Súčiastky MIM Micro Worm Gears

Predstavenie výrobku

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd. vyrába hlavne produkty práškovej metalurgie so slinutým karbidom, titánom, hliníkom, meďou, železom a nehrdzavejúcou oceľou ako surovinami; špeciálne tvarované diely na vstrekovanie kovov (MIM); ozubené kolesá; kovové plastové závitovkové prevody (1-7 hlava); špirálové, priame kužeľové koleso; všetky druhy presného odvaľovania hardvéru z plastu s malým modulom; a zabezpečiť návrh a spracovanie rôznych reduktorov, prevodoviek; časti na lisovanie kovových konštrukcií; a iné presné diely na vstrekovanie atď. Výrobky sú široko používané v domácich spotrebičoch (masážne kreslá, elektrické náradie atď.); medicínske vybavenie; kancelárske vybavenie (tlačiarne, faxy); hračky (modely lietadiel, roboty, simulačné modely áut), autosúčiastky, rybárske potreby a mnoho ďalších odvetví. Spoločnosť má práva na vlastný vývoz a jej produkty sa vyvážajú do Spojených štátov, Nemecka, Francúzska, Španielska, Kanady, Japonska a ďalších častí sveta. Spoločnosť pevne verí, že "zvážte výberové kritériá produktov s kvalitou a cenou" a snaží sa uspokojiť zákazníkov cenou, kvalitou a integritou ako vysokým účelom.

Metóda výroby mikrozvitkov vstrekovaním kovov
V súčasnosti sa z hľadiska hnacích motorov vyrábajú mikromotory s priemerom rotora 0,5 mm a vonkajším priemerom niekoľko milimetrov. Kvôli vysokej rýchlosti a malému krútiacemu momentu tohto druhu mikromotora je však potrebné pridať medzi motor a záťaž mikroredukciu s prevodovým pomerom niekoľko stoviek (výkonný prvok). Spomedzi rôznych prevodových mechanizmov sa najčastejšie používa ozubený prevod. Preto pre miniaturizáciu reduktora je potrebné realizovať miniaturizáciu ozubených kolies.
Nasleduje úvod do spôsobu výroby mikro ozubených kolies a technológie obrábania súvisiacej s malými ozubenými kolesami spoločnosti Ogasawara Co., Ltd. a ich obrábacích nástrojov.

• Spôsob výroby mikroprevodov
1. Spracovanie varnej dosky
Ozubené kolesá sa zvyčajne režú na odvaľovacích strojoch na ozubenie s platničkami. Pri frézovaní mikroozubení (pod m0.1) musí byť profil zubov varnej dosky mikroopracovaný. Pretože tvar zubov je malý, okrem chyby tvaru zubov varnej dosky, hádzanie otvoru varnej dosky, hádzanie čelnej plochy, stúpanie a iné chyby budú mať veľký vplyv na presnosť mikroprevodu. Presnosť a tuhosť odvaľovacích fréz, vretien obrobkov, nástrojových vretien, mechanizmov na indexovanie obrobkov a upínacích prípravkov obrobkov na spracovanie, ako aj presnosť inštalácie varných dosiek a obrobkov atď., ovplyvní presnosť výroby mikroprevodov. Preto je potrebné zlepšiť celkovú komplexnú presnosť výrobného systému. Na tomto základe, výberom materiálov, ktoré sa dajú ľahko rezať, je relatívne ľahké realizovať hromadnú výrobu mikroozubení s rovnakým modulom a rôznymi druhmi.

2. Vstrekované plastové ozubené kolesá
Keďže plastové ozubené kolesá spracované vstrekovaním možno hromadne vyrábať v krátkom čase, často sa používajú pre ozubené kolesá používané v malých nákladoch, ako sú kancelárske stroje a domáce spotrebiče. V posledných rokoch sa s neustálym zlepšovaním technológie vstrekovania a neustálym zlepšovaním výkonu materiálov na vstrekovanie výrazne zlepšila aj presnosť vstrekovacích prevodov. Presnosť foriem na vstrekovanie a technológia vstrekovania sú dôležitými faktormi ovplyvňujúcimi metódu vstrekovania. Pri výrobe foriem sa používa hlavne rezanie drôtom a EDM. Avšak v dôsledku vplyvu faktorov, ako je priemer použitého drôtu a výbojová medzera formovacej elektródy, je zlepšenie presnosti formy mikroozubení obmedzené. Formy môžu byť vyrobené aj galvanoplastikou. Referenčné ozubené koleso používané pri galvanoplastike môže byť vylepšené rezaním alebo brúsením. Základné ozubené koleso môže byť zahustené galvanickým pokovovaním. Samičia (konkávna) forma sa získa zo samčieho (konvexného) referenčného kusu chemickým rozpustením. Vďaka vysokej presnosti referenčného ozubeného kolesa a nedostatočnej deformácii spôsobenej galvanickým pokovovaním je možné vyrobiť formu mikroprevodovky s vysokou presnosťou. Vďaka použitiu referenčných dielov a metóde chemického rozpúšťania je možné spracovať formy zložitých tvarov. Okrem čelných ozubených kolies a špirálových ozubených kolies je možné vyrábať rôzne typy foriem, ako sú kužeľové ozubené kolesá, čelné ozubené kolesá, závitovky a závitovky. Hromadná výroba plastových mikroozubení je možná pomocou vysoko presných foriem. Vzhľadom na malý tvar zubov a ľahkú deformáciu pri pôsobení sily je však výhodnejšie použiť kovové prevody s vysokou pevnosťou v prípadoch veľkého prenosu zaťaženia a vysokých požiadaviek na presnosť prevodu.

