目前,在驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面,已能制造出轉(zhuǎn)子直徑為0.5mm、外徑為幾毫米的微型電機(jī)。但是由于這種微型電機(jī)速度高、扭矩小,要充分發(fā)揮其性能,則需在電機(jī)和負(fù)載(執(zhí)行元件)之間加入傳動(dòng)比為幾百的微型減速器。而在各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中,齒輪傳動(dòng)是最為常用的。因此,要使減速器微型化,有必要實(shí)現(xiàn)齒輪的微型化。 下面對(duì)微型齒輪的制造方法、小笠原株式會(huì)社的小型齒輪和其加工刀具的有關(guān)機(jī)械加工技術(shù)予以介紹。 微型齒輪的制造方法 1.滾刀滾削加工 通常采用滾刀在滾齒機(jī)上切制齒輪。微型齒輪(m0.1以下)滾齒加工時(shí),滾刀的齒形必須進(jìn)行微加工。因?yàn)辇X形微小,除滾刀齒形誤差外,滾刀的孔徑跳動(dòng)、端面跳動(dòng)、周節(jié)等誤差都將對(duì)微型齒輪的精度有很大的影響。而加工用的滾齒機(jī)、工件主軸、刀具主軸、工件分度機(jī)構(gòu)及工件夾具等諸多方面的精度、剛度以及滾刀和工件的安裝精度等等,都會(huì)影響微型齒輪的制造精度,因此,有必要提高制造系統(tǒng)總的綜合精度。在此基礎(chǔ)上,再選擇易切削的材料,就可較容易地實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)模數(shù)相同、品種不同的微型齒輪。 2.注射成型塑料齒輪 利用注射成型法加工的塑料齒輪,由于能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn),因此多用于辦公室機(jī)器、家用電器等較輕載荷下使用的齒輪。近年來(lái),在注射成型技術(shù)不斷提高、注塑材料性能不斷改進(jìn)的同時(shí),注塑成型齒輪的精度也大幅提高,注塑齒輪用模具的精度和注射成型技術(shù)均為影響注射成型法的重要因素。在制作模具時(shí),主要采用線切割和電火花加工。但由于所使用的線徑、成型電極的放電間隙等因素的影響,限制了微型齒輪模具精度的提高。模具也可采用電鑄方法制造。電鑄所用的基準(zhǔn)齒輪,采用切削或磨削加工可提高其精度;鶞(zhǔn)件齒輪可電鍍加厚。通過(guò)化學(xué)溶解,由陽(yáng)(凸)的基準(zhǔn)件得到陰(凹)的模具。因基準(zhǔn)件齒輪的精度高、電鍍處理不會(huì)產(chǎn)生變形等原因,因此有可能制作出精度較高的微型齒輪模具。由于采用基準(zhǔn)件,借助化學(xué)溶解法,可以加工出形狀復(fù)雜的模具來(lái),除直齒輪、斜齒輪外,錐齒輪、端面齒輪、蝸桿、蝸輪等各種不同類型的模具都能制造。使用高精度模具,使塑料微型齒輪的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。但由于其齒形小、受力容易變形等原因,在大載荷傳動(dòng)且傳動(dòng)精度要求高的場(chǎng)合,采用強(qiáng)度大的金屬齒輪更為有利。 3.金屬燒結(jié)制作法 金屬粉末在模具中高壓成型后,進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)固化而成的燒結(jié)金屬齒輪(粉末冶金齒輪),其機(jī)械強(qiáng)度比塑料齒輪高,在中等載荷條件下使用。模具成型法適于大批量生產(chǎn)。但模具成形后,經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié),變形很大,因此要達(dá)到必要的精度,在燒結(jié)后齒輪還要進(jìn)行精加工。由于齒形微小,微型齒輪的精加工比較困難,加之金屬粉末的金屬顆粒較大,從而限制了其形狀精度和表面光潔度的提高。成型模具若采用上文注射成型塑料齒輪中所提到的基準(zhǔn)齒輪電極電解加工方法,其加工出的齒輪精度就有可能提高。 4.其它制造方法 采用半導(dǎo)體制造法、光蝕法或激光加工法均可制造微型齒輪。光蝕法可以試制出幾十微米大小的微型齒輪,拉刀可以拉制內(nèi)齒輪等。今后微型齒輪的需求越來(lái)越多,新的制造方法和批量生產(chǎn)技術(shù)也將不斷出現(xiàn)。 微型齒輪的試制 小笠原株式會(huì)社采用公司現(xiàn)有的滾刀切削加工技術(shù),進(jìn)行了可能達(dá)到的最小模數(shù)微型齒輪的試制。 使用滾刀的主要參數(shù):模數(shù)m:0.01,壓力角α:20°,齒溝數(shù):12,外徑OD:φ25mm,內(nèi)孔直徑:φ10mm,滾刀寬度:8mm,材質(zhì):硬質(zhì)合金。 滾刀精度:按公司3A級(jí)滾刀精度制造。蔡司公司的萬(wàn)能工具顯微鏡(UMM200)測(cè)量齒輪;端面跳動(dòng)等用公司的無(wú)線電測(cè)微儀ESM-01測(cè)量。 試制微型齒輪的主要參數(shù):模數(shù)m:0.01,壓力角α:20°,齒型:漸開(kāi)線,齒數(shù)Z:100,外徑OD:φ1.02mm,材質(zhì):B.S。 |