Micro Worm Gears חלקי MIM

הצגת המוצר

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd מייצרת בעיקר מוצרי מתכות אבקה עם קרביד מוצק, טיטניום, אלומיניום, נחושת, ברזל ופלדת אל חלד כחומרי גלם; הזרקת מתכת חלקים בעלי צורה מיוחדת (MIM); הילוכים; גלגלי שיניים מתכת פלסטיק (ראש 1-7); ספירלה, ציוד משופע ישר; כל מיני דיוק ציוד ציוד פלסטיק מודולוס קטן; ולספק עיצוב ועיבוד של מפחיתים שונים, תיבות הילוכים; חלקי הטבעה של מבנה מתכת; וחלקי הזרקה מדויקים אחרים וכו' מוצרים נמצאים בשימוש נרחב במכשירי חשמל ביתיים (כסאות עיסוי, כלים חשמליים וכו'); ציוד רפואי; ציוד משרדי (מדפסות, מכשירי פקס); צעצועים (דגמי מטוסים, רובוטים, דגמי מכוניות סימולציה), חלקי רכב, ציוד דיג ותעשיות רבות אחרות. לחברה יש זכויות יצוא עצמי, ומוצריה מיוצאים לארצות הברית, גרמניה, צרפת, ספרד, קנדה, יפן ושאר חלקי העולם. החברה מאמינה בתוקף כי "לשקל את קריטריוני הבחירה של מוצרים עם איכות ומחיר", ושואפת לספק את הלקוחות עם מחיר, איכות ויושרה כמטרה גבוהה.

שיטת ייצור הזרקת מתכת מיקרו-גלילה
נכון לעכשיו, מבחינת מנועי הנעה, יוצרו מנועי מיקרו עם קוטר רוטור של 0.5 מ"מ וקוטר חיצוני של מספר מילימטרים. עם זאת, בשל המהירות הגבוהה והמומנט הקטן של מנוע מיקרו מסוג זה, על מנת לתת משחק מלא לביצועים שלו, יש צורך להוסיף מיקרו מפחית עם יחס העברה של כמה מאות בין המנוע לעומס (מנהל אֵלֵמֶנט). בין מנגנוני ההילוכים השונים, העברת הילוכים היא הנפוצה ביותר בשימוש. לכן, על מנת למזער את המפחית, יש צורך לממש את המזעור של גלגלי שיניים.
להלן היכרות עם שיטת הייצור של גלגלי שיניים מיקרו, וטכנולוגיית העיבוד הקשורה לגלגלי שיניים קטנים של חברת Ogasawara Co., Ltd וכלי העיבוד שלהם.

• שיטת ייצור של גלגלי שיניים מיקרו
1. עיבוד כיריים
גלגלי שיניים נחתכים בדרך כלל במכונות כיריים עם כיריים. בעת העברת גלגלי שיניים מיקרו (מתחת ל-m0.1), פרופיל השן של הכיריים חייב להיות במכונה מיקרו. מכיוון שצורת השן קטנה, בנוסף לשגיאת צורת השן של הכיריים, יציאת הצמצם של הכיריים, יציאת פני הקצה, שיפוע ושגיאות אחרות ישפיעו מאוד על הדיוק של המיקרו גיר. הדיוק והקשיחות של מכונות כיריים, צירי כלי עבודה, צירי כלים, מנגנוני הצמדת חלקים ומתקני עבודה לעיבוד, כמו גם דיוק ההתקנה של כיריים וחלקי עבודה וכו', ישפיעו על דיוק הייצור של גלגלי שיניים מיקרו. לכן, יש צורך לשפר את הדיוק המקיף הכולל של מערכת הייצור. על בסיס זה, על ידי בחירת חומרים שקל לחתוך, קל יחסית לממש ייצור המוני של מיקרו-גירים עם אותו מודולוס וזנים שונים.

