CN110345227B - 一种带有内定型层的异形齿轮及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有内定型层的异形齿轮及其加工工艺，属于齿轮加工技术领域，一种带有内定型层的异形齿轮，包括异形齿轮本体，异形齿轮本体内侧设有自贴合齿面管，自贴合齿面管包括自贴合筒和补强固定筒，自贴合筒外端包裹有自润滑圈和选择透过性膜层，选择透过性膜层与自润滑圈之间设有多个微小油囊，在传统齿轮加工的最后一个工序后增设自贴合齿面操作，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度，另外，通过自贴合齿面管表面自润滑圈的设置，可在使用齿轮时对齿轮齿牙表面产生全面的润滑作用，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，更具体地说，涉及一种带有内定型层的异形齿轮及其加工工艺。
背景技术
随着社会环境高呼及公害治理对汽车低噪声化的要求日益强烈，但是随着电动汽车的快速发展，变速器振动噪声尤为突出，市场抱怨严重，首先噪声是对人体有害的，经常在噪音环境下生活、学习和工作，人的健康会不同程度的收到伤害。研究表明，稳态和非稳态噪音对人的影响是不同的，对人最不利的是非稳态的噪音。同时随着汽车工业的飞速发展，社会汽车的保有量的集聚增加，所以汽车产生噪音对人们的日常影响尤为显著。故汽车的噪音问题已经提升到尤为重要的地位；一些国家对汽车噪声作了法规限制，我国控制汽车噪声的法规或专业标准亦正在制定和实施；变速器是汽车除发动机和排气系统之外的主要噪声源之一，因此降低变速器噪声是实现汽车低噪化的一个重要组成部分。
引发变速器噪声的原因是错综复杂的，一个是动力总成为汽车动力源，只要汽车行驶，表明动力总成一直在工作。动力总成的噪音一直伴随车辆的行驶，同时这种噪声的无法避免，自然存在。所以导致动力总成噪音降噪是个难度很高，需要长期优化的；其中齿轮啮合噪声是另一个主要的方面；齿轮啮合噪声形成和传播的机理及影响因素的研究，从理论上和实践上都已经有了比较成熟的阐明；普通认为提高变速器元件特别是齿轮的加工精度是非常有效的措施；但是以为追求加工精度不仅在生产中有许多困难，造成成本的增加，而且潜力已经不是很大，因此对变速器噪声的研究已经向着综合治理领域拓展。
由于变速器总成常规工艺为先磨齿再冷压，导致齿轮内花键与轴外花键压装时，产生较多铁屑，影响到轴与齿轮配合效果，长时间工作将导致轴与齿轮产生相对运动，导致变速器异响及耐久寿命下降，中国专利申请号为CN201310479028.3提出了一种齿轮加工工艺，属于机械制造领域。上述专利申请在工序1中车成的齿顶基准圆P，为热后加工提供了一个可靠的定位、夹紧的替代基准，使得工件定位、夹紧可靠，且装夹方便，从而使得齿轮的质量更稳定，通过薄膜夹爪直接夹在齿顶基准圆P上，这种装夹方式与原来相比首先是克服往复轴向作用力的能力明显增强，减少了定位、夹紧过程中砂轮粉末对加工质量的影响，也彻底消除了因全齿节圆夹具上鼓形圆柱的磨损及变形对相关加工质量的影响，使得齿轮加工质量得到稳定。其次是废品率的下降、工件装夹速度的提高和全齿节圆夹具费用的节省，从而使齿轮制造成本得到相应的降低。
现有的齿轮在加工完成后，往往没有在齿轮上设置保护装置，许多齿轮堆放在一起，在运输转移过程中容易相互磕碰，且型号不同的齿轮容易受力卡在一起，即小齿轮卡在大齿轮内侧，在运输过程中容易损坏大齿轮的齿牙，影响齿轮精密度。