Deli mikro polžastih zobnikov MIM

Predstavitev izdelka

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd. v glavnem proizvaja izdelke prašne metalurgije s cementnim karbidom, titanom, aluminijem, bakrom, železom in nerjavnim jeklom kot surovinami; deli posebne oblike za brizganje kovin (MIM); zobniki; kovinski plastični polžasti zobniki (1-7 glava); spiralni, ravni stožčasti zobnik; vse vrste natančnih majhnih modulov za strojno rezkanje zobnikov; ter zagotavljanje projektiranja in predelave raznih reduktorjev, menjalnikov; deli za vtiskovanje kovinskih konstrukcij; in drugi deli za natančno brizganje itd. Izdelki se pogosto uporabljajo v gospodinjskih aparatih (masažni stoli, električna orodja itd.); medicinska oprema; pisarniška oprema (tiskalniki, faksi); igrače (modeli letal, roboti, simulacijski modeli avtomobilov), avtomobilski deli, ribiška oprema in številne druge industrije. Podjetje ima pravice do samoizvoza, svoje izdelke pa izvaža v ZDA, Nemčijo, Francijo, Španijo, Kanado, Japonsko in druge dele sveta. Podjetje je trdno prepričano, da "merila izbire izdelkov pretehta s kakovostjo in ceno", in si prizadeva zadovoljiti stranke s ceno, kakovostjo in celovitostjo kot visokim namenom.

Metoda izdelave z mikro drsenjem za brizganje kovin
Trenutno se v smislu pogonskih motorjev izdelujejo mikromotorji s premerom rotorja 0,5 mm in zunanjim premerom nekaj milimetrov. Vendar pa je zaradi visoke hitrosti in majhnega navora te vrste mikromotorja potrebno dodati mikro reduktor s prenosnim razmerjem nekaj sto med motorjem in obremenitvijo, da bi zagotovili popolno delovanje njegove zmogljivosti (izvršni element). Med različnimi prenosnimi mehanizmi se najpogosteje uporablja zobniški prenos. Zato je za miniaturizacijo reduktorja potrebno uresničiti miniaturizacijo zobnikov.
Sledi uvod v metodo izdelave mikro zobnikov in tehnologijo obdelave, povezano z majhnimi zobniki podjetja Ogasawara Co., Ltd. in njihovih obdelovalnih orodij.

• Način izdelave mikro zobnikov
1. Obdelava kuhalne plošče
Zobnike običajno režemo na rezkalnih strojih s kuhalnimi ploščami. Pri rezkanju mikro zobnikov (pod m0.1) mora biti profil zob kuhalne plošče mikrostrojno obdelan. Ker je oblika zoba majhna, bodo poleg napake oblike zoba kuhalne plošče na natančnost mikro zobnika močno vplivale še napaka odprtine kuhalne plošče, iztekanje končne ploskve, naklon in druge napake. Natančnost in togost rezkalnih strojev, vreten obdelovancev, orodnih vreten, mehanizmov za indeksiranje obdelovancev in vpenjal obdelovancev za obdelavo, kot tudi natančnost namestitve kuhalnih plošč in obdelovancev itd., bodo vplivale na natančnost izdelave mikro zobnikov. Zato je treba izboljšati splošno celovito natančnost proizvodnega sistema. Na tej podlagi je z izbiro materialov, ki jih je enostavno rezati, relativno enostavno realizirati množično proizvodnjo mikro zobnikov z enakim modulom in različnimi različicami.