2. גלגלי שיניים מפלסטיק בהזרקה
מאחר וגלגלי שיניים מפלסטיק המעובדים בהזרקה ניתנים לייצור המוני תוך פרק זמן קצר, הם משמשים לרוב עבור גלגלי שיניים המשמשים בעומסים קלים כגון מכונות משרדיות ומכשירי חשמל ביתיים. בשנים האחרונות, עם השיפור המתמיד של טכנולוגיית ההזרקה והשיפור המתמיד בביצועים של חומרי הזרקה, השתפר מאוד גם הדיוק של גלגלי השיניים להזרקה. הדיוק של תבניות ציוד הזרקה וטכנולוגיית הזרקה הם גורמים חשובים המשפיעים על שיטת ההזרקה. בעת הכנת תבניות משתמשים בעיקר בחיתוך תיל ו-EDM. עם זאת, בשל השפעתם של גורמים כגון קוטר החוט בשימוש ופער הפריקה של האלקטרודה היוצרות, שיפור הדיוק של תבנית המיקרו-גיר מוגבל. ניתן לייצר תבניות גם באמצעות electroforming. ניתן לשפר את ציוד הייחוס המשמש באלקטרופורמינג על ידי חיתוך או שחיקה. ניתן לעבות את ציוד הבסיס על ידי ציפוי אלקטרוני. תבנית נקבה (קעורה) מתקבלת מחתיכת ייחוס זכרית (קמורה) על ידי פירוק כימי. בשל הדיוק הגבוה של גלגל ההתייחסות וחוסר העיוות הנגרם כתוצאה מהציפוי האלקטרוני, ניתן לייצר תבנית מיקרו גיר בדיוק גבוה. בשל השימוש בחלקי ייחוס ושיטת הפירוק הכימי, ניתן לעבד תבניות בעלות צורות מורכבות. בנוסף לגלגלי שיניים גלגליים וגלגלי שיניים סלילניים, ניתן לייצר סוגים שונים של תבניות כגון גלגלי שיניים משופעים, גלגלי שיניים פנים, תולעים וגלגלי שיניים תולעים. ייצור המוני של גלגלי שיניים מפלסטיק אפשרי על ידי שימוש בתבניות ברמת דיוק גבוהה. עם זאת, בשל צורת השיניים הקטנה שלה ועיוות קל בכוח, כדאי יותר להשתמש בגלגלי שיניים מתכתיים בעלי חוזק גבוה במקרים של העברת עומס גדול ודרישות דיוק שידור גבוהות.

3. שיטת ייצור סינטר מתכת
גלגלי שיניים ממתכת מחולבת (גלגלי שיניים של מתכת אבקת) הם גלגלי שיניים מתכתיים מחוטאים (גלגלי שיניים של אבקת מתכת) שנוצרו על ידי יציקה בלחץ גבוה של אבקת מתכת בתבנית ולאחר מכן מושחתים ומתמצקים בטמפרטורה גבוהה. יש להם חוזק מכני גבוה יותר מגלגלי שיניים מפלסטיק והם משמשים בתנאי עומס מתונים. שיטת יצירת העובש מתאימה לייצור המוני. אולם לאחר יצירת התבנית הוא עובר סינטר בטמפרטורה גבוהה והדפורמציה גדולה. לכן, על מנת להשיג את הדיוק הדרוש, יש לסיים את הציוד לאחר סינטר. בשל צורת השן הקטנה, הגימור של גלגלי שיניים זעירים קשה, וחלקיקי המתכת של אבקת המתכת גדולים יחסית, מה שמגביל את שיפור דיוק צורתה וגימור פני השטח. אם תבנית היצירה מאמצת את שיטת העיבוד האלקטרוליטי של אלקטרודת גלגלי הייחוס שהוזכרה לעיל בציוד הפלסטי להזרקה, ייתכן שהדיוק של הציוד המעובד ישתפר.

