マイクロ ウォーム ギア MIM 部品

製品導入

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machine Parts Co., Ltd.は、主に超硬合金、チタン、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼を原材料とする粉末冶金製品を生産しています。 金属射出成形特殊形状部品 (MIM); 歯車; 金属プラスチック ウォーム ギア (1-7 ヘッド); スパイラル、ストレート ベベル ギア。 あらゆる種類の精密で小さなモジュラスのプラスチック製ハードウェア ギア ホブ加工。 さまざまな減速機、ギアボックスの設計と加工を提供します。 金属構造スタンピング部品; およびその他の精密射出成形部品など製品は家電製品（マッサージチェア、電動工具など）に広く使用されています。 医療機器; オフィス機器（プリンター、ファックス）; 玩具（模型飛行機、ロボット、シミュレーションカーモデル）、自動車部品、釣り具、その他多くの産業。 同社は自己輸出権を持っており、その製品は米国、ドイツ、フランス、スペイン、カナダ、日本、および世界の他の地域に輸出されています。 同社は、「製品の選択基準を品質と価格で比較検討する」ことを固く信じており、価格、品質、誠実さを高い目的として顧客を満足させるよう努めています。

金属射出成形マイクロスクロール製法
現在、モーターの駆動に関しては、ローター径0.5mm、外径数mmのマイクロモーターが製造されています。 ただし、この種のマイクロモーターは高速でトルクが小さいため、その性能を十分に発揮させるためには、モーターと負荷の間に数百の伝達比を持つマイクロ減速機を追加する必要があります（エグゼクティブエレメント）。 さまざまな伝達機構の中で、歯車伝達が最も一般的に使用されています。 したがって、減速機を小型化するためには歯車の小型化を実現する必要があります。
小笠原製作所の小型歯車に関する加工技術とその工作機械について、マイクロ歯車の製造方法と加工技術をご紹介します。

・マイクロギアの製法
1.ホブホブ加工
歯車は通常、ホブ付きの歯車ホブ盤で切削されます。 マイクロ ギア (m0.1 未満) をホブ加工する場合、ホブの歯形をマイクロ加工する必要があります。 歯形が小さいため、ホブの歯形誤差に加え、ホブの口振れ、端面振れ、ピッチなどの誤差がマイクロギヤの精度に大きな影響を与えます。 ホブ盤、ワーク主軸、工具主軸、ワーク割出機構、加工用ワーク治具の精度や剛性、ホブやワークの取付精度などは、マイクロギヤの加工精度に影響を与えます。 したがって、製造システム全体の総合精度を向上させる必要があります。 その上で、切削しやすい材料を選択することで、同じモジュラスで品種の異なるマイクロギヤの量産化が比較的容易に実現できます。

2.射出成形プラスチックギア
射出成形で加工されたプラスチック歯車は、短期間で大量生産できるため、事務機や家電製品などの軽負荷で使用される歯車に多く使用されています。 近年、射出成形技術の継続的な改善と射出成形材料の性能の継続的な改善により、射出成形歯車の精度も大幅に向上しています。 射出成形ギア金型の精度と射出成形技術は、射出成形方法に影響を与える重要な要素です。 金型製作には主にワイヤーカットや放電加工機が使われます。 しかし、使用する線径やフォーミング電極の放電ギャップなどの影響により、マイクロギア金型の精度向上には限界がありました。 金型は電鋳で製作することもできます。 電鋳で使用される基準歯車は、切断または研削によって改善できます。 ベースギアは電気メッキで厚くすることができます。 雌型 (凹型) の型は、化学溶解によって雄型 (凸型) の基準片から得られます。 基準歯車の精度が高く、電気メッキによる変形がないため、精度の高い微細歯車金型の製作が可能です。 基準部品の採用と薬液溶解法により、複雑な形状の金型の加工が可能です。 平歯車、はすば歯車のほか、かさ歯車、フェースギヤ、ウォーム、ウォームギヤなど各種金型の製作が可能です。 高精度の金型を使用することで、プラスチック製のマイクロギアの量産が可能です。 ただし、歯の形状が小さく、力による変形が容易なため、大きな荷重伝達と高い伝達精度が必要な場合は、強度の高い金属歯車を使用する方が有利です。

3. 金属焼結製法
焼結金属歯車（粉末冶金歯車）は、金型内で金属粉末を高圧成形し、高温で焼結固化させた焼結金属歯車（粉末冶金歯車）です。 プラスチック歯車よりも機械的強度が高く、中程度の負荷条件下で使用されます。 金型成形法は大量生産に適しています。 しかし、金型を成形した後、高温で焼結するため、変形が大きい。 したがって、必要な精度を達成するためには、ギアを焼結後に仕上げる必要があります。 歯形が小さいため、マイクロギアの仕上げは難しく、金属粉末の金属粒子が比較的大きく、形状精度と表面仕上げの改善には限界があります。 プラスチック歯車の射出成形において、成形型が上記基準歯車電極電解加工法を採用すると、加工歯車の精度が向上する場合がある。

