Microengranajes helicoidales Piezas MIM

Introducción del producto

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd. produce principalmente productos de pulvimetalurgia con carburo cementado, titanio, aluminio, cobre, hierro y acero inoxidable como materias primas; piezas de forma especial de moldeo por inyección de metal (MIM); engranajes; engranajes helicoidales de metal y plástico (cabeza 1-7); engranaje cónico recto en espiral; todo tipo de engranajes de hardware de plástico de módulo pequeño de precisión; y proporcionar diseño y procesamiento de varios reductores, cajas de cambios; piezas de estampación de estructuras metálicas; y otras piezas de moldeo por inyección de precisión, etc. Los productos son ampliamente utilizados en electrodomésticos (sillas de masaje, herramientas eléctricas, etc.); Equipo medico; equipo de oficina (impresoras, máquinas de fax); juguetes (modelos de aviones, robots, modelos de automóviles de simulación), autopartes, artes de pesca y muchas otras industrias. La empresa tiene derechos de autoexportación y sus productos se exportan a los Estados Unidos, Alemania, Francia, España, Canadá, Japón y otras partes del mundo. La compañía cree firmemente que "los criterios de selección de productos se sopesan con la calidad y el precio", y se esfuerza por satisfacer a los clientes con el precio, la calidad y la integridad como objetivo principal.

Método de fabricación de micro-scroll de moldeo por inyección de metal
En la actualidad, en cuanto a motores de accionamiento, se han fabricado micromotores con un diámetro de rotor de 0.5mm y un diámetro exterior de varios milímetros. Sin embargo, debido a la alta velocidad y el pequeño par de este tipo de micromotor, para aprovechar al máximo su rendimiento, es necesario agregar un microreductor con una relación de transmisión de varios cientos entre el motor y la carga (ejecutivo elemento). Entre los diversos mecanismos de transmisión, la transmisión por engranajes es la más utilizada. Por lo tanto, para miniaturizar el reductor, es necesario realizar la miniaturización de los engranajes.
La siguiente es una introducción al método de fabricación de microengranajes y la tecnología de mecanizado relacionada con engranajes pequeños de Ogasawara Co., Ltd. y sus herramientas de mecanizado.

• Método de fabricación de microengranajes
1. Procesamiento de vitrocerámica
Los engranajes generalmente se cortan en máquinas talladoras de engranajes con placas. Al tallar microengranajes (por debajo de m0.1), el perfil del diente de la talla debe micromecanizarse. Debido a que la forma del diente es pequeña, además del error de forma del diente de la placa, el descentramiento de la apertura de la placa, el descentramiento de la cara final, el paso y otros errores tendrán un gran impacto en la precisión del microengranaje. La precisión y la rigidez de las fresadoras, los husillos de las piezas de trabajo, los husillos de las herramientas, los mecanismos de indexación de las piezas de trabajo y los accesorios de las piezas de trabajo para el procesamiento, así como la precisión de instalación de las fresas y las piezas de trabajo, etc., afectarán la precisión de fabricación de los microengranajes. Por lo tanto, es necesario mejorar la precisión integral general del sistema de fabricación. Sobre esta base, al seleccionar materiales que sean fáciles de cortar, es relativamente fácil realizar una producción en masa de microengranajes con el mismo módulo y diferentes variedades.

