การกัดเฟือง (Hobbing)เป็น กระบวนการ ขึ้นรูปชิ้นงานสำหรับการตัดเฟืองการตัดร่องฟันและการตัดเฟืองโซ่ โดย ใช้เครื่องกัด เฉพาะทาง ฟันหรือร่องฟันของเฟืองจะถูกตัดลงบนวัสดุ (เช่น ชิ้นโลหะทรงกระบอกแบน หรือพลาสติกเทอ ร์ โมเซต) ทีละน้อยด้วยการตัดหลายครั้งโดยใช้เครื่องมือตัด

การกัดเฟืองด้วยเครื่องกัดเฟือง (Hobbing) ค่อนข้างรวดเร็วและราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับกระบวนการขึ้นรูปเฟืองอื่นๆ ส่วนใหญ่ และใช้สำหรับชิ้นส่วนและปริมาณที่หลากหลาย^{[ 1 ]}การกัดเฟืองด้วยเครื่องกัดเฟืองเป็นที่นิยมอย่างมากสำหรับการกลึงเฟืองตรงและเฟืองเกลียว^{[ 2 ]}

การตัดเฉือนแบบหนึ่งที่คล้ายกับการตัดเฟืองภายนอกสามารถนำมาใช้ในการตัดเฟืองภายในได้ โดยการตัดเฉือนจะใช้เครื่องตัดแบบหมุน (แทนที่จะขึ้นรูปหรือเจาะรู ) ^{[ 3 ]}

Christian Schiele จากเมืองแลงคาสเตอร์ ประเทศอังกฤษได้จดสิทธิบัตรเครื่องกัดเฟืองในปี พ.ศ. 2499 ^{[ 4 ]}มันเป็นการออกแบบที่เรียบง่าย แต่ส่วนประกอบพื้นฐานทั้งหมดปรากฏอยู่ในภาพวาดสิทธิบัตรตามปกติ เครื่องมือตัดเฟืองและชุดเฟืองเพื่อให้ได้อัตราส่วนความเร็วแกนหมุนที่เหมาะสมนั้นมองเห็นได้อย่างชัดเจน ความรู้เกี่ยวกับการกัดเฟืองในวงการผลิตนาฬิกาน่าจะมีมาก่อนสิทธิบัตรของเขา ก้าวสำคัญต่อไปเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2440 เมื่อ Herman Pfauter ประดิษฐ์เครื่องจักรที่สามารถตัดได้ทั้งเฟืองตรงแบบดั้งเดิมและเฟืองเกลียว ซึ่งผลักดันการผลิตให้ก้าวหน้าไปอีกขั้น^{[ 5 ]}

การกัดเฟืองสามารถสร้างเฟืองได้หลายแบบ เช่น เฟืองตรง เฟืองเกลียว เฟืองเอียงตรง เฟืองหน้า เฟืองโค้ง เฟืองหนอน เฟืองทรงกระบอก และเฟืองลบมุม^{[ 6 ]}เครื่องกัดเฟืองใช้แกน หมุนเอียงสองแกน แกนหนึ่งติดตั้งชิ้นงานเปล่า และอีกแกนหนึ่งยึดใบมีด (หรือ “ฮอบ”) มุมระหว่างแกนหมุน (แกน) ของฮอบและแกนหมุนของชิ้นงานจะแตกต่างกันไปตามประเภทของชิ้นส่วนที่ผลิต ตัวอย่างเช่น หากผลิตเฟืองตรง แกนหมุนจะถูกยึดไว้ที่มุมนำของฮอบ ในขณะที่หากผลิตเฟืองเกลียว แกนหมุนจะถูกยึดไว้ที่มุมนำของฮอบบวกกับมุมเกลียวของเฟืองเกลียว ความเร็วของแกนหมุนทั้งสองจะคงที่ตามสัดส่วนที่กำหนดโดยจำนวนฟันที่ตัดลงบนชิ้นงานเปล่า ตัวอย่างเช่น สำหรับฮอบเกลียวเดี่ยวที่มีอัตราส่วนเกียร์ 40:1 ฮอบจะหมุน 40 ครั้งต่อการหมุนชิ้นงานเปล่าหนึ่งรอบ ทำให้ได้ฟัน 40 ซี่ในชิ้นงานเปล่า ถ้าดอกกัดมีหลายเกลียว อัตราส่วนความเร็วจะถูกคูณด้วยจำนวนเกลียวบนดอกกัด^{[ 7 ]}จากนั้นดอกกัดจะถูกป้อนเข้าไปในชิ้นงานจนกว่าจะได้ความลึกของฟันที่ถูกต้อง เพื่อเสร็จสิ้นการทำงาน ดอกกัดจะถูกป้อนผ่านชิ้นงานขนานกับแกนหมุนของชิ้นงาน^{[ 6 ]}

