Parti MIM per micro ingranaggi a vite senza fine

introduzione al prodotto

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd. produce principalmente prodotti di metallurgia delle polveri con carburo cementato, titanio, alluminio, rame, ferro e acciaio inossidabile come materie prime; stampaggio ad iniezione di metalli di forma speciale (MIM); ingranaggi; ingranaggi a vite senza fine in plastica metallica (1-7 testa); ingranaggio conico diritto a spirale; tutti i tipi di piccoli moduli di precisione in plastica, dentatura di ingranaggi hardware; e fornire progettazione ed elaborazione di vari riduttori, scatole del cambio; frantumi di strutture metalliche; e altre parti di stampaggio ad iniezione di precisione, ecc. I prodotti sono ampiamente utilizzati negli elettrodomestici (sedie da massaggio, utensili elettrici, ecc.); attrezzature mediche; apparecchiature per ufficio (stampanti, fax); giocattoli (modelli di aeroplani, robot, modelli di auto di simulazione), ricambi auto, attrezzi da pesca e molti altri settori. L'azienda ha diritti di autoesportazione e i suoi prodotti vengono esportati negli Stati Uniti, Germania, Francia, Spagna, Canada, Giappone e altre parti del mondo. L'azienda crede fermamente che "ponderare i criteri di selezione dei prodotti con qualità e prezzo" e si impegna a soddisfare i clienti con prezzo, qualità e integrità come scopo principale.

Metodo di produzione micro-scroll per stampaggio ad iniezione di metallo
Attualmente, in termini di motori di azionamento, sono stati prodotti micromotori con un diametro del rotore di 0,5 mm e un diametro esterno di diversi millimetri. Tuttavia, a causa dell'elevata velocità e della piccola coppia di questo tipo di micromotore, per dare pieno gioco alle sue prestazioni, è necessario aggiungere un microriduttore con un rapporto di trasmissione di diverse centinaia tra il motore e il carico (executive elemento). Tra i vari meccanismi di trasmissione, la trasmissione ad ingranaggi è quella più utilizzata. Pertanto, per miniaturizzare il riduttore, è necessario realizzare la miniaturizzazione degli ingranaggi.
Quella che segue è un'introduzione al metodo di fabbricazione dei microingranaggi e alla tecnologia di lavorazione relativa ai piccoli ingranaggi di Ogasawara Co., Ltd. e ai loro utensili di lavorazione.

• Metodo di fabbricazione dei microingranaggi
1. Elaborazione della dentatura del creatore
Gli ingranaggi vengono solitamente tagliati su dentatrici con creatori. Durante la dentatura di microingranaggi (sotto m0.1), il profilo del dente del creatore deve essere microlavorato. Poiché la forma del dente è piccola, oltre all'errore di forma del dente del creatore, l'eccentricità dell'apertura del creatore, l'eccentricità dell'estremità, il passo e altri errori avranno un grande impatto sulla precisione del microingranaggio. La precisione e la rigidità delle macchine dentatrici, dei mandrini dei pezzi in lavorazione, dei mandrini degli utensili, dei meccanismi di indicizzazione dei pezzi in lavorazione e dei dispositivi dei pezzi in lavorazione per la lavorazione, nonché l'accuratezza dell'installazione di creatori e pezzi in lavorazione, ecc., influiranno sulla precisione di produzione dei microingranaggi. Pertanto, è necessario migliorare l'accuratezza globale complessiva del sistema di produzione. Su questa base, selezionando materiali facili da tagliare, è relativamente facile realizzare la produzione in serie di microingranaggi con lo stesso modulo e varietà diverse.