4. שיטות ייצור אחרות
Micro Worm Gears חלקי MIM יכולים להיות מיוצרים בשיטת ייצור מוליכים למחצה, שיטת פוטוליטוגרפיה או שיטת עיבוד לייזר. מיקרו-גירים בגודל של עשרות מיקרון ניתנים לייצור בניסוי על ידי צריבה פוטוגרפית, וניתן לשרטט גלגלי שיניים פנימיים על ידי פריצה. בעתיד, יהיה יותר ויותר ביקוש למיקרו גלגלי שיניים, ושיטות ייצור חדשות וטכנולוגיות ייצור המוני ימשיכו להופיע.

• ייצור נסיוני של גלגלי שיניים מיקרו
עם טכנולוגיית חיתוך הכיריים הקיימת, בוצע ייצור נסיון של מיקרו-גיר המודולוס הקטן ביותר האפשרי.
הפרמטרים העיקריים של הכיריים בשימוש: מודול מ': 0.01, זווית לחץ: 20 מעלות, מספר חריצי שיניים: 12, קוטר חיצוני OD: φ25 מ"מ, קוטר חור פנימי: φ10 מ"מ, רוחב הכיריים: 8 מ"מ, חומר : סגסוגת קשה.
דיוק כיריים: מיוצרים לפי דיוק כיריים ברמה 3A של החברה. מיקרוסקופ הכלים האוניברסלי (UMM200) של החברה מודד הילוכים; יציאת הקצה נמדדת על ידי מיקרומטר הרדיו ESM של החברה-01.
הפרמטרים העיקריים של גלגל השיניים המיקרו שיוצרו בניסוי: מודול m: 0.01, זווית לחץ: 20 מעלות, סוג שן: פיתול, מספר שיניים Z: 100, קוטר חיצוני OD: φ1.02mm, חומר: BS
מכיוון שמכשיר מדידת גלגלי המגע אינו יכול למדוד הילוכים מתחת ל-m0.3, הוא מזוהה באמצעות תמונה מוגדלת על מקרן פי 200. דיוק צורת השן של שיטת מדידה זו יכול להגיע ל-2-3 מיקרומטר. באמצעות כיריים ברמת דיוק גבוהה ומכונת כיריים בעלת דיוק גבוה שונה, ניתן לשלוט על דיוק ההתקנה של הכיריים וחומר העבודה בתוך 1 מיקרומטר. המיקרו-גירים המיוצרים מזוהים, והתוצאות מראות שניתן להשתמש בתהליך ההובלה לייצור מיקרו-גירים בעלי דיוק גבוה.
על מנת להמשיך ולחקור את הערך המעשי של גלגלי שיניים מיקרוניים, נמדד אובדן התערבות של זוגות מיקרו גלגלי שיניים. תוצאות הבדיקה מראות שעם שימון נכון, התוצאות שוות לגלגלי שיניים בגודל רגיל.

• מפחית ציוד קצה בייצור ניסיון עם ציוד קצה מיניאטורי
מדידת יעילות ההתערבות של גלגלי השיניים המיניאטוריים אישרה שיש לה אפשרות ליישום מעשי, ואז מפחית ההילוכים הפלנטריים המשתנה הופק בניסוי באמצעות גלגלי השיניים והפינונים המיניאטוריים. מכיוון שדיוק העיבוד של חלקים מכניים הופך גרוע יחסית לאחר מזעור, יש צורך להפוך את המנגנון של מפחית המיקרו שפותח ללא רגיש לדיוק. מסיבה זו, המיקום הצירי של כל חלק של המפחית ייקבע בהתאם להתאמה של חלקי ההילוכים המתערבבים. המפחית שיוצר בניסוי מממש שידור ללא רעש על ידי התאמת המיקום הצירי.
הפרמטרים של הציוד המשמש במפחית ייצור הניסיון הם כדלקמן: m: 0.05, : 20 degree , Z1: 100, Z2: 21, Z3: 102, Z4: 100 (Z1, Z3, Z4 הם גלגלי שיניים קצה, Z2 הוא פיניון), קוטר חיצוני: φ6.6 מ"מ, אורך כולל: 7.4 מ"מ, יחס ההפחתה הוא בערך 1:101, הקשר בין מומנט ההילוכים, יחס ההפחתה וההספק הכולל הוא כדלקמן:
מומנט כניסה: τi=1
מומנט פלט: τo=(η1η2Z4/Z1 בתוספת η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
יחס מהירות: μ=(Z4/Z1 בתוספת Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
יעילות כוללת:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 פלוס Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 פלוס η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0.425 (כאשר η1, η2, η3 =0.987)

