Деталі MIM мікро черв'ячних передач

Ознайомлення з продуктом

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd. в основному виробляє продукцію порошкової металургії з цементованого карбіду, титану, алюмінію, міді, заліза та нержавіючої сталі як сировину; металеві лиття під тиском деталей спеціальної форми (MIM); шестерні; металопластикові черв'ячні передачі (1-7 головка); спіральна, пряма конічна шестерня; усі види прецизійного зубофрезерного обладнання з невеликого модуля пластику; та забезпечують проектування та обробку різних редукторів, коробок передач; штампування деталей металоконструкцій; та інші прецизійні деталі для лиття під тиском тощо. Продукти широко використовуються в побутовій техніці (масажні крісла, електроінструменти тощо); медичне обладнання; оргтехніка (принтери, факси); іграшки (моделі літаків, роботів, імітаційні моделі автомобілів), автозапчастини, знаряддя для риболовлі та багато інших галузей. Компанія має права на самоекспорт, а її продукція експортується до Сполучених Штатів, Німеччини, Франції, Іспанії, Канади, Японії та інших частин світу. Компанія твердо вірить, що "зважує критерії вибору продукції з якістю та ціною", і прагне задовольнити клієнтів ціною, якістю та цілісністю як високою метою.

Ліття під тиском металу
Наразі, що стосується приводних двигунів, виготовляються мікродвигуни з діаметром ротора 0,5 мм і зовнішнім діаметром у декілька міліметрів. Однак через високу швидкість і малий крутний момент цього типу мікродвигуна, щоб забезпечити повну продуктивність, необхідно додати мікроредуктор із передаточним числом у кілька сотень між двигуном і навантаженням (виконавчий елемент). Серед різноманітних механізмів передачі зубчаста передача є найбільш поширеною. Отже, щоб мініатюризувати редуктор, необхідно реалізувати мініатюризацію шестерень.
Нижче наведено вступ до методу виробництва мікрошестерень і технології обробки малих шестерень Ogasawara Co., Ltd. та їхніх інструментів для обробки.

• Спосіб виготовлення мікрошестерень
1. Обробка фрезерної плити
На зубофрезерних верстатах з плитами зазвичай нарізають зубчасті колеса. Під час фрезерування мікро-зубчастих коліс (нижче m0.1) профіль зубів фрезерної панелі має бути оброблений мікромеханічним способом. Оскільки форма зуба невелика, на додаток до похибки форми зуба варильної панелі, биття апертури плити, биття торця, крок та інші похибки матимуть великий вплив на точність мікропередачі. Точність і жорсткість фрезерних верстатів, шпинделів заготовок, шпинделів інструментів, механізмів індексації заготовок і пристосувань для обробки заготовок, а також точність встановлення плит і заготовок тощо впливатимуть на точність виготовлення мікропередач. Тому необхідно покращити загальну комплексну точність виробничої системи. На цій основі, вибираючи матеріали, які легко різати, відносно легко реалізувати масове виробництво мікро-зубчастих коліс з однаковим модулем і різними варіантами.

2. Литі під тиском пластикові шестерні
Оскільки пластикові шестерні, оброблені методом лиття під тиском, можна масово виробляти за короткий проміжок часу, їх часто використовують для шестерень, що використовуються в невеликих навантаженнях, таких як офісні машини та побутова техніка. Останніми роками з безперервним удосконаленням технології лиття під тиском і безперервним покращенням характеристик матеріалів для лиття під тиском точність передач для лиття під тиском також значно покращилася. Точність зубчастих форм для лиття під тиском і технологія лиття під тиском є ​​важливими факторами, що впливають на метод лиття під тиском. При виготовленні прес-форм в основному використовується різання дротом і електроерозія. Однак через вплив таких факторів, як діаметр використовуваного дроту та розрядний проміжок формувального електрода, підвищення точності мікрозубчастої форми обмежене. Прес-форми також можна виготовляти методом електроформування. Еталонну передачу, що використовується при гальванопластикі, можна вдосконалити шляхом різання або шліфування. Базову шестерню можна потовщити за допомогою гальванічного покриття. Внутрішню (увігнуту) форму отримують із чоловічої (опуклої) контрольної частини шляхом хімічного розчинення. Завдяки високій точності еталонного зубчастого колеса та відсутності деформації, спричиненої гальванічним покриттям, можна виготовити мікро-зубчасту форму з високою точністю. Завдяки використанню еталонних частин і методу хімічного розчинення можна обробляти прес-форми складної форми. Окрім циліндричних і косозубих передач, можна виготовляти різні типи прес-форм, такі як конічні, торцеві, черв’ячні та черв’ячні шестерні. Масове виробництво пластикових мікрошестерень можливе за допомогою високоточних форм. Однак через невелику форму зуба та легку деформацію під дією сили більш вигідно використовувати металеві шестерні з високою міцністю у випадках передачі великого навантаження та високих вимог до точності передачі.