2. Engranajes de plástico moldeado por inyección
Dado que los engranajes de plástico procesados ​​por moldeo por inyección se pueden producir en masa en un corto período de tiempo, a menudo se usan para engranajes que se usan en cargas livianas, como máquinas de oficina y electrodomésticos. En los últimos años, con la mejora continua de la tecnología de moldeo por inyección y la mejora continua del rendimiento de los materiales de moldeo por inyección, la precisión de los engranajes de moldeo por inyección también ha mejorado considerablemente. La precisión de los moldes de engranajes de moldeo por inyección y la tecnología de moldeo por inyección son factores importantes que afectan el método de moldeo por inyección. En la fabricación de moldes, se utilizan principalmente el corte por hilo y la electroerosión. Sin embargo, debido a la influencia de factores como el diámetro del alambre utilizado y el espacio de descarga del electrodo de formación, la mejora de la precisión del molde de microengranajes es limitada. Los moldes también se pueden fabricar por electroformado. El engranaje de referencia utilizado en el electroformado se puede mejorar cortando o esmerilando. El engranaje base se puede engrosar mediante galvanoplastia. Se obtiene un molde hembra (cóncavo) a partir de una pieza de referencia macho (convexa) por disolución química. Debido a la alta precisión del engranaje de referencia y la falta de deformación causada por la galvanoplastia, es posible producir un molde de microengranaje con alta precisión. Debido al uso de piezas de referencia y al método de disolución química, se pueden procesar moldes con formas complejas. Además de engranajes rectos y engranajes helicoidales, se pueden fabricar varios tipos de moldes, como engranajes cónicos, engranajes frontales, tornillos sinfín y engranajes helicoidales. La producción en masa de microengranajes de plástico es posible mediante el uso de moldes de alta precisión. Sin embargo, debido a su forma de diente pequeño y su fácil deformación bajo la fuerza, es más ventajoso usar engranajes metálicos con alta resistencia en ocasiones de gran transmisión de carga y requisitos de alta precisión de transmisión.

3. Método de producción de sinterización de metales.
Los engranajes de metal sinterizado (engranajes de pulvimetalurgia) son engranajes de metal sinterizado (engranajes de pulvimetalurgia) formados por moldeo a alta presión de polvo de metal en un molde y luego sinterizados y solidificados a alta temperatura. Tienen mayor resistencia mecánica que los engranajes de plástico y se utilizan en condiciones de carga moderada. El método de formación de moldes es adecuado para la producción en masa. Sin embargo, después de que se forma el molde, se somete a sinterización a alta temperatura y la deformación es grande. Por lo tanto, para lograr la precisión necesaria, el engranaje debe terminarse después de la sinterización. Debido a la forma pequeña del diente, el acabado de los microengranajes es difícil y las partículas metálicas del polvo metálico son relativamente grandes, lo que limita la mejora de la precisión de la forma y el acabado superficial. Si el molde de formación adopta el método de mecanizado electrolítico del electrodo de engranaje de referencia mencionado anteriormente en el engranaje de plástico de moldeo por inyección, se puede mejorar la precisión del engranaje procesado.

4. Otros métodos de fabricación
Las piezas MIM de Micro Worm Gears se pueden fabricar mediante el método de fabricación de semiconductores, el método de fotolitografía o el método de procesamiento láser. Los microengranajes con un tamaño de decenas de micras se pueden fabricar de prueba mediante fotograbado y los engranajes internos se pueden dibujar mediante brochado. En el futuro, habrá cada vez más demanda de microengranajes y seguirán surgiendo nuevos métodos de fabricación y tecnologías de producción en masa.

• Producción de prueba de microengranajes
Con la tecnología de fresado existente, se llevó a cabo la producción de prueba del microengranaje de módulo más pequeño posible.
Los principales parámetros de la placa utilizada: módulo m: 0.01, ángulo de presión: 20 grados, número de ranuras de dientes: 12, diámetro exterior OD: φ25 mm, diámetro interior del orificio: φ10 mm, ancho de la placa: 8 mm, material : aleación dura.
Placa de precisión: Fabricado según la placa de precisión de nivel 3A de la empresa. El microscopio de herramienta universal de la compañía (UMM200) mide engranajes; el descentramiento de la cara final se mide con el micrómetro de radio ESM-01 de la empresa.
Los principales parámetros del microengranaje producido en la prueba: módulo m: 0.01, ángulo de presión: 20 grados, tipo de diente: involuta, número de dientes Z: 100, diámetro exterior OD: φ1.02 mm, material: licenciatura
Dado que el instrumento de medición de engranajes de contacto no puede medir engranajes por debajo de m0.3, se detecta con una imagen ampliada en un proyector de 200 veces. La precisión de la forma del diente de este método de medición puede alcanzar 2-3 μm. Usando una placa de cocción de alta precisión y una máquina talladora de engranajes de alta precisión modificada, la precisión de instalación de la placa de cocción y la pieza de trabajo se puede controlar dentro de 1 μm. Se detectan los microengranajes fabricados y los resultados muestran que el proceso de tallado se puede utilizar para fabricar microengranajes de alta precisión.
Para estudiar más a fondo el valor práctico de los microengranajes, se midió la pérdida por engrane de pares de microengranajes. Los resultados de las pruebas muestran que, con la lubricación adecuada, los resultados están a la par con los engranajes de tamaño normal.

