Entenda como funcionam as duas máquinas, suas principais aplicações e como escolher a melhor opção para cada tipo de engrenagem
A fabricação de engrenagens envolve diferentes processos de usinagem, e a escolha da máquina adequada depende diretamente das características da peça que será produzida. Entre os equipamentos utilizados nesse segmento estão as geradoras Hobber e as geradoras Fellows, duas soluções importantes para a fabricação de engrenagens, mas que trabalham com princípios diferentes e apresentam aplicações distintas.
Uma das principais dúvidas de quem está buscando uma máquina para fabricação de engrenagens é justamente entender quando utilizar uma geradora Hobber e quando uma geradora Fellows é mais adequada.
A resposta depende principalmente da geometria da peça, do tipo de dentado, da posição dos dentes, das dimensões do componente e das características do processo produtivo.
Em termos gerais, a Hobber é amplamente utilizada na geração de engrenagens externas, enquanto a Fellows, também conhecida como Gear Shaper ou geradora por ferramenta tipo pinhão, possui uma característica especialmente importante: permite trabalhar com engrenagens internas, além de determinadas geometrias em que o acesso da ferramenta de uma Hobber pode ser limitado.
Mas essa é apenas uma parte da diferença entre os dois processos.
Neste artigo, vamos explicar de forma detalhada as características de cada tecnologia e apresentar os principais critérios que devem ser considerados para escolher a máquina mais adequada.
O que é uma geradora Hobber?
A geradora Hobber é uma máquina utilizada para a fabricação de engrenagens por meio do processo conhecido como hobbing, ou geração por ferramenta tipo hob.
O processo utiliza uma ferramenta de corte denominada fresa módulo, ou hob, que possui características semelhantes às de um parafuso sem-fim com múltiplas arestas de corte.
Durante a operação, a ferramenta e a peça trabalham de maneira sincronizada, realizando movimentos de rotação relacionados entre si. Essa combinação de movimentos permite que o perfil dos dentes seja gerado progressivamente na peça.
Uma das características importantes do processo de hobbing é a geração contínua dos dentes.
Isso faz com que a tecnologia seja bastante utilizada em aplicações que envolvem a fabricação de engrenagens externas e outras peças compatíveis com o processo.
Dependendo da máquina, da ferramenta e da configuração utilizada, o processo pode ser aplicado a diferentes tipos de componentes.
Entre as aplicações que podem ser encontradas estão:
A aplicação exata depende das características da máquina, da ferramenta e da peça.
O que é uma geradora Fellows?
A geradora Fellows, também conhecida como Gear Shaper, utiliza um princípio de funcionamento diferente.
Nesse processo, a ferramenta de corte possui formato semelhante ao de uma engrenagem ou pinhão e realiza um movimento alternativo de corte, associado ao movimento sincronizado entre a ferramenta e a peça.
Em vez do movimento contínuo característico do hobbing, o processo de geração por Fellows utiliza um movimento de avanço e retorno da ferramenta.
Essa característica permite trabalhar com geometrias que podem apresentar limitações para o processo de hobbing.
Uma das principais aplicações das geradoras Fellows é a fabricação de engrenagens internas.
Nesse caso, os dentes são usinados na parte interna de um componente em formato de anel.
A geometria da peça torna o processo de hobbing inadequado para essa aplicação convencional, enquanto a ferramenta de uma geradora Fellows pode trabalhar dentro do espaço interno disponível.
As geradoras Fellows também podem ser utilizadas em determinadas engrenagens externas e em peças cuja geometria dificulta o acesso de uma ferramenta de hobbing.
Por isso, a tecnologia não deve ser vista apenas como uma máquina para engrenagens internas. Ela também pode ser utilizada em outras situações nas quais suas características de acesso e movimentação sejam vantajosas.
Qual é a principal diferença entre Hobber e Fellows?
A diferença mais importante está no processo de corte e na geometria das peças que cada tecnologia consegue atender.
De maneira simplificada:
Característica | Geradora Hobber | Geradora Fellows |
Processo | Hobbing | Gear Shaping |
Ferramenta | Hob | Fresa tipo pinhão |
Movimento de corte | Rotativo e contínuo | Alternativo, com movimento de avanço e retorno |
Engrenagens externas | Ampla aplicação | Também pode ser utilizada |
Engrenagens internas | Não é a aplicação convencional do processo | Uma das principais aplicações |
Produtividade | Geralmente elevada em aplicações adequadas | Pode ser menor devido ao movimento alternativo |
Acesso a geometrias restritas | Pode apresentar limitações | Pode atender determinadas geometrias de acesso mais difícil |
Aplicações | Engrenagens externas e outras peças compatíveis | Engrenagens internas e determinadas aplicações especiais |
Essa comparação é uma orientação geral. A escolha definitiva deve sempre considerar as especificações da máquina, da ferramenta e da peça.
