Mikro-Schneckengetriebe MIM-Teile

Produkteinführung

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd. produziert hauptsächlich pulvermetallurgische Produkte mit Hartmetall, Titan, Aluminium, Kupfer, Eisen und Edelstahl als Rohstoffe; Metallspritzguss-Sonderformteile (MIM); Getriebe; Schneckengetriebe aus Metall und Kunststoff (1-7 Kopf); spiralförmiges, gerades Kegelrad; alle Arten von Präzisions-Kleinmodul-Kunststoff-Hardware-Zahnradfräsen; und bieten Design und Verarbeitung verschiedener Untersetzungsgetriebe, Getriebe; Stanzteile für Metallstrukturen; und andere Präzisionsspritzgussteile usw. Die Produkte werden häufig in Haushaltsgeräten (Massagesessel, Elektrowerkzeuge usw.) verwendet. medizinische Ausrüstung; Bürogeräte (Drucker, Faxgeräte); Spielzeug (Modellflugzeuge, Roboter, Simulationsautomodelle), Autoteile, Angelausrüstung und viele andere Industrien. Das Unternehmen hat Eigenexportrechte und seine Produkte werden in die USA, nach Deutschland, Frankreich, Spanien, Kanada, Japan und in andere Teile der Welt exportiert. Das Unternehmen ist fest davon überzeugt, dass "Qualität und Preis die Auswahlkriterien von Produkten abwägen", und strebt danach, Kunden mit Preis, Qualität und Integrität als oberstes Ziel zufrieden zu stellen.

Herstellungsverfahren für Mikroschnecken im Metallspritzgussverfahren
Gegenwärtig wurden im Hinblick auf Antriebsmotoren Mikromotoren mit einem Rotordurchmesser von 0,5 mm und einem Außendurchmesser von mehreren Millimetern hergestellt. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und des geringen Drehmoments dieser Art von Mikromotor ist es jedoch erforderlich, um seine Leistung voll auszuschöpfen, ein Mikro-Untersetzungsgetriebe mit einem Übersetzungsverhältnis von mehreren Hundert zwischen dem Motor und der Last hinzuzufügen (Executive Element). Unter verschiedenen Übertragungsmechanismen ist die Zahnradübertragung die am häufigsten verwendete. Um das Untersetzungsgetriebe zu miniaturisieren, ist es daher notwendig, die Miniaturisierung von Zahnrädern zu realisieren.
Das Folgende ist eine Einführung in das Herstellungsverfahren von Mikrozahnrädern und die Bearbeitungstechnologie im Zusammenhang mit kleinen Zahnrädern von Ogasawara Co., Ltd. und ihren Bearbeitungswerkzeugen.

• Herstellungsverfahren von Mikrozahnrädern
1. Hob Wälzfräsen Verarbeitung
Zahnräder werden in der Regel auf Wälzfräsmaschinen mit Wälzfräsern gefräst. Beim Wälzfräsen von Mikrozahnrädern (unter m0.1) muss das Zahnprofil des Wälzfräsers mikrobearbeitet werden. Da die Zahnform klein ist, haben zusätzlich zum Zahnformfehler des Wälzfräsers der Öffnungsschlag des Wälzfräsers, der Stirnflächenschlag, die Teilung und andere Fehler einen großen Einfluss auf die Genauigkeit des Mikrozahnrads. Die Präzision und Steifigkeit von Wälzfräsmaschinen, Werkstückspindeln, Werkzeugspindeln, Werkstückschaltwerken und Werkstückaufnahmen für die Bearbeitung sowie die Einbaugenauigkeit von Wälzfräsern und Werkstücken usw. beeinflussen die Fertigungsgenauigkeit von Mikrozahnrädern. Daher ist es notwendig, die Gesamtgenauigkeit des Herstellungssystems zu verbessern. Auf dieser Grundlage ist es durch die Auswahl leicht zerspanbarer Materialien relativ einfach möglich, eine Massenproduktion von Mikrozahnrädern mit gleichem Modul und unterschiedlichen Varianten zu realisieren.