3. Spôsob výroby spekania kovov
Spekané kovové ozubené kolesá (prevodovky práškovej metalurgie) sú spekané kovové ozubené kolesá (prevodovky práškovej metalurgie) vytvorené vysokotlakovým lisovaním kovového prášku vo forme a následne spekané a stuhnuté pri vysokej teplote. Majú vyššiu mechanickú pevnosť ako plastové prevody a používajú sa pri miernom zaťažení. Metóda formovania je vhodná pre hromadnú výrobu. Po vytvorení formy však prechádza vysokoteplotným spekaním a deformácia je veľká. Preto, aby sa dosiahla potrebná presnosť, ozubené koleso musí byť po spekaní dokončené. Kvôli malému tvaru zubov je dokončovanie mikroprevodov náročné a kovové častice kovového prášku sú relatívne veľké, čo obmedzuje zlepšenie jeho tvarovej presnosti a povrchovej úpravy. Ak formovacia forma využíva vyššie uvedenú metódu elektrolytického obrábania elektródou referenčného ozubeného kolesa pri vstrekovaní plastového ozubeného kolesa, môže sa zlepšiť presnosť spracovávaného ozubeného kolesa.

4. Iné výrobné metódy
Micro Worm Gears MIM Parts môžu byť vyrobené metódou výroby polovodičov, metódou fotolitografie alebo metódou laserového spracovania. Mikroozubenie s veľkosťou desiatok mikrónov je možné skúšobne vyrobiť fotoleptaním a vnútorné ozubenie je možné ťahať preťahovaním. V budúcnosti bude čoraz väčší dopyt po mikroprevodovkách a budú sa naďalej objavovať nové výrobné metódy a technológie hromadnej výroby.

• Skúšobná výroba mikroprevodov
S existujúcou technológiou rezania varných dosiek bola vykonaná skúšobná výroba mikroozubení s najmenším možným modulom.
Hlavné parametre použitej varnej dosky: modul m: 0,01, prítlačný uhol : 20 stupňov , počet drážok zubov: 12, vonkajší priemer OD: φ25mm, vnútorný priemer otvoru: φ10mm, šírka varnej dosky: 8mm, materiál : tvrdá zliatina.
Presnosť varnej dosky: Vyrobené podľa presnosti varnej dosky na úrovni 3A. Univerzálny nástrojový mikroskop spoločnosti (UMM200) meria ozubené kolesá; hádzanie na čelnej strane sa meria firemným rádiovým mikrometrom ESM-01.
Hlavné parametre skúšobne vyrábaného mikroprevodu: modul m: 0.01, tlakový uhol : 20 stupňov, typ zuba: evolventný, počet zubov Z: 100, vonkajší priemer: φ1,02 mm, materiál: BS
Keďže prístroj na meranie kontaktného ozubeného kolesa nedokáže merať ozubené kolesá pod m0.3, je detekovaný pomocou 200-násobne zväčšeného obrazu. Presnosť tvaru zubov tejto metódy merania môže dosiahnuť 2-3 μm. Pomocou vysoko presnej varnej dosky a upravenej vysoko presnej frézy na ozubenie možno presnosť inštalácie varnej dosky a obrobku kontrolovať v rozmedzí 1 μm. Vyrábané mikroozubnice sa detegujú a výsledky ukazujú, že proces odvaľovacieho frézovania možno použiť na výrobu vysoko presných mikroozubení.
Za účelom ďalšieho štúdia praktickej hodnoty mikroprevodoviek sa merala strata záberu párov mikroprevodov. Výsledky testov ukazujú, že pri správnom mazaní sú výsledky na rovnakej úrovni ako normálne veľké prevody.