Geradora Hobber: quando utilizar?
A geradora Hobber costuma ser uma opção adequada quando a indústria trabalha principalmente com engrenagens externas e quando a geometria da peça permite o acesso necessário da ferramenta.
Um dos grandes diferenciais do hobbing é a possibilidade de realizar o processo de geração de maneira contínua.
Isso pode proporcionar boa produtividade em aplicações adequadas, principalmente quando existe uma produção repetitiva de peças.
A tecnologia pode ser considerada em situações como:
No entanto, é importante evitar uma generalização.
Não significa que toda engrenagem externa deva necessariamente ser fabricada em uma Hobber.
A geometria da peça, o módulo, o número de dentes, a largura, o tipo de dentado, a presença de ressaltos ou interferências e outros fatores precisam ser avaliados.
Geradora Fellows: quando utilizar?
A geradora Fellows se destaca especialmente quando a peça possui uma geometria que exige um processo diferente do hobbing convencional.
A aplicação mais conhecida é a fabricação de engrenagens internas.
Em uma engrenagem interna, os dentes estão localizados na parte interna de um anel. Essa configuração exige uma abordagem diferente daquela utilizada para fabricar uma engrenagem externa.
Nessas situações, o processo de geração por ferramenta tipo pinhão pode ser utilizado para produzir os dentes internos.
A Fellows também pode ser considerada em situações como:
Novamente, a escolha depende da análise da peça.
A simples classificação como “engrenagem interna” ou “engrenagem externa” é um bom ponto de partida, mas não substitui a avaliação das dimensões e características do componente.
Por que uma Hobber não é utilizada normalmente para engrenagens internas?
Essa é uma das perguntas mais importantes para entender a diferença entre os dois processos.
No hobbing convencional, a ferramenta hob precisa ter acesso à região onde os dentes serão gerados e trabalhar com a geometria e os movimentos necessários para realizar a operação.
Em uma engrenagem interna, os dentes ficam voltados para dentro do componente.
A geometria da ferramenta e o espaço disponível tornam o processo convencional de hobbing inadequado para essa aplicação.
Já no processo de geração por Fellows, a ferramenta tipo pinhão pode trabalhar dentro do espaço interno da engrenagem.
Por isso, quando uma indústria precisa fabricar uma engrenagem interna, a tecnologia de geração por ferramenta tipo pinhão é uma das alternativas tradicionalmente utilizadas.
Dependendo da aplicação, existem também outros processos de fabricação que podem ser considerados, mas a escolha dependerá das características específicas da peça e dos requisitos de produção.
Qual máquina é mais rápida: Hobber ou Fellows?
Essa é uma pergunta comum, mas a resposta precisa ser analisada com cuidado.
Em aplicações adequadas para as duas tecnologias, o processo de hobbing geralmente apresenta vantagem de produtividade devido ao seu princípio de corte contínuo.
Na geração por Fellows, a ferramenta realiza movimentos alternativos, incluindo o movimento de retorno que não realiza o mesmo trabalho de remoção de material do curso de corte.
Por isso, em determinadas condições, o hobbing pode apresentar maior produtividade.
Entretanto, não é correto dizer que uma Hobber será sempre mais rápida.
A comparação real depende de fatores como:
Além disso, uma máquina que produz uma peça rapidamente não é necessariamente a melhor opção se ela não consegue fabricar a geometria necessária.
Em outras palavras:
A produtividade só deve ser comparada entre máquinas que realmente conseguem executar a mesma aplicação.
Hobber ou Fellows: qual apresenta maior flexibilidade?
A resposta depende do que se entende por flexibilidade.
A Hobber pode oferecer grande flexibilidade para diferentes engrenagens externas, principalmente quando a indústria trabalha com vários módulos e números de dentes dentro da faixa de capacidade da máquina e possui as ferramentas adequadas.
Já a Fellows apresenta uma vantagem importante em determinadas geometrias, especialmente quando é necessário fabricar engrenagens internas ou trabalhar em regiões onde o acesso da ferramenta de hobbing seria limitado.
Por isso, as duas tecnologias podem ser consideradas complementares.
Uma indústria que fabrica diferentes tipos de engrenagens pode, dependendo do volume e das características de sua produção, utilizar Hobber e Fellows em processos diferentes.
A escolha não precisa necessariamente ser uma competição entre as duas máquinas.
Em muitos casos, a questão correta é:
Qual processo é mais adequado para cada tipo de peça que a indústria fabrica?
E quanto à precisão?