บ่อยครั้งในการผลิตจำนวนมาก จะมีการซ้อนชิ้นงานเปล่าหลายชิ้นโดยใช้อุปกรณ์ยึด ที่เหมาะสม และตัดในขั้นตอนเดียว^{[ 7 ]}

สำหรับเฟืองขนาดใหญ่มาก อาจทำการเซาะร่อง ชิ้นงานเบื้องต้น ให้ได้รูปทรงคร่าวๆ เพื่อให้การขึ้นรูปด้วยเครื่องกัดเฟืองมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เครื่องกัดเฟือง หรือที่รู้จักกันในชื่อเครื่องกัดเฟืองมีหลายขนาดเพื่อผลิตเฟืองขนาดต่างๆ เฟืองขนาดเล็กสำหรับเครื่องมือจะผลิตบนเครื่องขนาดเล็กแบบตั้งโต๊ะ ในขณะที่เฟืองขนาดใหญ่สำหรับเรือจะผลิตบนเครื่องอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว เครื่องกัดเฟืองจะประกอบด้วยหัวจับและแท่นท้ายสำหรับยึดชิ้นงาน แกนหมุนสำหรับติดตั้งดอกกัด และมอเตอร์ขับเคลื่อน^{[ 8 ]}

สำหรับรูปทรงฟันเฟืองที่ในทางทฤษฎีเป็นแบบอินโวลูต แร็คพื้นฐานจะมีด้านตรง โดยด้านต่างๆ จะเอียงทำมุมตามแรงดันของรูปทรงฟันเฟือง และมีด้านบนและด้านล่างแบนราบการแก้ไขส่วนเพิ่ม ที่จำเป็น เพื่อให้สามารถใช้เฟืองตัวเล็กที่มีหมายเลขน้อยได้นั้น สามารถทำได้โดยการดัดแปลงแร็คนี้ให้เป็น รูป ไซคลอยด์ที่ปลาย หรือโดยการกัดขึ้นรูปด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่แตกต่างจากระยะห่างฟันเฟืองตามทฤษฎี เนื่องจากอัตราส่วนเกียร์ระหว่างเครื่องกัดและชิ้นงานตั้งฉากนั้นคงที่ เกียร์ที่ได้จะมีระยะห่างฟันเฟืองที่ถูกต้องบนวงกลมระยะห่างฟันเฟือง แต่ความหนาของฟันเฟืองจะไม่เท่ากับความกว้างของช่องว่าง

เครื่องกัดเฟืองมีลักษณะเฉพาะตามขนาดโมดูลหรือเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ที่ใหญ่ที่สุดที่สามารถสร้างได้ ตัวอย่างเช่น เครื่องที่มีความจุ 10 นิ้ว (250 มม.) สามารถสร้างเฟืองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ 10 นิ้ว และโดยทั่วไปจะมีหน้ากว้างสูงสุด 10 นิ้ว เครื่องกัดเฟืองส่วนใหญ่เป็นเครื่องกัดเฟืองแนวตั้ง ซึ่งหมายความว่าชิ้นงานจะถูกติดตั้งในแนวตั้ง เครื่องกัดเฟืองแนวนอนมักใช้สำหรับการตัดชิ้นงานที่ยาวกว่า เช่น การตัดร่องที่ปลายเพลา^{[ 9 ]}

ฮอบเป็นเครื่องมือตัดที่ใช้ตัดฟันลงบนชิ้นงาน มีรูปทรงกระบอกและมี ฟันตัด แบบเกลียวฟันเหล่านี้มีร่องที่วิ่งไปตามความยาวของฮอบ ซึ่งช่วยในการตัดและ กำจัด เศษนอกจากนี้ยังมีฮอบพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับเฟืองพิเศษ เช่น เฟืองร่องฟันและเฟืองโซ่^{[ 8 ]}