• Skúšobne vyrobený koncový prevod s miniatúrnym koncovým prevodom
Meranie účinnosti záberu miniatúrnych ozubených kolies potvrdilo, že má možnosť praktickej aplikácie, a následne bol skúšobne vyrobený variabilný planétový reduktor s použitím miniatúrnych čelných ozubených kolies a pastorkov. Keďže presnosť spracovania mechanických častí sa po miniaturizácii stáva relatívne slabou, je potrebné, aby mechanizmus vyvinutého mikroreduktora bol necitlivý na presnosť. Z tohto dôvodu bude axiálna poloha každej časti reduktora určená podľa nastavenia častí záberu ozubených kolies. Skúšobne vyrobený reduktor zabezpečuje prevod bez vôle nastavením axiálnej polohy.
Parametre ozubeného kolesa použitého v reduktore skúšobnej výroby sú nasledovné: m: 0.05, : 20 stupňov , Z1: 100, Z2: 21, Z3: 102, Z4: 100 (Z1, Z3, Z4 sú koncové ozubené kolesá, Z2 je pastorok), vonkajší priemer: φ6,6 mm, celková dĺžka: 7,4 mm, redukčný pomer je asi 1:101, vzťah medzi prevodovým momentom, redukčným pomerom a celkovým výkonom je nasledovný:
Vstupný krútiaci moment: τi{0}}
Výstupný krútiaci moment: τo=(η1η2Z4/Z1 plus η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
Rýchlostný pomer: μ=(Z4/Z1 plus Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
Celková účinnosť:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 plus Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 plus η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0,425 (kde η1, η2, η3 =0,987)

• Skúšobná výroba preťahovačiek na obrábanie vnútorných ozubených kolies
Vnútorné ozubené kolesá sa zvyčajne obrábajú tvarovaním ozubenia, ale tvarovače ozubených kolies s malým priemerom nie sú vhodné na obrábanie miniatúrnych vnútorných ozubených kolies pre ich veľký rezný odpor a nedostatočnú pevnosť nástroja; Kvôli obmedzeniam je ťažké vyrábať mikroozubené kolesá a nie sú vhodné pre sériovú výrobu. Uskutočniteľnejšou metódou je vyrobiť preťahovač s rovnakými parametrami ako vnútorný prevod výrobku a použiť ho na ťahanie vnútorného prevodu. Presnosť preťahovačky sa prejaví na ťahanom vnútornom ozubení, takže je možné vyrobiť vnútorné ozubenie s lepšou presnosťou.
Parametre skúšobne vyrábaného preťahovača vnútorného ozubenia sú: m: 0.14, : 20 stupňov, Z: 74, počet rezných hrán: 70, celková dĺžka: 170 mm. Jeho presnosť deteguje 200-skladací projektor a chyba profilu zubov je len niekoľko mikrónov, čo má praktickú presnosť.

• Skúšobná výroba závitoviek a závitovkových prevodov
Šnekové prevodovky sú veľmi účinné pre vysokorýchlostné prevody a tam, kde vstupný a výstupný hriadeľ nie sú paralelné. Spoločnosť použila metódu rezania na skúšobnú výrobu závitovky s malým modulom a jej spárovaného špirálového kolesa používaného ako závitovkové koleso.
Parametre skúšobného červíka: m: {{0}}}.03, : 20 stupňov, počet hláv: 1, vonkajší priemer: φ0,5mm. Presnosť skúšobne vyrobených závitoviek a špirálových prevodov bola testovaná univerzálnym displejom Zeiss (UMM200) a všetky chyby boli v rozmedzí niekoľkých mikrónov, čo overilo, že je možné vyrobiť miniatúrne závitovky a závitovky rezaním. Ak rezné nástroje, obrábacie stroje a prípravky používané pri obrábaní spĺňajú požiadavky na podmienky vysokej presnosti obrábania, je možné spracovať rôzne typy mikroozubení rezaním alebo brúsením, čo je overené.
Možnosť rezania alebo brúsenia ozubených kolies s modulom menším ako 0,01 je stále v štádiu prieskumu. Na základe výroby mikroprevodoviek bude v budúcnosti dôležitou otázkou realizovať výrobu a praktické využitie ultramikroprevodov. Vzhľadom na pomerne slabú presnosť obrábania miniaturizovaných dielov je potrebné pri návrhu mechanizmu počítať s úpravami komponentov, ktoré nie sú citlivé na presnosť.