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种带有内定型层的异形齿轮及其加工工艺，它在传统齿轮加工的最后一个工序后增设自贴合齿面操作，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度，另外，通过自贴合齿面管表面自润滑圈的设置，可在使用齿轮时对齿轮齿牙表面产生全面的润滑作用，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种带有内定型层的异形齿轮，包括异形齿轮本体，所述异形齿轮本体的齿牙位于异形齿轮本体的内圈，所述异形齿轮本体内侧设有自贴合齿面管，所述自贴合齿面管包括自贴合筒和补强固定筒，且补强固定筒位于自贴合筒的内侧，所述自贴合筒外端包裹有自润滑圈和选择透过性膜层，且选择透过性膜层位于自润滑圈外侧，所述选择透过性膜层与自润滑圈之间设有多个微小油囊，所述自贴合齿面管两端均涂覆有双保护涂层，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度，另外，通过自贴合齿面管表面自润滑圈的设置，可在使用齿轮时对齿轮齿牙表面产生全面的润滑作用，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤。
进一步的，所述双保护涂层包括第一亲油涂层和第二亲油涂层，所述第一亲油涂层涂覆于自贴合筒侧端，所述第二亲油涂层涂位于第一亲油涂层外侧，且第二亲油涂层覆盖于双疏膜层和选择透过性膜层的横截面，第一亲油涂层可防止自贴合筒中的轻油直接与外界接触，从而保证自贴合筒中的轻油不会挥发损耗；第二亲油涂层可防止自润滑圈内侧的微小油囊破裂后的润滑油流失至外界，甚至污染周围环境。
进一步的，所述自贴合筒采用复合型遇油膨胀材料，可采用遇油膨胀橡胶，该材料成本低，易得易制作，且吸油膨胀系数大，由于使用的是质量很小的轻油，故其质量可以忽略，不会因吸入的油量而导致整个异形齿轮的重量过分加重。
进一步的，所述自润滑圈为双疏膜层，所述双疏膜层包括疏油膜层和疏轻油膜层，且疏轻油膜层位于疏油膜层和自贴合筒之间，疏轻油膜层可防止自贴合筒中浸入的轻油进入选择透过性膜层于自润滑圈之间，从而混合于微小油囊破裂后的润滑油中，影响润滑油自身的润滑特性。
进一步的，所述微小油囊内部填充有润滑油和惰性气体，所述润滑油中还掺有标记溶剂，自贴合筒遇油膨胀，挤压微小油囊，微小油囊破裂，其内部的润滑油挤出穿过选择透过性膜层并与异形齿轮本体的齿牙表面相接触，一方面可方便后续安装时自贴合齿面管的顺利取出，另一方面，在取出自贴合齿面管的过程中，自润滑圈可持续与异形齿轮本体的齿牙表面相接触，对异形齿轮本体的齿牙表面进行自润滑处理，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤；另外，惰性气体进入择透过性膜层与异形齿轮本体之间的过程中，可利用其自身的冲击力携带润滑油顺利与异形齿轮本体的齿牙表面相接触，当齿轮的齿牙表面存在裂痕时，惰性气体携带润滑油更加易于进入裂痕中，进入裂痕中的标记溶剂方便后期操作人员进行二次检查异形齿轮本体的齿牙表面的裂痕。
进一步的，所述标记溶剂中掺有超细粒径的荧光颗粒，超细粒径的荧光颗粒可顺利进入异形齿轮本体的齿牙表面的裂痕中，荧光颗粒可在黑暗条件下发光，方便后期裂痕检查工作。
进一步的，所述选择透过性膜层采用超弹性延展材料制作而成，所述超弹性延展材料采用三维网络结构的聚合体，可以很好的满足自贴合筒遇油膨胀的弹性所需。
进一步的，所述双保护涂层中均掺有撕拉式涂料，且双保护涂层表面涂覆有防刮光滑涂层，撕拉式涂料的保护涂层粘贴强度高，不易脱落，操作人员需要取下保护涂层时，只需撕拉即可，防刮光滑涂层的设置可降低其表面刮擦系数，不易受刮擦脱落。
一种带有内定型层的异形齿轮，其加工工艺为：
S1、锻造制坯处理；
S2、正火处理；
S3、车削加工；
S4、滚、插齿；
S5、成品检验；
S6、自贴合齿面操作，将自贴合齿面管插入异形齿轮本体内侧，向自贴合筒侧端滴加少量轻油，使得自贴合筒膨胀并紧密贴合于异形齿轮本体的齿牙面，在自贴合筒侧端面涂覆双保护涂层。
在传统齿轮加工的最后一个工序后增设自贴合齿面操作，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案在传统齿轮加工的最后一个工序后增设自贴合齿面操作，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度，另外，通过自贴合齿面管表面自润滑圈的设置，可在使用齿轮时对齿轮齿牙表面产生全面的润滑作用，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤。