2. Zobniki iz brizgane plastike
Ker je plastične zobnike, obdelane z brizganjem, mogoče množično proizvesti v kratkem času, se pogosto uporabljajo za zobnike, ki se uporabljajo pri majhnih obremenitvah, kot so pisarniški stroji in gospodinjski aparati. V zadnjih letih se je z nenehnim izboljševanjem tehnologije brizganja in nenehnim izboljševanjem učinkovitosti materialov za brizganje močno izboljšala tudi natančnost zobnikov za brizganje. Natančnost kalupov zobnikov za brizganje in tehnologija brizganja sta pomembna dejavnika, ki vplivata na metodo brizganja. Pri izdelavi kalupov se uporabljata predvsem rezanje žice in EDM. Vendar pa je zaradi vpliva dejavnikov, kot sta premer uporabljene žice in razelektritvena reža oblikovalne elektrode, izboljšanje natančnosti kalupa z mikro zobniki omejeno. Kalupe je mogoče izdelati tudi z elektroformiranjem. Referenčno orodje, ki se uporablja pri elektrooblikovanju, je mogoče izboljšati z rezanjem ali brušenjem. Osnovni zobnik se lahko odebeli z galvanizacijo. Ženski (konkavni) kalup se pridobi iz moškega (konveksnega) referenčnega kosa s kemičnim raztapljanjem. Zaradi visoke natančnosti referenčnega zobnika in pomanjkanja deformacij, ki jih povzroča galvanizacija, je možno izdelati mikro kalup z visoko natančnostjo. Zaradi uporabe referenčnih delov in metode kemičnega raztapljanja je mogoče obdelati kalupe kompleksnih oblik. Poleg čelnih zobnikov in vijačnih zobnikov je mogoče izdelati različne vrste kalupov, kot so stožčasti zobniki, čelni zobniki, polžasti zobniki in polžasti zobniki. Masovna proizvodnja plastičnih mikro zobnikov je mogoča z uporabo visoko natančnih kalupov. Vendar pa je zaradi majhne oblike zoba in enostavne deformacije pod vplivom sile ugodnejša uporaba kovinskih zobnikov z visoko trdnostjo v primerih velikega prenosa obremenitev in visokih zahtev glede natančnosti prenosa.

3. Proizvodna metoda sintranja kovin
Sintrani kovinski zobniki (zobniki iz prašne metalurgije) so sintrani kovinski zobniki (zobniki iz prašne metalurgije), oblikovani z visokotlačnim oblikovanjem kovinskega prahu v kalupu ter nato sintrani in strjeni pri visoki temperaturi. Imajo večjo mehansko trdnost kot plastični zobniki in se uporabljajo pri zmernih obremenitvah. Metoda oblikovanja kalupov je primerna za množično proizvodnjo. Ko je kalup oblikovan, je podvržen visokotemperaturnemu sintranju in deformacija je velika. Zato je treba zobnik po sintranju dodelati, da bi dosegli potrebno natančnost. Zaradi majhne oblike zob je končna obdelava mikro zobnikov težavna, kovinski delci kovinskega prahu pa so razmeroma veliki, kar omejuje izboljšanje natančnosti oblike in končne obdelave površine. Če oblikovalni kalup sprejme zgoraj omenjeno metodo elektrolitske obdelave referenčne zobniške elektrode v plastičnem zobniku za brizganje, se lahko izboljša natančnost obdelanega zobnika.

4. Druge metode izdelave
Deli mikropolžastih zobnikov MIM so lahko izdelani s polprevodniško proizvodno metodo, fotolitografsko metodo ali lasersko obdelavo. Mikrozobnike velikosti več deset mikronov lahko poskusno izdelamo s fotojedkanjem, notranje zobnike pa vlečemo z vlečenjem. V prihodnosti bo vse več povpraševanja po mikro zobnikih, še naprej pa se bodo pojavljale nove proizvodne metode in tehnologije množične proizvodnje.

• Poskusna izdelava mikro zobnikov
Z obstoječo tehnologijo rezanja kuhalnih plošč je bila izvedena poskusna proizvodnja najmanjšega možnega modularnega mikro zobnika.
Glavni parametri uporabljene kuhalne plošče: modul m: 0.01, kot pritiska: 20 stopinj, število zobnih utorov: 12, zunanji premer OD: φ25 mm, notranji premer luknje: φ10 mm, širina kuhalne plošče: 8 mm, material : trda zlitina.
Natančnost kuhalne plošče: Izdelano v skladu s stopnjo natančnosti kuhalne plošče 3A. Univerzalni orodni mikroskop podjetja (UMM200) meri zobnike; odtekanje čelne strani se meri z radijskim mikrometrom podjetja ESM-01.
Glavni parametri poskusno izdelanega mikro zobnika: modul m: 0.01, kot pritiska: 20 stopinj, tip zoba: evolventen, število zob Z: 100, zunanji premer OD: φ1,02 mm, material: BS
Ker instrument za merjenje kontaktnih zobnikov ne more meriti zobnikov pod m0,3, se zazna s povečano sliko na 200-kratnem projektorju. Natančnost oblike zoba te metode merjenja lahko doseže 2-3 μm. Z uporabo visoko natančne kuhalne plošče in modificiranega visoko natančnega stroja za rezkanje zobnikov je mogoče nadzorovati natančnost namestitve kuhalne plošče in obdelovanca znotraj 1 μm. Izdelani mikro zobniki so zaznani, rezultati pa kažejo, da je mogoče postopek rezkanja uporabiti za izdelavo visoko natančnih mikro zobnikov.
Za nadaljnje preučevanje praktične vrednosti mikrozobnikov je bila izmerjena izguba zaskočevanja parov mikrozobnikov. Rezultati testov kažejo, da so rezultati s pravilnim mazanjem enaki kot pri običajnih zobnikih.