3. Спосіб виробництва спікання металу
Зубчасті колеса зі спеченого металу (зубчасті колеса порошкової металургії) — це зубчасті колеса зі спеченого металу (зубчасті колеса порошкової металургії), сформовані шляхом формування металевого порошку під високим тиском у прес-формі, а потім спікаються та затвердіють при високій температурі. Вони мають вищу механічну міцність, ніж пластикові шестерні, і використовуються в умовах помірного навантаження. Метод формування прес-форм підходить для масового виробництва. Однак після формування форми вона піддається високотемпературному спіканню, і деформація є великою. Тому для досягнення необхідної точності зубчасте колесо після спікання потребує доопрацювання. Через невелику форму зуба фінішна обробка мікропередач утруднена, а металеві частинки металевого порошку є відносно великими, що обмежує підвищення точності його форми та обробки поверхні. Якщо формувальна форма використовує метод електролітичної обробки еталонного зубчастого електрода, згаданий вище, у пластиковій шестерні для лиття під тиском, точність обробленої шестерні може бути покращена.

4. Інші способи виготовлення
Деталі мікрочерв'ячних передач MIM можуть бути виготовлені методом виробництва напівпровідників, методом фотолітографії або методом лазерної обробки. Мікрозубчасті колеса розміром у десятки мікрон можна пробно виготовити методом фототравлення, а внутрішні зубчасті колеса витягнути протяжкою. У майбутньому буде зростати попит на мікроредуктори, і продовжуватимуть з’являтися нові методи виробництва та технології масового виробництва.

• Дослідне виробництво мікрошестерень
З існуючою технологією різання конфорок було проведено пробне виробництво мінімально можливого модуля мікрошестерні.
Основні параметри використовуваної варильної панелі: модуль m: 0.01, кут тиску: 20 градусів, кількість зубців: 12, зовнішній діаметр OD: φ25 мм, внутрішній діаметр отвору: φ10 мм, ширина плити: 8 мм, матеріал : твердий сплав.
Точність варильної поверхні: виготовлено відповідно до рівня точності варильної поверхні 3A компанії. Універсальний інструментальний мікроскоп компанії (UMM200) вимірює зубчасті колеса; торцеве биття вимірюється фірмовим радіомікрометром ESM-01.
Основні параметри пробно виготовленої мікрошестерні: модуль m: 0.01, кут тиску: 20 градусів, тип зуба: евольвентний, кількість зубів Z: 100, зовнішній діаметр OD: φ1,02 мм, матеріал: BS
Оскільки прилад для вимірювання контактних передач не може вимірювати зубчасті колеса нижче m0.3, це виявляється за допомогою збільшеного зображення на проекторі у 200 разів. Точність форми зуба цього методу вимірювання може досягати 2-3 мкм. Використовуючи високоточну варильну поверхню та модифікований високоточний зубофрезерний верстат, можна контролювати точність встановлення варильної поверхні та заготовки в межах 1 мкм. Виготовлені мікрошестерні виявлені, і результати показують, що процес фрезерування можна використовувати для виготовлення високоточних мікрошестерень.
Для подальшого вивчення практичної цінності мікро-зубчастих зубчастих коліс було виміряно втрати в зачепленні мікро-зубчастих пар. Результати випробувань показують, що за умови належного змащування результати відповідають рівним показникам передач звичайного розміру.