（2）双保护涂层包括第一亲油涂层和第二亲油涂层，第一亲油涂层涂覆于自贴合筒侧端，第二亲油涂层涂位于第一亲油涂层外侧，且第二亲油涂层覆盖于双疏膜层和选择透过性膜层的横截面，第一亲油涂层可防止自贴合筒中的轻油直接与外界接触，从而保证自贴合筒中的轻油不会挥发损耗；第二亲油涂层可防止自润滑圈内侧的微小油囊破裂后的润滑油流失至外界，甚至污染周围环境。
（3）自贴合筒采用复合型遇油膨胀材料，可采用遇油膨胀橡胶，该材料成本低，易得易制作，且吸油膨胀系数大，由于使用的是质量很小的轻油，故其质量可以忽略，不会因吸入的油量而导致整个异形齿轮的重量过分加重。
（4）自润滑圈为双疏膜层，双疏膜层包括疏油膜层和疏轻油膜层，且疏轻油膜层位于疏油膜层和自贴合筒之间，疏轻油膜层可防止自贴合筒中浸入的轻油进入选择透过性膜层于自润滑圈之间，从而混合于微小油囊）破裂后的润滑油中，影响润滑油自身的润滑特性。
（5）微小油囊内部填充有润滑油和惰性气体，润滑油中还掺有标记溶剂，自贴合筒遇油膨胀，挤压微小油囊，微小油囊破裂，其内部的润滑油挤出穿过选择透过性膜层并与异形齿轮本体的齿牙表面相接触，一方面可方便后续安装时自贴合齿面管的顺利取出，另一方面，在取出自贴合齿面管的过程中，自润滑圈可持续与异形齿轮本体的齿牙表面相接触，对异形齿轮本体的齿牙表面进行自润滑处理，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤；另外，惰性气体进入择透过性膜层与异形齿轮本体之间的过程中，可利用其自身的冲击力携带润滑油顺利与异形齿轮本体的齿牙表面相接触，当齿轮的齿牙表面存在裂痕时，惰性气体携带润滑油更加易于进入裂痕中，进入裂痕中的标记溶剂方便后期操作人员进行二次检查异形齿轮本体的齿牙表面的裂痕。
（6）标记溶剂中掺有超细粒径的荧光颗粒，超细粒径的荧光颗粒可顺利进入异形齿轮本体的齿牙表面的裂痕中，荧光颗粒可在黑暗条件下发光，方便后期裂痕检查工作。
（7）选择透过性膜层采用超弹性延展材料制作而成，超弹性延展材料采用三维网络结构的聚合体，可以很好的满足自贴合筒遇油膨胀的弹性所需。
（8）双保护涂层中均掺有撕拉式涂料，且双保护涂层表面涂覆有防刮光滑涂层，撕拉式涂料的保护涂层粘贴强度高，不易脱落，操作人员需要取下保护涂层时，只需撕拉即可，防刮光滑涂层的设置可降低其表面刮擦系数，不易受刮擦脱落。
附图说明
图1为本发明的异形齿轮本体俯视状态下的立体图；
图2为本发明的异形齿轮本体仰视状态下的立体图；
图3为本发明的立体图；
图4为本发明的自贴合齿面管的立体图；
图5为本发明的自贴合齿面管的截面结构示意图；
图6为图5中A处的结构示意图；
图7为本发明的自贴合齿面管的正面结构示意图；
图8为本发明的双保护涂层的结构示意图。
图中标号说明：
1异形齿轮本体、2自贴合筒、3补强固定筒、4选择透过性膜层、5疏油膜层、6疏轻油膜层、7微小油囊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1和图2，一种带有内定型层的异形齿轮，包括异形齿轮本体1，异形齿轮本体1的齿牙位于异形齿轮本体1的内圈，请参阅图3，异形齿轮本体1内侧设有自贴合齿面管，自贴合齿面管包括自贴合筒2和补强固定筒3，且补强固定筒3位于自贴合筒2的内侧，请参阅图5和图6，自贴合筒2外端包裹有自润滑圈和选择透过性膜层4，自润滑圈位于自贴合筒2的其中一端部处，选择透过性膜层4位于自润滑圈外侧，选择透过性膜层4与自润滑圈之间设有多个微小油囊7，请参阅图7，自贴合齿面管两端均涂覆有双保护涂层，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度，另外，通过自贴合齿面管表面自润滑圈的设置，可在使用齿轮时对齿轮齿牙表面产生全面的润滑作用，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤。