รูปทรงหน้าตัดของฟันเฟืองเกือบจะเหมือนกับฟันเฟืองแร็คที่ใช้กับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป มีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเล็กน้อยเพื่อวัตถุประสงค์ในการผลิต เช่น การขยายความยาวของฟันเฟืองเพื่อให้เกิดช่องว่างที่โคนเฟือง^{[ 10 ]}ฟันเฟืองแต่ละซี่จะถูกเซาะด้านหลังเพื่อลดแรงเสียดทาน^{[ 11 ]}

ส่วนใหญ่เป็นดอกกัดเกลียวเดี่ยว แต่ดอกกัดเกลียวคู่และเกลียวสามใช้สำหรับโรงงานที่มีปริมาณการผลิตสูง ดอกกัดเกลียวหลายเกลียวมีประสิทธิภาพมากกว่าแต่มีความแม่นยำน้อยกว่าดอกกัดเกลียวเดี่ยว^{[ 12 ]}ขึ้นอยู่กับประเภทของฟันเฟืองที่จะตัด มีดอกกัดแบบสั่งทำพิเศษและดอกกัดอเนกประสงค์ ดอกกัดแบบสั่งทำพิเศษแตกต่างจากดอกกัดอื่นๆ เนื่องจากเหมาะสำหรับการผลิตเฟืองที่มีรูปทรงฟันที่ดัดแปลง รูปทรงฟันที่ดัดแปลงมักใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ลดขนาด และลดเสียงรบกวนของเฟือง

ประเภทของเตาประกอบอาหารที่พบได้ทั่วไป ได้แก่:

• เฟืองโซ่ลูกกลิ้ง
• เฟืองตัวหนอน
• เฟืองสไปลน์
• เตาแบบมีมุมลบคม
• ดอกกัดเฟืองตรงและเฟืองเกลียว
• ฟันเฟืองด้านข้างตรง
• เฟืองอินโวลูต
• เตาแบบฟันเลื่อย
• เตาแบบกึ่งท็อปปิ้ง

การกัดเฟืองด้วยเครื่องกัดเฟือง (Hobbing) ใช้ในการผลิตเฟืองสำเร็จรูปประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

• เฟืองไซคลอยด์
• เฟืองเกลียว
• เฟืองอินโวลูต
• แรทเช็ต
• สไปลน์
• เฟือง
• เฟืองตรง
• เฟืองตัวหนอน

การกัดเฟือง ตัวหนอนแบบคอแคบส่วนใหญ่ใช้กระบวนการกัดเฟือง แต่รูปทรงฟันบางแบบไม่สามารถกัดได้ หากส่วนใดส่วนหนึ่งของรูปทรงฟันที่กัดตั้งฉากกับแกน การกัดนั้นจะไม่มีระยะห่างในการตัดที่เกิดจากกระบวนการถอยออกตามปกติ และจะไม่สามารถตัดได้ดี

สำหรับเฟืองไซคลอยด์ (ตามที่ใช้ในข้อกำหนด BS978-2 สำหรับเฟืองระยะห่างละเอียด) และเฟืองแบบไซคลอยด์ แต่ละโมดูลอัตราส่วน และจำนวนฟันใน เฟืองตัวเล็ก (pinion)ต้องการหัวกัดเฟือง (hobbing cutter) ที่แตกต่างกัน ดังนั้นการกัดเฟืองจึงไม่มีประสิทธิภาพสำหรับการผลิตในปริมาณน้อย เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จึง มีการผลิตมาตรฐานเฟือง โค้งวงกลม ฉุกเฉินในช่วงสงครามขึ้นมาโดยเฉพาะ ซึ่งมีรูปทรงใกล้เคียงกับไซคลอยด์หลายแบบที่สามารถตัดได้ด้วยหัวกัดเฟืองเพียงหัวเดียวสำหรับแต่ละโมดูลตั้งแต่แปดฟันขึ้นไป เพื่อประหยัดทรัพยากรในการผลิตหัวกัดเฟือง รูปแบบหนึ่งของมาตรฐานนี้ยังคงรวมอยู่ใน BS978-2a (เฟืองสำหรับเครื่องมือและกลไกนาฬิกา เฟืองแบบไซคลอยด์ เฟืองแบบโค้งวงกลมคู่) ค่าความคลาดเคลื่อนของความเที่ยงตรงของหัวกัดเฟืองจำกัดโมดูลต่ำสุดที่สามารถตัดได้จริงด้วยการกัดเฟืองไว้ที่ประมาณ 0.5 โมดูล