• Пробне виробництво кінцевого редуктора з мініатюрною кінцевою шестернею
Вимірювання ефективності зачеплення мініатюрних шестерень підтвердило, що воно має можливість практичного застосування, а потім було проведено пробне виробництво змінного планетарного редуктора з використанням мініатюрних торцевих шестерень і шестерень. Оскільки точність обробки механічних частин стає відносно низькою після мініатюризації, необхідно зробити механізм розробленого мікроредуктора нечутливим до точності. З цієї причини осьове положення кожної частини редуктора буде визначатися відповідно до регулювання частин зачеплення шестерні. Редуктор пробного виробництва реалізує безлюфтову передачу шляхом регулювання осьового положення.
Параметри шестерні, яка використовується в редукторі пробного виробництва, такі: m: 0.05, : 20 градусів, Z1: 100, Z2: 21, Z3: 102, Z4: 100 (Z1, Z3, Z4 є кінцевими шестернями, Z2 є шестернею), зовнішній діаметр: φ6,6 мм, загальна довжина: 7,4 мм, передавальне число приблизно 1:101, співвідношення між крутним моментом трансмісії, передаточним числом і загальною потужністю виглядає наступним чином:
Вхідний момент: τi=1
Вихідний момент: τo=(η1η2Z4/Z1 плюс η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
Співвідношення швидкостей: μ=(Z4/Z1 плюс Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
Загальна ефективність:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 плюс Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 плюс η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0.425 (де η1, η2, η3 =0.987)

• Дослідне виготовлення протяжок для обробки внутрішніх зубчастих коліс
Внутрішні зубчасті колеса зазвичай обробляють методом зуборізання, але зубчасті форми малого діаметра не підходять для обробки мініатюрних внутрішніх зубчастих коліс через великий опір різанню та недостатню міцність інструменту; Через обмеження складно виготовляти мікро-шестерні, і вони непридатні для масового виробництва. Більш доцільний спосіб - виготовити протяжку з тими ж параметрами, що і внутрішня шестерня виробу, і з її допомогою витягнути внутрішню шестерню. Точність протяжки буде відображена в накресленому внутрішньому зубчастому колесі, тому можливо виготовити внутрішнє зубчасте колесо з кращою точністю.
Параметри внутрішньої зубчастої протяжки пробного виготовлення: m: 0.14, : 20 градусів, Z: 74, кількість ріжучих кромок: 70, загальна довжина: 170 мм. Його точність визначається 200-складним проектором, а похибка профілю зуба становить лише кілька мікрон, що має практичну точність.

• Дослідне виробництво черв'яків і черв'ячних передач
Черв'ячні редуктори дуже ефективні для високошвидкісних передач і там, де вхідний і вихідний вали не паралельні. Компанія використовувала метод різання для пробного виготовлення черв’яка з малим модулем і його спареної косозубої шестерні, яка використовується як черв’ячна передача.
Параметри пробного хробака: m: {{0}}.03, : 20 градусів, кількість головок: 1, зовнішній діаметр: φ0,5 мм. Точність пробно виготовлених черв'яків і гвинтових передач перевірялася універсальним дисплеєм Zeiss (UMM200), і всі похибки були в межах кількох мікрон, що підтвердило можливість виготовлення мініатюрних черв'яків і черв'ячних передач шляхом різання. Якщо ріжучі інструменти, обробні верстати та пристосування, які використовуються при обробці, відповідають вимогам високоточних умов обробки, можливо обробляти різні типи мікрозубчастих зубчастих коліс шляхом різання або шліфування, що було перевірено.
Можливість різання або шліфування зубчастих коліс із модулем менше ніж 0.01 все ще знаходиться на стадії дослідження. На основі виробництва мікро-зубчастих передач важливим питанням у майбутньому стане реалізація виробництва та практичного застосування ультра-мікро-зубчастих передач. Через відносно низьку точність обробки мініатюрних деталей необхідно врахувати коригування компонентів, які не чутливі до точності під час проектування механізму.