• ייצור נסיוני של סיכות לעיבוד גלגלי שיניים פנימיים
גלגלי שיניים פנימיים מעובדים בדרך כלל על ידי עיצוב גלגלי שיניים, אך מעצבי גלגלי שיניים בקוטר קטן אינם מתאימים לעיבוד גלגלי שיניים פנימיים מיניאטוריים בשל התנגדות החיתוך הגדולה שלהם וחוזק הכלים הלא מספיק; בשל האילוצים, קשה לייצר גלגלי שיניים זעירים, והוא אינו מתאים לייצור המוני. שיטה אפשרית יותר היא לייצר סריג עם אותם פרמטרים כמו הציוד הפנימי של המוצר, ולהשתמש בו כדי לצייר את הציוד הפנימי. הדיוק של המפרץ יבוא לידי ביטוי בציוד הפנימי המצויר, כך שניתן לייצר גלגל שיניים פנימי עם דיוק טוב יותר.
הפרמטרים של פרץ הציוד הפנימי שיוצר בניסיון הם: m: 0.14, : 20 מעלות, Z: 74, מספר קצוות חיתוך: 70, אורך כולל: 170 מ"מ. הדיוק שלו מזוהה על ידי 200-מקרן מתקפל, ושגיאת פרופיל השן היא רק כמה מיקרונים, שיש לו דיוק מעשי.

• ייצור נסיוני של תולעים וגלגלי שיניים
מפחיתי הילוכים תולעים יעילים מאוד ליחסי מהירות גבוהים ובמקומות שבהם פירי הכניסה והיציאה אינם מקבילים. החברה השתמשה בשיטת החיתוך לייצור ניסוי של תולעת מודולוס קטנה וגלגל השיניים המשולב שלה המשמש כציוד תולעת.
הפרמטרים של תולעת הניסוי: m: {{0}}.03, : 20 מעלות, מספר ראשים: 1, קוטר חיצוני: φ0.5mm. הדיוק של התולעים וגלגלי השיניים הסליליים שיוצרו בניסוי נבדק על ידי התצוגה האוניברסלית של Zeiss (UMM200), והשגיאות היו כולן בטווח של מיקרונים בודדים, מה שאימת שניתן לייצר תולעים מיניאטוריות וגלגלי שיניים תולעים על ידי חיתוך. אם כלי החיתוך, מכונות העיבוד והמתקנים המשמשים לעיבוד עומדים בדרישות של תנאי עיבוד דיוק גבוה, ניתן לעבד סוגים שונים של גלגלי שיניים מיקרו על ידי חיתוך או שחיקה, אשר אומתו.
האפשרות של חיתוך או שחיקה של גלגלי שיניים עם מודולוס של פחות מ-0.01 עדיין בשלב החקירה. על בסיס ייצור גלגלי שיניים מיקרו, זה יהיה נושא חשוב בעתיד לממש את הייצור והיישום המעשי של גלגלי שיניים אולטרה מיקרו. בשל דיוק העיבוד הירוד יחסית של חלקים ממוזערים, יש צורך לשקול התאמות לרכיבים שאינם רגישים לדיוק במהלך תכנון המנגנון.