Tanto o hobbing quanto o processo de geração por Fellows podem produzir engrenagens com precisão adequada às necessidades de diferentes aplicações, desde que sejam utilizados equipamentos, ferramentas, parâmetros de processo e condições de fabricação apropriados.
A precisão final não depende apenas do tipo de máquina.
Ela também está relacionada a fatores como:
Além disso, dependendo da aplicação e do nível de exigência, a geração dos dentes pode ser apenas uma etapa do processo de fabricação.
Determinadas engrenagens podem passar posteriormente por operações de acabamento, como processos de retificação, quando as especificações do componente exigem esse tipo de operação.
Por isso, não é adequado afirmar que uma tecnologia é automaticamente mais precisa que a outra em qualquer situação.
A qualidade final depende do conjunto formado pela máquina, ferramenta, processo e controle de fabricação.
Qual escolher para produção em grande escala?
Quando a produção envolve grandes quantidades de engrenagens externas compatíveis com o processo, o hobbing pode apresentar vantagens importantes de produtividade.
A geração contínua permite realizar o corte de maneira eficiente e pode contribuir para reduzir o tempo de fabricação por peça em aplicações adequadas.
Por outro lado, se a produção envolve engrenagens internas, a escolha do processo será condicionada pela própria geometria da peça.
Nesse caso, uma geradora Fellows pode ser necessária independentemente do volume de produção.
Portanto, o volume de peças é importante, mas não é o primeiro critério a ser analisado.
A sequência mais adequada é:
Comparação prática entre Hobber e Fellows
Para facilitar a análise, podemos resumir as principais características:
Geradora Hobber
Pode ser mais indicada quando:
Geradora Fellows
Pode ser mais indicada quando:
É possível utilizar as duas máquinas na mesma indústria?
Sim.
Uma indústria que fabrica diferentes tipos de engrenagens pode encontrar aplicações para as duas tecnologias.
Por exemplo, uma determinada linha de produtos pode utilizar engrenagens externas que sejam produzidas de maneira eficiente em uma Hobber, enquanto outro componente pode possuir uma engrenagem interna que exija uma operação em uma Fellows.
Nesse cenário, as duas máquinas não são necessariamente concorrentes.
Elas podem fazer parte de uma estrutura produtiva complementar.
Essa é uma das razões pelas quais empresas especializadas em fabricação de engrenagens podem trabalhar com diferentes tecnologias e equipamentos.
A escolha do processo deve ser feita de acordo com a peça.
Como escolher entre uma Hobber e uma Fellows?
Antes de adquirir uma máquina, a indústria deve reunir informações sobre os componentes que serão fabricados.
Alguns dos principais dados são:
Com essas informações, torna-se muito mais fácil determinar qual processo é tecnicamente adequado.
A análise também deve considerar a capacidade específica do equipamento disponível.
Uma Hobber pode ser adequada para determinada engrenagem, mas não necessariamente para todas as engrenagens externas existentes no mercado.
Da mesma forma, uma Fellows pode atender determinadas engrenagens internas, mas suas capacidades devem ser comparadas com as dimensões e características reais da peça.
Afinal, Hobber ou Fellows: qual escolher?
A resposta mais correta é:
Depende da engrenagem que será fabricada.
A geradora Hobber é uma solução amplamente utilizada para a geração de engrenagens externas e outras aplicações compatíveis com o processo de hobbing. Seu processo de corte contínuo pode proporcionar boa produtividade em aplicações adequadas.
A geradora Fellows, por sua vez, possui como uma de suas principais características a possibilidade de fabricar engrenagens internas e atender determinadas geometrias nas quais o acesso de uma ferramenta de hobbing convencional é limitado.
Portanto, a escolha não deve ser feita apenas considerando qual máquina é “melhor”.
O mais importante é identificar qual processo é tecnicamente adequado para a peça que será produzida.
Depois disso, fatores como produtividade, volume de produção, módulo, dimensões, precisão, disponibilidade de ferramentas e investimento podem ser utilizados para comparar os equipamentos.
A DR Máquinas trabalha com diferentes tipos de máquinas para fabricação de engrenagens, incluindo geradoras Hobber e Fellows, além de equipamentos mecânicos e CNC e soluções específicas para diferentes aplicações industriais.
Para escolher corretamente uma máquina, é fundamental analisar as características reais das peças que serão produzidas e comparar essas informações com as especificações técnicas do equipamento.
Se a sua indústria está avaliando a aquisição de uma geradora de engrenagem, a escolha entre Hobber e Fellows deve começar pela aplicação. A máquina ideal é aquela que consegue realizar o processo necessário, dentro da capacidade exigida e de acordo com os objetivos produtivos da empresa.