2. Zahnräder aus spritzgegossenem Kunststoff
Da im Spritzgussverfahren verarbeitete Kunststoffzahnräder in kurzer Zeit in Serie hergestellt werden können, werden sie häufig für Zahnräder verwendet, die in leichten Lasten wie Büromaschinen und Haushaltsgeräten verwendet werden. In den letzten Jahren wurde mit der kontinuierlichen Verbesserung der Spritzgusstechnologie und der kontinuierlichen Verbesserung der Leistung von Spritzgussmaterialien auch die Präzision von Spritzgusszahnrädern stark verbessert. Die Präzision von Spritzguss-Zahnradformen und die Spritzgusstechnologie sind wichtige Faktoren, die das Spritzgussverfahren beeinflussen. Bei der Herstellung von Formen werden hauptsächlich Drahtschneiden und Erodieren verwendet. Aufgrund des Einflusses von Faktoren wie dem verwendeten Drahtdurchmesser und dem Entladungsspalt der formgebenden Elektrode ist die Verbesserung der Präzision der Mikrozahnradform jedoch begrenzt. Formen können auch durch Galvanoformen hergestellt werden. Das beim Galvanoformen verwendete Referenzzahnrad kann durch Schneiden oder Schleifen verbessert werden. Das Grundzahnrad kann galvanisch verdickt werden. Aus einem männlichen (konvexen) Referenzstück wird durch chemische Auflösung eine weibliche (konkave) Form erhalten. Aufgrund der hohen Präzision des Referenzzahnrads und der fehlenden Verformung durch das Galvanisieren ist es möglich, eine Mikrozahnradform mit hoher Präzision herzustellen. Durch die Verwendung von Referenzteilen und das chemische Auflösungsverfahren können Formen mit komplexen Formen verarbeitet werden. Neben Stirn- und Schrägstirnrädern können verschiedene Arten von Formen wie Kegelräder, Kronenräder, Schnecken und Schneckenräder hergestellt werden. Die Massenproduktion von Mikrozahnrädern aus Kunststoff ist durch die Verwendung von hochpräzisen Formen möglich. Aufgrund der kleinen Zahnform und der leichten Verformung unter Krafteinwirkung ist es jedoch vorteilhafter, Metallzahnräder mit hoher Festigkeit bei großen Lastübertragungs- und hohen Anforderungen an die Übertragungsgenauigkeit zu verwenden.

3. Herstellungsverfahren durch Metallsintern
Sintermetallzahnräder (Pulvermetallurgiezahnräder) sind Sintermetallzahnräder (Pulvermetallurgiezahnräder), die durch Hochdruckformen von Metallpulver in einer Form geformt und dann bei hoher Temperatur gesintert und verfestigt werden. Sie haben eine höhere mechanische Festigkeit als Kunststoffzahnräder und werden unter mäßigen Belastungsbedingungen eingesetzt. Das Formgebungsverfahren ist für die Massenproduktion geeignet. Nachdem die Form gebildet ist, wird sie jedoch einem Hochtemperatursintern unterzogen, und die Verformung ist groß. Um die notwendige Präzision zu erreichen, muss das Zahnrad daher nach dem Sintern fertig bearbeitet werden. Aufgrund der kleinen Zahnform ist die Endbearbeitung von Mikrozahnrädern schwierig, und die Metallpartikel des Metallpulvers sind relativ groß, was die Verbesserung seiner Formgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit einschränkt. Wenn die Formgebungsform das oben erwähnte elektrolytische Referenz-Zahnradelektroden-Bearbeitungsverfahren beim Spritzgießen eines Kunststoffzahnrads anwendet, kann die Präzision des bearbeiteten Zahnrads verbessert werden.