4. その他の製造方法
マイクロウォームギアMIM部品は、半導体製法、フォトリソグラフィー製法、レーザー加工製法で製作可能です。 数十ミクロンサイズの微細歯車はフォトエッチングで試作、内歯車はブローチ加工で絞り加工が可能です。 今後、マイクロギアの需要はますます高まり、新しい製法や量産技術が次々と登場していきます。

• マイクロギアの試作
既存のホブ切削技術で、可能な限り最小モジュラスのマイクロギアの試作を行った。
使用したホブの主なパラメータ：モジュラスm：0.01、圧力角：20度、歯溝数：12、外径OD：φ25mm、内穴径：φ10mm、ホブ幅：8mm、材質：硬質合金。
ホブ精度：自社3Aレベルのホブ精度で製作。 同社の万能工具顕微鏡 (UMM200) は歯車を測定します。 端面の振れは、同社の電波マイクロメータ ESM-01 によって測定されます。
試作したマイクロ歯車の主なパラメータ：係数m：0.01、圧力角：20度、歯形：インボリュート、歯数Z：100、外径OD：φ1.02mm、材質： BS
接触歯車測定器ではm0.3以下の歯車は測定できないため、200倍のプロジェクターの拡大画像で検出します。 この測定方法の歯形精度は 2-3 μm に達することがあります。 高精度ホブと改造した高精度ギヤホブ盤により、ホブとワークの取付精度を1μm以内に抑えます。 製造されたマイクロギアが検出され、その結果は、ホブ加工プロセスを使用して高精度のマイクロギアを製造できることを示しています。
マイクロギアの実用的な価値をさらに研究するために、マイクロギアペアのかみ合い損失が測定されました。 テスト結果は、適切な潤滑により、通常のサイズの歯車と同等の結果が得られることを示しています。

• ミニチュアエンドギヤ付きの試作エンドギヤ減速機
小型歯車のかみ合い効率を測定し、実用化の可能性があることを確認し、小型フェースギヤとピニオンを用いて可変遊星歯車減速機を試作した。 機械部品は小型化すると加工精度が相対的に悪くなるため、開発したマイクロ減速機の機構を精度に鈍感にする必要があります。 このため、減速機の各部の軸方向の位置は、歯車のかみ合い部の調整によって決まります。 試作した減速機は、軸位置を調整することでバックラッシのない伝動を実現。
試作減速機に使用した歯車のパラメータは以下の通りです。はエンドギア、Z2 はピニオン)、外径: φ6.6mm、全長: 7.4mm、減速比は約 1:101、伝達トルク、減速比と合計出力の関係は次のとおりです。
入力トルク: τ=1
出力トルク: τo=(η1η2Z4/Z1 プラス η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3),
速度比: μ=(Z4/Z1 プラス Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)=101
総効率:
[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1 プラス Z4/Z3)]×(η1η2Z4/Z1 プラス η2η3Z4/Z3)/(1-η2η3Z4/Z3)=0.425 (ここで、η1、η2、η3 =0.987)

・内歯車加工用ブローチの試作
内歯車の加工は通常、歯車の成形加工で行われますが、小径の歯車成形機は切削抵抗が大きく、工具強度が不足するため、ミニチュア内歯車の加工には適していません。 制約があるため、マイクロギアの製造は難しく、大量生産には適していません。 より実現可能な方法は、製品の内歯車と同じパラメータでブローチを製造し、それを使用して内歯車を絞り込むことです。 ブローチの精度が内歯車の絞りに反映されるため、より精度の高い内歯車の製作が可能です。
試作した内歯車ブローチのパラメータは、m:0.14、:20度、Z:74、刃数:70、全長:170mmです。 その精度は200-フォールド プロジェクターによって検出され、歯形の誤差はわずか数ミクロンであり、実用的な精度です。

• ウォームとウォームギアの試作
ウォーム ギア減速機は、入力軸と出力軸が平行でない場合、高速比で非常に効果的です。 同社は、切削加工法を用いて、モジュラスの小さいウォームと、ウォーム ギアとして使用されるヘリカル ギアのペアを試作しました。
試作品のパラメータは、m:{{0}.03, : 20°, ヘッド数: 1, 外径: φ0.5mm. 試作したウォームとはすば歯車の精度をツァイスユニバーサルディスプレイ（UMM200）でテストしたところ、誤差はすべて数ミクロン以内であり、小型のウォームとウォームギアを切削加工で製造できることが確認されました。 加工に使用する切削工具、加工機、治具が高精度な加工条件を満たしていれば、切削や研削による各種マイクロギヤの加工が可能であることが実証されています。
0.01 未満のモジュラスを持つギアを切断または研磨する可能性は、まだ調査段階にあります。 マイクロ歯車の製作をベースに、超極小歯車の製作と実用化が今後の重要な課題となります。 小型化された部品は加工精度が比較的悪いため、機構設計時に精度に敏感でない部品の調整を考慮する必要があります。