• รายการคำศัพท์เฉพาะของอุปกรณ์

• สมาคมโลหะวิทยาแห่งอเมริกา ; คับเบอร์ลี, วิลเลียม เอช.; บาร์เดส, บรูซ พี. (1978), คู่มือโลหะ: การกลึง , เล่มที่ 16 (ฉบับที่ 9, ฉบับภาพประกอบ), ASM International, ISBN 978-0-87170-007-0.
• Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), วัสดุและกระบวนการในการผลิต (ฉบับที่ 9), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
• Drozda, Tom; Wick, Charles; Benedict, John T.; Veilleux, Raymond F.; Society of Manufacturing Engineers; Bakerjian, Ramon (1983), Tool and Manufacturing Engineers Handbook: Machining , vol. 1 (4th, illustrated ed.), Society of Manufacturing Engineers, ISBN 978-0-87263-085-7.
• เอ็นดอย, โรเบิร์ต (1990), การกัดขึ้นรูป การขึ้นรูป และการเจียรเฟือง (ฉบับภาพประกอบ), สมาคมวิศวกรการผลิต , ISBN 978-0-87263-383-4.
• โจนส์, แฟรงคลิน ดี. (1964), หลักสูตรฝึกอบรมช่างกล (ฉบับที่ 5 พร้อมภาพประกอบ), สำนักพิมพ์อุตสาหกรรม, ISBN 978-0-8311-1040-6{{citation}}:ปัญหาความไม่เข้ากันของหมายเลข ISBN / วันที่ ( ขอความช่วยเหลือ ).
• Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), คู่มืออ้างอิงกระบวนการผลิต , Industrial Press Inc., ISBN 0-8311-3049-0.

• เบอร์สตอลล์, ออเบรย์ เอฟ. (1965), ประวัติศาสตร์วิศวกรรมเครื่องกล , สำนักพิมพ์ MIT, ISBN 0-262-52001-X, ลคซีเอ็น 65-10278
• GB 185702896 , Schiele, Christian, "เครื่องจักรสำหรับตัดน็อต สกรู และล้อเฟือง", ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 1856, ออกจำหน่ายเมื่อวันที่ 5 มิถุนายน 1857 
• Woodbury, Robert S. (1958), ประวัติศาสตร์ของเครื่องตัดเฟือง: การศึกษาเชิงประวัติศาสตร์ด้านเรขาคณิตและเครื่องจักร , สำนักพิมพ์ MIT, ISBN 9780262730013, OCLC  1689960{{citation}}:ปัญหาความไม่เข้ากันของหมายเลข ISBN / วันที่ ( ขอความช่วยเหลือ )
• Woodbury, Robert S. (1972), "ประวัติศาสตร์ของเครื่องตัดเฟือง", การศึกษาประวัติศาสตร์ของเครื่องมือกล , เคมบริดจ์, แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ MIT, ISBN 978-0-262-73033-4LCCN 72006354 , OCLC 609185​  
• ดัดลีย์, ดาร์ล ดับเบิลยู (1969), "วิวัฒนาการของศิลปะการผลิตเฟือง", จัดพิมพ์โดย สมาคมผู้ผลิตเฟืองแห่งอเมริกา, วอชิงตัน ดี.ซี., หมายเลขบัตรแคตตาล็อกของหอสมุดรัฐสภา: 72-78509
• Radzevich, Stephen P. (2017), "เครื่องมือตัดเฟือง: วิทยาศาสตร์และวิศวกรรม", CRC Press, ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง, ISBN 9781138037069

• Gimpert, Dennis (มกราคม 1994), "กระบวนการกัดเฟือง" (PDF) , เทคโนโลยีเฟือง , 11 (1): 38– 44มีแผนผังแสดงเครื่องกัดเฟืองในรูปที่ 8–10