• Reductor de engranaje final de fabricación de prueba con engranaje final en miniatura
La medición de la eficiencia de engrane de los engranajes en miniatura confirmó que tiene la posibilidad de una aplicación práctica, y luego se produjo una prueba del reductor planetario variable utilizando los engranajes frontales y piñones en miniatura. Dado que la precisión de procesamiento de las piezas mecánicas se vuelve relativamente pobre después de la miniaturización, es necesario hacer que el mecanismo del microrreductor desarrollado sea insensible a la precisión. Por ello, la posición axial de cada parte del reductor se determinará en función del ajuste de los engranajes. El reductor de prueba realiza una transmisión sin contragolpe ajustando la posición axial.
Los parámetros del engranaje utilizado en el reductor de producción de prueba son los siguientes: m: 0.05, : 20 grados, Z1: 100, Z2: 21, Z3: 102, Z4: 100 (Z1, Z3, Z4 son engranajes finales, Z2 es un piñón), diámetro exterior: φ6,6 mm, longitud total: 7,4 mm, la relación de reducción es de aproximadamente 1:101, la relación entre el par de transmisión, la relación de reducción y la potencia total es la siguiente:
Par de entrada: τi=1
Par de salida: τo=(η1η2Z4/Z1 más η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
Relación de velocidad: μ=(Z4/Z1 más Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
Eficiencia total:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 más Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 más η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0.425 (donde η1, η2, η3 =0.987)

• Producción de prueba de brochas para mecanizar engranajes internos
Los engranajes internos generalmente se mecanizan mediante la conformación de engranajes, pero los conformadores de engranajes de diámetro pequeño no son adecuados para mecanizar engranajes internos en miniatura debido a su gran resistencia al corte y la fuerza insuficiente de la herramienta; Debido a las limitaciones, es difícil fabricar microengranajes y no es adecuado para la producción en masa. Un método más factible es fabricar una brocha con los mismos parámetros que el engranaje interno del producto y utilizarla para dibujar el engranaje interno. La precisión de la brocha se reflejará en el engranaje interno dibujado, por lo que es factible producir un engranaje interno con mayor precisión.
Los parámetros de la brocha de engranaje interno fabricada en prueba son: m: 0.14, : 20 grados, Z: 74, número de filos de corte: 70, longitud total: 170 mm. Su precisión es detectada por un proyector de pliegues 200-, y el error del perfil del diente es de solo unas pocas micras, lo que tiene una precisión práctica.

• Producción de prueba de tornillos sinfín y engranajes helicoidales
Los reductores de tornillo sinfín son muy efectivos para relaciones de alta velocidad y donde los ejes de entrada y salida no están paralelos. La empresa usó el método de corte para probar la fabricación de un tornillo sinfín de módulo pequeño y su engranaje helicoidal emparejado utilizado como engranaje helicoidal.
Los parámetros del gusano de prueba: m: {{0}}.03, : 20 grados, número de cabezas: 1, diámetro exterior: φ0,5 mm. La precisión de los tornillos sin fin y engranajes helicoidales producidos en la prueba se probó con la pantalla universal de Zeiss (UMM200), y todos los errores fueron de unas pocas micras, lo que verificó que es factible fabricar tornillos sin fin y engranajes sin fin en miniatura mediante corte. Si las herramientas de corte, las máquinas de procesamiento y los accesorios utilizados en el procesamiento cumplen con los requisitos de las condiciones de procesamiento de alta precisión, es factible procesar varios tipos de microengranajes mediante corte o rectificado, lo cual se ha verificado.
La posibilidad de cortar o rectificar engranajes con módulo menor a 0.01 aún está en etapa de exploración. Sobre la base de la fabricación de microengranajes, será un tema importante en el futuro realizar la fabricación y aplicación práctica de ultra-microengranajes. Debido a la precisión de mecanizado relativamente baja de las piezas miniaturizadas, es necesario considerar ajustes en los componentes que no son sensibles a la precisión durante el diseño del mecanismo.