请参阅图8，双保护涂层包括第一亲油涂层和第二亲油涂层，第一亲油涂层涂覆于自贴合筒2侧端，第二亲油涂层涂位于第一亲油涂层外侧，且第二亲油涂层覆盖于双疏膜层和选择透过性膜层4的横截面，第一亲油涂层可防止自贴合筒2中的轻油直接与外界接触，从而保证自贴合筒2中的轻油不会挥发损耗；第二亲油涂层可防止自润滑圈内侧的微小油囊7破裂后的润滑油流失至外界，甚至污染周围环境。
自贴合筒2采用复合型遇油膨胀材料，可采用遇油膨胀橡胶，该材料成本低，易得易制作，且吸油膨胀系数大，由于使用的是质量很小的轻油，故其质量可以忽略，不会因吸入的油量而导致整个异形齿轮的重量过分加重。
自润滑圈为双疏膜层，双疏膜层包括疏油膜层5和疏轻油膜层6，且疏轻油膜层6位于疏油膜层5和自贴合筒2之间，疏轻油膜层6可防止自贴合筒2中浸入的轻油进入选择透过性膜层4于自润滑圈之间，从而混合于微小油囊7破裂后的润滑油中，影响润滑油自身的润滑特性。
微小油囊7内部填充有润滑油和惰性气体，润滑油中还掺有标记溶剂，自贴合筒2遇油膨胀，挤压微小油囊7，微小油囊7破裂，其内部的润滑油挤出穿过选择透过性膜层4并与异形齿轮本体1的齿牙表面相接触，一方面可方便后续安装时自贴合齿面管的顺利取出，另一方面，在取出自贴合齿面管的过程中，自润滑圈可持续与异形齿轮本体1的齿牙表面相接触，对异形齿轮本体1的齿牙表面进行自润滑处理，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤；另外，惰性气体进入择透过性膜层4与异形齿轮本体1之间的过程中，可利用其自身的冲击力携带润滑油顺利与异形齿轮本体1的齿牙表面相接触，当齿轮的齿牙表面存在裂痕时，惰性气体携带润滑油更加易于进入裂痕中，进入裂痕中的标记溶剂方便后期操作人员进行二次检查异形齿轮本体1的齿牙表面的裂痕。
标记溶剂中掺有超细粒径的荧光颗粒，超细粒径的荧光颗粒可顺利进入异形齿轮本体1的齿牙表面的裂痕中，荧光颗粒可在黑暗条件下发光，方便后期裂痕检查工作。
选择透过性膜层4采用超弹性延展材料制作而成，超弹性延展材料采用三维网络结构的聚合体，可以很好的满足自贴合筒2遇油膨胀的弹性所需。
双保护涂层中均掺有撕拉式涂料，且双保护涂层表面涂覆有防刮光滑涂层，撕拉式涂料的保护涂层粘贴强度高，不易脱落，操作人员需要取下保护涂层时，只需撕拉即可，防刮光滑涂层的设置可降低其表面刮擦系数，不易受刮擦脱落。
一种带有内定型层的异形齿轮，其加工工艺为：
S1、锻造制坯处理；
S2、正火处理；
S3、车削加工；
S4、滚、插齿；
S5、成品检验；
S6、自贴合齿面操作，将自贴合齿面管插入异形齿轮本体1内侧，向自贴合筒2侧端滴加少量轻油，自贴合筒2膨胀，其内壁受到补强固定筒3的限定，从而只能向外膨胀，使其外壁紧密贴合于异形齿轮本体1的齿牙面，需要进一步说明的是，自贴合筒2在膨胀之前，其长度约为异形齿轮本体1的二分之一，自贴合筒2膨胀到最大化时，在自润滑圈与异形齿轮本体1的齿牙面共同挤压作用下，微小油囊7破裂，其内部的润滑油挤出穿过选择透过性膜层4并与异形齿轮本体1的齿牙表面相接触；在自贴合筒2侧端面涂覆双保护涂层，第一亲油涂层可防止自贴合筒2中的轻油直接与外界接触，从而保证自贴合筒2中的轻油不会挥发损耗；第二亲油涂层可防止自润滑圈内侧的微小油囊7破裂后的润滑油流失至外界，甚至污染周围环境。
后期使用前，操作人员先撕下双保护涂层，手动用力向外推出自贴合筒2，自贴合筒2的移出方向为自贴合筒2远离自润滑圈的一侧，实现在移出自贴合筒2的过程中，利用自润滑圈自动对齿轮齿牙表面产生全面的润滑作用，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤。
在传统齿轮加工的最后一个工序后增设自贴合齿面操作，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度。