4. Andere Herstellungsverfahren
Mikro-Schneckengetriebe MIM-Teile können durch Halbleiterherstellungsverfahren, Fotolithografieverfahren oder Laserbearbeitungsverfahren hergestellt werden. Mikrozahnräder mit einer Größe von mehreren zehn Mikrometern können versuchsweise durch Fotoätzen hergestellt werden, und Innenzahnräder können durch Räumen gezogen werden. In Zukunft werden Mikrozahnräder immer mehr nachgefragt und neue Fertigungsmethoden und Massenproduktionstechnologien entstehen.

• Versuchsproduktion von Mikrozahnrädern
Mit der bestehenden Wälzfrästechnologie wurde die Versuchsfertigung von Mikrozahnrädern mit dem kleinstmöglichen Modul durchgeführt.
Die Hauptparameter des verwendeten Wälzfräsers: Modul m: 0.01, Eingriffswinkel: 20 Grad, Anzahl der Zahnrillen: 12, Außendurchmesser AD: φ25 mm, Innenlochdurchmesser: φ10 mm, Wälzfräserbreite: 8 mm, Material : harte Legierung.
Wälzfräser-Präzision: Hergestellt gemäß der Wälzfräser-Präzision des Unternehmens auf 3A-Niveau. Das universelle Werkzeugmikroskop (UMM200) des Unternehmens misst Zahnräder; Der Rundlauf der Stirnfläche wird mit dem Funkmikrometer ESM-01 des Unternehmens gemessen.
Die Hauptparameter des versuchsweise hergestellten Mikrozahnrads: Modul m: 0,01, Eingriffswinkel: 20 Grad, Zahntyp: Evolvente, Zähnezahl Z: 100, Außendurchmesser OD: φ1,02 mm, Material: BS
Da das Kontaktverzahnungsmessgerät keine Verzahnungen unter m0,3 messen kann, wird es mit einem 200-fach vergrößerten Bild auf einem Projektor erfasst. Die Zahnformgenauigkeit dieser Messmethode kann 2-3 μm erreichen. Mit einem hochpräzisen Wälzfräser und einer modifizierten hochpräzisen Wälzfräsmaschine kann die Einbaugenauigkeit von Wälzfräser und Werkstück innerhalb von 1 μm kontrolliert werden. Die hergestellten Mikrozahnräder werden detektiert und die Ergebnisse zeigen, dass der Wälzfräsprozess zur Herstellung von hochpräzisen Mikrozahnrädern eingesetzt werden kann.
Um den praktischen Wert von Mikrozahnrädern weiter zu untersuchen, wurde der Eingriffsverlust von Mikrozahnradpaaren gemessen. Testergebnisse zeigen, dass bei richtiger Schmierung die Ergebnisse mit normal großen Zahnrädern vergleichbar sind.

• Versuchsgefertigtes Stirnraduntersetzungsgetriebe mit Miniatur-Endrad
Die Messung der Eingriffseffizienz der Miniaturzahnräder bestätigte, dass es die Möglichkeit einer praktischen Anwendung hat, und dann wurde das variable Planetenuntersetzungsgetriebe unter Verwendung der Miniatur-Kronzahnräder und -Ritzel versuchsweise hergestellt. Da die Verarbeitungsgenauigkeit mechanischer Teile nach der Miniaturisierung relativ schlecht wird, ist es notwendig, den Mechanismus des entwickelten Mikro-Untersetzungsgetriebes unempfindlich gegen Genauigkeit zu machen. Aus diesem Grund wird die axiale Position jedes Teils des Untersetzungsgetriebes gemäß der Einstellung der Zahnradeingriffsteile bestimmt. Das versuchsweise hergestellte Untersetzungsgetriebe realisiert eine spielfreie Übertragung durch Einstellen der axialen Position.
Die Parameter des in der Versuchsproduktion verwendeten Getriebes sind wie folgt: m: 0.05, : 20 Grad , Z1: 100, Z2: 21, Z3: 102, Z4: 100 (Z1, Z3, Z4 sind Endzahnräder, Z2 ist ein Ritzel), Außendurchmesser: φ6,6 mm, Gesamtlänge: 7,4 mm, Untersetzungsverhältnis beträgt etwa 1:101, das Verhältnis zwischen Übertragungsdrehmoment, Untersetzungsverhältnis und Gesamtleistung ist wie folgt:
Eingangsdrehmoment: τi=1
Ausgangsdrehmoment: τo=(η1η2Z4/Z1 plus η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
Drehzahlverhältnis: μ=(Z4/Z1 plus Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
Gesamtwirkungsgrad:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 plus Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 plus η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0.425 (wobei η1, η2, η3 =0.987)