2. Ingranaggi in plastica stampati ad iniezione
Poiché gli ingranaggi in plastica lavorati mediante stampaggio a iniezione possono essere prodotti in serie in un breve periodo di tempo, vengono spesso utilizzati per ingranaggi utilizzati in carichi leggeri come macchine per ufficio ed elettrodomestici. Negli ultimi anni, con il continuo miglioramento della tecnologia di stampaggio a iniezione e il continuo miglioramento delle prestazioni dei materiali per stampaggio a iniezione, anche la precisione degli ingranaggi per stampaggio a iniezione è stata notevolmente migliorata. La precisione degli stampi per ingranaggi per stampaggio a iniezione e la tecnologia di stampaggio a iniezione sono fattori importanti che influenzano il metodo di stampaggio a iniezione. Quando si realizzano stampi, vengono utilizzati principalmente il taglio a filo e l'elettroerosione. Tuttavia, a causa dell'influenza di fattori quali il diametro del filo utilizzato e lo spazio di scarica dell'elettrodo di formatura, il miglioramento della precisione dello stampo per microingranaggi è limitato. Gli stampi possono anche essere fabbricati mediante elettroformatura. L'ingranaggio di riferimento utilizzato nell'elettroformatura può essere migliorato mediante taglio o rettifica. L'ingranaggio di base può essere ispessito mediante galvanica. Da un pezzo di riferimento maschio (convesso) si ottiene uno stampo femmina (concavo) mediante dissoluzione chimica. Grazie all'elevata precisione dell'ingranaggio di riferimento e alla mancanza di deformazioni causate dalla galvanica, è possibile produrre un micro stampo per ingranaggi con elevata precisione. Grazie all'utilizzo di parti di riferimento e al metodo di dissoluzione chimica, è possibile elaborare stampi con forme complesse. Oltre agli ingranaggi cilindrici e agli ingranaggi elicoidali, è possibile produrre vari tipi di stampi come ingranaggi conici, ingranaggi frontali, viti senza fine e ingranaggi a vite senza fine. La produzione in serie di microingranaggi in plastica è possibile utilizzando stampi ad alta precisione. Tuttavia, a causa della sua piccola forma del dente e della facile deformazione sotto forza, è più vantaggioso utilizzare ingranaggi metallici con elevata resistenza nelle occasioni di trasmissione di carichi elevati e requisiti di elevata precisione di trasmissione.

3. Metodo di produzione della sinterizzazione del metallo
Gli ingranaggi in metallo sinterizzato (ingranaggi in metallurgia delle polveri) sono ingranaggi in metallo sinterizzato (ingranaggi in metallurgia delle polveri) formati mediante stampaggio ad alta pressione di polvere metallica in uno stampo e quindi sinterizzati e solidificati ad alta temperatura. Hanno una resistenza meccanica superiore rispetto agli ingranaggi in plastica e vengono utilizzati in condizioni di carico moderato. Il metodo di formatura dello stampo è adatto per la produzione di massa. Tuttavia, dopo che lo stampo è stato formato, viene sottoposto a sinterizzazione ad alta temperatura e la deformazione è ampia. Pertanto, per ottenere la precisione necessaria, l'ingranaggio deve essere rifinito dopo la sinterizzazione. A causa della forma del dente piccolo, la finitura dei microingranaggi è difficile e le particelle metalliche della polvere metallica sono relativamente grandi, il che limita il miglioramento della precisione della forma e della finitura superficiale. Se lo stampo di formatura adotta il metodo di lavorazione elettrolitica dell'elettrodo dell'ingranaggio di riferimento menzionato sopra nell'ingranaggio in plastica per stampaggio ad iniezione, la precisione dell'ingranaggio lavorato può essere migliorata.

4. Altri metodi di fabbricazione
Le parti MIM dei micro ingranaggi a vite senza fine possono essere prodotte con il metodo di produzione dei semiconduttori, il metodo della fotolitografia o il metodo di lavorazione laser. Microingranaggi con una dimensione di decine di micron possono essere fabbricati in prova mediante fotoincisione e gli ingranaggi interni possono essere disegnati mediante brocciatura. In futuro, ci sarà sempre più domanda di microingranaggi e continueranno ad emergere nuovi metodi di produzione e tecnologie di produzione di massa.

• Prove di produzione di microingranaggi
Con la tecnologia di taglio a creatore esistente, è stata effettuata la produzione di prova del microingranaggio a modulo più piccolo possibile.
I parametri principali del creatore utilizzato: modulo m: 0.01, angolo di pressione: 20 gradi, numero di scanalature dei denti: 12, diametro esterno OD: φ25mm, diametro interno del foro: φ10mm, larghezza del creatore: 8mm, materiale : lega dura.
Precisione del piano cottura: prodotto secondo la precisione del piano cottura di livello 3A dell'azienda. Il microscopio universale per utensili dell'azienda (UMM200) misura gli ingranaggi; il runout frontale è misurato dal radiomicrometro ESM-01 dell'azienda.
I parametri principali del micro ingranaggio prodotto in prova: modulo m: 0.01, angolo di pressione: 20 gradi, tipo di dente: evolvente, numero di denti Z: 100, diametro esterno OD: φ1,02 mm, materiale: Cavolo
Poiché lo strumento di misurazione dell'ingranaggio di contatto non è in grado di misurare ingranaggi inferiori a m0.3, viene rilevato con un'immagine ingrandita su un proiettore 200 volte. La precisione della forma del dente di questo metodo di misurazione può raggiungere 2-3 μm. Utilizzando un creatore ad alta precisione e una dentatrice ad alta precisione modificata, la precisione di installazione del creatore e del pezzo può essere controllata entro 1 μm. I microingranaggi fabbricati vengono rilevati ei risultati mostrano che il processo di dentatura può essere utilizzato per produrre microingranaggi di alta precisione.
Per studiare ulteriormente il valore pratico dei microingranaggi, è stata misurata la perdita di ingranamento delle coppie di microingranaggi. I risultati dei test mostrano che, con una corretta lubrificazione, i risultati sono alla pari con ingranaggi di dimensioni normali.