它在传统齿轮加工的最后一个工序后增设自贴合齿面操作，在齿轮的内侧增设自贴合齿面管，利用自贴合齿面管紧紧贴合于齿轮齿牙表面来保护齿轮齿牙，减少运输移动过程中齿轮齿牙的磨损，保证其精密度，另外，通过自贴合齿面管表面自润滑圈的设置，可在使用齿轮时对齿轮齿牙表面产生全面的润滑作用，摒弃了传统安装操作中单独上油的操作步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种带有内定型层的异形齿轮，包括异形齿轮本体（1），其特征在于：所述异形齿轮本体（1）的齿牙位于异形齿轮本体（1）的内圈，所述异形齿轮本体（1）内侧设有自贴合齿面管，所述自贴合齿面管包括自贴合筒（2）和补强固定筒（3），且补强固定筒（3）位于自贴合筒（2）的内侧，所述自贴合筒（2）膨胀时，其内壁受到补强固定筒（3）的限定；所述自贴合筒（2）外端包裹有自润滑圈和选择透过性膜层（4），且选择透过性膜层（4）位于自润滑圈外侧，所述选择透过性膜层（4）与自润滑圈之间设有多个微小油囊（7），所述自贴合齿面管的自贴合筒（2）的两侧端面均涂覆有双保护涂层。
2.根据权利要求1所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述双保护涂层包括第一亲油涂层和第二亲油涂层，所述第一亲油涂层涂覆于自贴合筒（2）侧端，所述第二亲油涂层涂位于第一亲油涂层外侧。
3.根据权利要求1所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述自贴合筒（2）采用复合型遇油膨胀材料。
4.根据权利要求1所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述自润滑圈为双疏膜层，所述双疏膜层包括疏油膜层（5）和疏轻油膜层（6），且疏轻油膜层（6）位于疏油膜层（5）和自贴合筒（2）之间。
5.根据权利要求1所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述微小油囊（7）内部填充有润滑油和惰性气体。
6.根据权利要求5所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述润滑油中还掺有标记溶剂。
7.根据权利要求6所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述标记溶剂中掺有超细粒径的荧光颗粒。
8.根据权利要求1所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述选择透过性膜层（4）采用超弹性延展材料制作而成，所述超弹性延展材料采用三维网络结构的聚合体。
9.根据权利要求1所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：所述双保护涂层中均掺有撕拉式涂料，且双保护涂层表面涂覆有防刮光滑涂层。
10.根据权利要求1所述的一种带有内定型层的异形齿轮，其特征在于：其加工工艺为：
S1、锻造制坯处理；
S2、正火处理；
S3、车削加工；
S4、滚、插齿；
S5、成品检验；
S6、自贴合齿面操作，将自贴合齿面管插入异形齿轮本体（1）内侧，向自贴合筒（2）侧端滴加少量轻油，使得自贴合筒（2）膨胀并紧密贴合于异形齿轮本体（1）的齿牙面，在自贴合筒（2）侧端面涂覆双保护涂层。
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Denomination of invention: A Kind of Irregular Gear with Internal Profile Layer and Its Processing Technology Effective date of registration: 20231027 Granted publication date: 20210511 Pledgee: Haian Xinyuan rural small loan Co.,Ltd. Pledgor: Nantong Tongtu electromechanical Manufacturing Co.,Ltd. Registration number: Y2023980062506 |