• Versuchsfertigung von Räumnadeln zur Bearbeitung von Innenverzahnungen
Innenverzahnungen werden normalerweise durch Wälzstoßen bearbeitet, aber Zahnradstoßmaschinen mit kleinem Durchmesser sind aufgrund ihres großen Schnittwiderstands und ihrer unzureichenden Werkzeugfestigkeit nicht für die Bearbeitung von Miniatur-Innenverzahnungen geeignet. Aufgrund der Beschränkungen ist es schwierig, Mikrozahnräder herzustellen, und es ist nicht für die Massenproduktion geeignet. Eine praktikablere Methode besteht darin, eine Räumnadel mit den gleichen Parametern wie das Innenzahnrad des Produkts herzustellen und sie zum Ziehen des Innenzahnrads zu verwenden. Die Genauigkeit des Räumwerkzeugs spiegelt sich in dem gezogenen Innenzahnrad wider, sodass es möglich ist, ein Innenzahnrad mit besserer Genauigkeit herzustellen.
Die Parameter der versuchsweise hergestellten Innenzahnrad-Räumnadel sind: m: 0.14, : 20 Grad, Z: 74, Anzahl der Schneidkanten: 70, Gesamtlänge: 170 mm. Seine Genauigkeit wird von einem 200--fachen Projektor erkannt, und der Zahnprofilfehler beträgt nur wenige Mikrometer, was eine praktische Genauigkeit hat.

• Versuchsfertigung von Schnecken und Schneckengetrieben
Schneckengetriebe sind sehr effektiv bei hohen Übersetzungsverhältnissen und bei nicht parallelen Eingangs- und Ausgangswellen. Das Unternehmen verwendete das Schneideverfahren zur Versuchsfertigung einer Schnecke mit kleinem Modul und ihres als Schneckenrad verwendeten gepaarten Schrägstirnrads.
Die Parameter des Versuchswurms: m: {{0}}.03, : 20 Grad, Anzahl der Köpfe: 1, Außendurchmesser: φ0,5 mm. Die Genauigkeit der versuchsweise hergestellten Schnecken und Schrägstirnräder wurde mit dem Zeiss-Universaldisplay (UMM200) getestet, und die Fehler lagen alle innerhalb weniger Mikrometer, was bestätigte, dass es möglich ist, Miniaturschnecken und Schneckenräder durch Schneiden herzustellen. Wenn die bei der Bearbeitung verwendeten Schneidwerkzeuge, Bearbeitungsmaschinen und Vorrichtungen die Anforderungen hochpräziser Bearbeitungsbedingungen erfüllen, ist es möglich, verschiedene Arten von Mikrozahnrädern durch Schneiden oder Schleifen zu bearbeiten, was verifiziert wurde.
Die Möglichkeit, Zahnräder mit einem Modul von weniger als 0,01 zu schneiden oder zu schleifen, befindet sich noch in der Erforschungsphase. Ausgehend von der Herstellung von Mikrozahnrädern wird es zukünftig ein wichtiges Thema sein, die Herstellung und praktische Anwendung von Ultramikrozahnrädern zu realisieren. Aufgrund der relativ schlechten Bearbeitungsgenauigkeit miniaturisierter Teile ist es notwendig, Anpassungen an Komponenten zu berücksichtigen, die bei der Konstruktion des Mechanismus nicht genauigkeitsempfindlich sind.