Broaching vs CNC Shaping untuk Spline Internal pada Transmisi: Kompleksitas & Biaya Perkakas

Pengantar

Dalam merancang atau memperbaiki transmisi, salah satu tantangan yang sering muncul adalah proses pemesinan spline internal. Dua proses yang paling umum digunakan— broaching serta Bentuk CNC —sering memicu perdebatan di kalangan insinyur mengenai mana yang lebih baik. Faktanya, tidak ada jawaban yang cocok untuk semua kasus. Pemilihan yang tepat tergantung pada geometri komponen, volume produksi, dan biaya perkakas jangka panjang.

Dengan pengalaman lebih dari satu dekade dalam produksi komponen transmisi, tim kami telah menjalankan mesin broaching dan mesin bentuk CNC untuk proyek otomotif, kedirgantaraan, dan peralatan berat. Dalam artikel ini, kami akan menjelaskan perbedaannya dengan contoh praktis, sehingga Anda dapat mengevaluasi metode mana yang sesuai dengan kebutuhan spline Anda.

Apa Itu Broaching?

Broaching menggunakan alat berbentuk panjang dengan banyak gigi yang memotong profil spline secara bertahap saat alat melewati lubang.

• Terbaik Untuk: Produksi volume menengah hingga tinggi di mana geometri spline sudah distandarkan.

• Waktu siklus: Seringkali kurang dari 20 detik per komponen setelah proses persiapan selesai.

• Hasil Permukaan: Sangat baik, dengan nilai Ra sekitar 0,8–1,2 µm.

• Keterbatasan: Biaya peralatan awal yang tinggi (8.000–20.000 dolar per broach), fleksibilitas terbatas ketika terjadi perubahan geometri.

Contoh Kasus: Dalam proyek transmisi otomotif berjumlah 5.000 unit, beralih dari shaping ke broaching mengurangi waktu siklus sebesar 78% dan memangkas biaya per unit hampir $4,20. Namun ketika pelanggan kemudian meminta modifikasi non-standar, dibutuhkan alat broach baru—menambah enam minggu waktu dan $12.000 biaya pada proyek tersebut.

Apa Itu CNC Shaping?

CNC shaping (kadang disebut slotting) menggunakan alat satu titik yang bergerak bolak-balik di dalam lubang, memotong satu gigi spline setiap kalinya.

• Terbaik Untuk: Produksi volume rendah hingga menengah, prototipe, atau geometri spline khusus.

• Waktu siklus: Lebih lambat, berkisar antara 3 hingga 7 menit tergantung jumlah spline.

• Fleksibilitas: Biaya peralatan rendah (biasanya $200–$500 untuk alat bentuk), dan perubahan desain hanya memerlukan penyesuaian CAM.

• Keterbatasan: Waktu pemesinan lebih lama dan keausan alat lebih tinggi untuk material yang dikeraskan.

Wawasan dari lantai pabrik: Untuk roda gigi reduksi aerospace dengan splin internal kompleks berbentuk 27 gigi, proses broaching bahkan tidak memungkinkan karena masalah kebebasan alat. CNC shaping menghasilkan komponen dengan toleransi yang dapat diterima dalam waktu 4,8 menit per buah—masih kompetitif untuk ukuran lot 300 buah.

Perbandingan Kompleksitas dan Biaya Peralatan

Proses Mana yang Harus Dipilih?

Keputusan seringkali bergantung pada keseimbangan volume vs fleksibilitas :

• Jika Anda sedang membuat puluh ribu transmisi dengan geometri spline standar → Broaching menang dalam biaya per bagian.

• Jika Anda berada di pengembangan prototipe, produksi volume rendah, atau berurusan dengan splines non-standar → Bentuk CNC menyediakan keluwesan yang Anda butuhkan.

• Untuk produksi menengah (500–2.000 buah) , banyak bengkel melakukan hibridisasi: membentuk prototipe terlebih dahulu, lalu baru berinvestasi pada alat broach setelah geometri ditetapkan.

Poin Penting bagi Insinyur dan Pembeli

1. Hitung volume total komponen seumur hidup sebelum memutuskan untuk menggunakan alat broaching.

2. Periksa geometri komponen dan ruang alat —tidak semua splines internal dapat dibuat dengan broaching.

3. Evaluasi perubahan desain di masa mendatang —penyetelan splines tunggal dapat membuat broach mahal menjadi usang.

4. Pertimbangkan subkontrak : Beberapa bengkel mesin menyimpan perpustakaan broach standar untuk membagi biaya kepada beberapa pelanggan.

Baik broaching maupun CNC shaping adalah metode yang telah terbukti untuk memproduksi splines internal pada transmisi, tetapi kesesuaian masing-masing bergantung pada prioritas Anda. Broaching unggul dalam pekerjaan berulang bervolume tinggi, sedangkan CNC shaping menawarkan fleksibilitas tak tertandingi untuk proyek kompleks atau berjumlah kecil. Dengan mempertimbangkan kompleksitas dan biaya peralatan secara hati-hati, tim insinyur dan pembelian dapat menghindari pengeluaran tidak perlu serta memastikan keandalan transmisi.