• Poskusna izdelava končnega reduktorja z miniaturnim končnim zobnikom
Merjenje učinkovitosti začepljenja miniaturnih zobnikov je potrdilo, da ima možnost praktične uporabe, nato pa je bil poskusno izdelan variabilni planetni reduktor z uporabo miniaturnih čelnih zobnikov in zobnikov. Ker postane natančnost obdelave mehanskih delov po miniaturizaciji razmeroma slaba, je treba mehanizem razvitega mikro reduktorja narediti neobčutljiv na natančnost. Iz tega razloga bo aksialni položaj vsakega dela reduktorja določen glede na nastavitev delov zobnika. Poskusno izdelani reduktor omogoča prenos brez zračnosti s prilagajanjem aksialnega položaja.
Parametri zobnika, uporabljenega v poskusnem proizvodnem reduktorju, so naslednji: m: 0.05, : 20 stopinj, Z1: 100, Z2: 21, Z3: 102, Z4: 100 (Z1, Z3, Z4 so končni zobniki, Z2 je zobnik), zunanji premer: φ6,6 mm, skupna dolžina: 7,4 mm, redukcijsko razmerje je približno 1:101, razmerje med prenosnim navorom, redukcijskim razmerjem in skupno močjo je naslednje:
Vhodni navor: τi=1
Izhodni navor: τo=(η1η2Z4/Z1 plus η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
Razmerje hitrosti: μ=(Z4/Z1 plus Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
Skupna učinkovitost:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 plus Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 plus η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0.425 (kjer η1, η2, η3 =0.987)

• Poskusna izdelava vdolbin za obdelavo notranjih zobnikov
Notranji zobniki se običajno obdelujejo z oblikovanjem zobnikov, vendar zobniki z majhnim premerom niso primerni za obdelavo miniaturnih notranjih zobnikov zaradi velike rezalne odpornosti in nezadostne trdnosti orodja; Zaradi omejitev je težko izdelati mikro zobnike in ni primeren za množično proizvodnjo. Bolj izvedljiva metoda je izdelava odcepa z enakimi parametri kot notranji zobnik izdelka in uporaba za risanje notranjega zobnika. Natančnost vlečenja se bo odražala v narisanem notranjem zobniku, zato je možno izdelati notranji zobnik z večjo natančnostjo.
Parametri poskusno izdelanega notranjega zobnika so: m: 0.14, : 20 stopinj, Z: 74, število rezalnih robov: 70, skupna dolžina: 170 mm. Njegovo natančnost zazna 200-kratni projektor, napaka profila zoba pa je le nekaj mikronov, kar ima praktično natančnost.

• Poskusna proizvodnja polžev in polžastih zobnikov
Polžasti reduktorji so zelo učinkoviti pri razmerjih visokih vrtljajev in kjer vhodna in izhodna gred nista vzporedni. Podjetje je uporabilo metodo rezanja za poskusno izdelavo polža majhnega modula in njegovega seznanjenega vijačnega zobnika, ki se uporablja kot polžasto gonilo.
Parametri poskusnega črva: m: {{0}}.03, : 20 stopinj, število glav: 1, zunanji premer: φ0,5 mm. Natančnost poskusno izdelanih polžev in vijačnih zobnikov je bila preizkušena na Zeissovem univerzalnem prikazovalniku (UMM200), vse napake pa so bile znotraj nekaj mikronov, kar je potrdilo, da je možna izdelava miniaturnih polžev in polžastih zobnikov z rezanjem. Če rezilna orodja, obdelovalni stroji in vpenjala, ki se uporabljajo pri obdelavi, ustrezajo zahtevam visokonatančnih pogojev obdelave, je možna obdelava različnih vrst mikro zobnikov z rezanjem ali brušenjem, kar je preverjeno.
Možnost rezanja ali brušenja zobnikov z modulom, manjšim od 0,01, je še vedno v fazi raziskovanja. Na podlagi izdelave mikro zobnikov bo v prihodnosti pomembno vprašanje realizirati proizvodnjo in praktično uporabo ultra mikro zobnikov. Zaradi razmeroma slabe natančnosti obdelave miniaturiziranih delov je treba med načrtovanjem mehanizma upoštevati prilagoditve komponent, ki niso občutljive na natančnost.