• Riduttore finale di prova con ingranaggio finale miniaturizzato
La misurazione dell'efficienza di ingranamento degli ingranaggi in miniatura ha confermato che ha la possibilità di un'applicazione pratica, quindi il riduttore planetario variabile è stato prodotto in prova utilizzando gli ingranaggi e i pignoni frontali in miniatura. Poiché la precisione di lavorazione delle parti meccaniche diventa relativamente scarsa dopo la miniaturizzazione, è necessario rendere il meccanismo del microriduttore sviluppato insensibile alla precisione. Per questo motivo, la posizione assiale di ciascuna parte del riduttore sarà determinata in base alla regolazione delle parti ingrananti. Il riduttore prodotto in prova realizza una trasmissione senza gioco regolando la posizione assiale.
I parametri dell'ingranaggio utilizzato nel riduttore di produzione di prova sono i seguenti: m: 0.05, : 20 gradi , Z1: 100, Z2: 21, Z3: 102, Z4: 100 (Z1, Z3, Z4 sono ingranaggi terminali, Z2 è un pignone), diametro esterno: φ6,6 mm, lunghezza totale: 7,4 mm, rapporto di riduzione è di circa 1:101, la relazione tra coppia di trasmissione, rapporto di riduzione e potenza totale è la seguente:
Coppia di ingresso: τi=1
Coppia in uscita: τo=(η1η2Z4/Z1 più η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
Rapporto velocità: μ=(Z4/Z1 più Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
Efficienza totale:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 più Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 più η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0.425 (dove η1, η2, η3 =0.987)

• Prove di produzione di brocce per la lavorazione di ingranaggi interni
Gli ingranaggi interni sono generalmente lavorati mediante sagomatura degli ingranaggi, ma i sagomatori per ingranaggi di piccolo diametro non sono adatti per la lavorazione di ingranaggi interni in miniatura a causa della loro elevata resistenza al taglio e dell'insufficiente resistenza dell'utensile; A causa dei vincoli, è difficile produrre microingranaggi e non è adatto alla produzione di massa. Un metodo più fattibile è fabbricare una broccia con gli stessi parametri dell'ingranaggio interno del prodotto e utilizzarla per disegnare l'ingranaggio interno. La precisione della broccia si rifletterà nell'ingranaggio interno disegnato, quindi è possibile produrre un ingranaggio interno con una precisione migliore.
I parametri della broccia dell'ingranaggio interno prodotta in prova sono: m: 0.14,: 20 gradi, Z: 74, numero di taglienti: 70, lunghezza totale: 170 mm. La sua precisione viene rilevata da un 200-proiettore pieghevole e l'errore del profilo del dente è di pochi micron, il che ha una precisione pratica.

• Prove di produzione di viti senza fine e ingranaggi a vite senza fine
I riduttori a vite senza fine sono molto efficaci per rapporti ad alta velocità e dove gli alberi di ingresso e di uscita non sono paralleli. L'azienda ha utilizzato il metodo di taglio per produrre in prova una vite senza fine a piccolo modulo e il suo ingranaggio elicoidale accoppiato utilizzato come ingranaggio a vite senza fine.
I parametri del verme di prova: m: {{0}}.03,: 20 gradi, numero di teste: 1, diametro esterno: φ0,5 mm. La precisione delle viti senza fine e degli ingranaggi elicoidali prodotti in prova è stata testata dal display universale Zeiss (UMM200) e gli errori erano tutti entro pochi micron, il che ha verificato che è possibile produrre viti senza fine e ingranaggi a vite senza fine in miniatura mediante taglio. Se gli utensili da taglio, le macchine di lavorazione e i dispositivi utilizzati nella lavorazione soddisfano i requisiti delle condizioni di lavorazione di alta precisione, è possibile elaborare vari tipi di microingranaggi mediante taglio o rettifica, che è stato verificato.
La possibilità di tagliare o rettificare ingranaggi con un modulo inferiore a 0.01 è ancora in fase di esplorazione. Sulla base della produzione di microingranaggi, in futuro sarà una questione importante realizzare la produzione e l'applicazione pratica di ingranaggi ultra-micro. A causa della precisione di lavorazione relativamente scarsa delle parti miniaturizzate, è necessario considerare le regolazioni dei componenti che non sono sensibili alla precisione durante la progettazione del meccanismo.