFTHEWORKFACEANDABOUT100MICRONOFMACHINESARENOTEXPENSIVEBUTCUTTERAREDELICATEANDDIFFICULTTOMANUFACTUREGEARGRINDINGGEARGRINDINGISEXTREMELYIMPORTANTBECAUSEITISTHEMAINWAYHARDENEDGEARSAREMACHINEDWHENHIGHACCURACYISREQUIREDITISNOTSUFFICIENTTOPRECORRECTFORHEATTREATMENTDISTORTIONANDGRINDINGISTHENNECESSARYTHESIMPLESTAPPROACHTOGEARISFORMGRINDINGTHEWHEELPROFITISDRESSEDACCURATELYTOSHAPEREQUIREDUSINGSINGLEPOINTDIAMONDSWHICHARECONTROLLEDBYTEMPLATESCUTTOTHEEXACTSHAPEREQUIREDTHEPROFILEDWHEELISTHENRECIPROCATEDAXIALLYALONGTHEGEAR,WHENONETOOTHSHAPEHASBEENFINISHED,INVOLVINGTYPICALLY100MICRONMETALREMOVAL,THEGEARISINDEXEDTOTHENEXTTOOTHSPACETHISMETHODISFAIRLYSLOWBUTGIVESHIGHACCURACYCONSISTENTLYSETTINGUPISLENGTHYBECAUSEDIFFERENTDRESSINGTEMPLATESARECHANGEDTHEFASTESTGEARGRINDINGMETHODUSEDTHEPRINCIPLEASGEARHOBBINGBUTREPLACEAGASHEDANDRELIVEDBYAGRINDINGWHEELWHICHISARACKINSECTIONONLYSINGLESTARTWORMARECUTONTHEWHEELBUTGEARROTATIONSPEEDSAREHIGH,100RPMTYPICALLY,SOITISDIFFICULTTODESIGNTHEDRIVESYSTEMTOGIVEACCURACYA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