Near-Net Shape Manufacturing of Miniature Spur Gears by Wire Spark Erosion Machining

این کار یک تحقیق تجربی را با هدف ارزیابی و ایجاد ماشین‌کاری فرسایش جرقه سیم (WSEM) به عنوان یک جایگزین مناسب برای تولید دنده‌های مینیاتوری با کیفیت بالا توصیف می‌کند. چرخ دنده های برنجی مینیاتوری نوع خار خارجی (ASTM 858) با 12 دندانه، قطر بیرونی 9.8 میلی متر و عرض صورت 5 میلی متر توسط WSEM ساخته شده است. کار پژوهشی در چهار مرحله آزمایشی مجزا یعنی مقدماتی، آزمایشی، اصلی و تاییدی انجام شد. هدف، دامنه و یافته های هر مرحله به تدریج ارائه و مورد بحث قرار می گیرد. در اصل، بررسی نشان داد که می توان چرخ دنده های مینیاتوری را با کیفیت بالا با استفاده از WSEM ساخت. چرخ دنده هایی تا کیفیت DIN 5 با سطح خوب (زبری متوسط ​​1.2 میکرومتر) و یکپارچگی سطح رضایت بخش به دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که WSEM باید جایگزین مناسبی برای تکنیک‌های معمولی ساخت چرخ دنده‌های مینیاتوری در نظر گرفته شود و در برخی موارد حتی ممکن است برتر باشد. این کار برای محققان و متخصصان در زمینه ساخت و ماشین‌کاری مینیاتوری و در مقیاس میکرو مفید خواهد بود.

This work describes an experimental investigation with the aim to evaluate and establish wire spark erosion machining (WSEM) as a viable alternative for high quality miniature gear manufacturing. External spur type miniature brass (ASTM 858) gears with 12 teeth, 9.8 mm outside diameter and 5 mm face width were manufactured by WSEM. The research work was accomplished in four distinct experimental stages viz., preliminary, pilot, main and confirmation. The aim, scope and findings of each stage are progressively presented and discussed. In essence, the investigation found that it was possible to manufacture miniature gears to high quality by using WSEM. Gears up to DIN 5 quality with a good surface finish (1.2 µm average roughness) and satisfactory surface integrity were achieved. The results suggest that WSEM should be considered a viable alternative to conventional miniature gear manufacturing techniques and that in some instances it may even be superior. This work will prove useful to researchers and professionals in the field of miniature and micro-scale manufacturing and machining.