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我國“十三五”規劃將
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“從上世紀70年代各地從事注射成型塑料齒輪的生產(chǎn)制造起，到現在已經(jīng)有幾十年的時(shí)間了，我國一直都沒(méi)有相關(guān)的精度標準。對從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，其中的酸甜苦辣真是不言而喻。”北京工業(yè)大學(xué)科發(fā)院常務(wù)副院長(cháng)、教育部長(cháng)江學(xué)者特聘教授石照耀不止一次感慨道。
這種尷尬，讓這位為中國在國際齒輪標準制訂上贏(yíng)得話(huà)語(yǔ)權的教授深為遺憾。盡管我國注射成型塑料齒輪行業(yè)也已頗具規模，應用廣泛，前景很好，但標準上的空白，正嚴重制約著(zhù)行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng )新。
“特別是目前塑料齒輪模數較小、精度較低，且與發(fā)達國家的制造水平還存在較大差距，這些導致我國仍需從國外進(jìn)口大量中高檔塑料齒輪的被動(dòng)局面。”石照耀說(shuō)。
但令人高興的是，這一問(wèn)題即將得到解決。經(jīng)過(guò)三年多的籌備，在全國齒輪標準化技術(shù)委員會(huì )的支持下，石照耀牽頭聯(lián)合國內骨干企業(yè)，于日前在北京成立了《注射成型塑料齒輪精度》國家標準制訂工作組，并落實(shí)了標準的起草分工。
而這一步從零到一的跨越，將填補我國塑料齒輪行業(yè)精度標準幾十年的空白。“但這也只是開(kāi)始，接下來(lái)，我們還將制定塑料齒輪的強度標準等，希望通過(guò)一系列的標準制定，振興我國的塑料齒輪行業(yè)，大幅提高行業(yè)的質(zhì)量意識，提高企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟效益，以及塑料齒輪行業(yè)在國際上的話(huà)語(yǔ)權。”該工作組技術(shù)顧問(wèn)、教授級高級工程師歐陽(yáng)志喜表示。
標準空白 塑齒行業(yè)瓶頸難破
自從1935年纖維尼龍研制成功以來(lái)，高分子合成材料工業(yè)迅速發(fā)展，一種新型材料被應用在齒輪上，形成了塑料齒輪。
與金屬齒輪相比，塑料齒輪具有重量輕、慣性小、噪聲低、自潤滑等優(yōu)點(diǎn)。其制品采用開(kāi)模加工，生產(chǎn)效率高且成本低，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已廣泛應用于汽車(chē)電裝、家用電器、辦公用品、工藝品等各種行業(yè)領(lǐng)域。
特別是近20年來(lái)，隨著(zhù)高強度、高耐磨等高性能的工程塑料研發(fā)改性成功，塑料齒輪的發(fā)展應用進(jìn)一步拓寬，它們推動(dòng)齒輪朝著(zhù)承受更高負荷、傳送更大動(dòng)力的方向發(fā)展，在汽車(chē)等領(lǐng)域應用的塑料齒輪更有著(zhù)“以塑代鋼”的成功案例?？梢哉f(shuō)塑料齒輪的迅速發(fā)展是世界性趨勢。
比如深圳海翔銘開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的塑齒產(chǎn)品，除了滿(mǎn)足國內重要用戶(hù)外，還已在多個(gè)著(zhù)名國際汽車(chē)品牌的車(chē)型上獲得使用，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。
“但從整體來(lái)看，我國的塑料齒輪仍處于中、低檔水平，高檔產(chǎn)品仍需從國外進(jìn)口，特別是在我國塑齒發(fā)源地寧波，許多塑齒生產(chǎn)廠(chǎng)家的人才、技術(shù)和設備沒(méi)能與時(shí)俱進(jìn)，大多數廠(chǎng)家只能生產(chǎn)幾分錢(qián)一個(gè)的塑齒低端產(chǎn)品，經(jīng)濟效益低下且難以為繼。”歐陽(yáng)志喜說(shuō)道。
而這與幾十年來(lái)，我國塑料齒輪行業(yè)一直都沒(méi)有相關(guān)的精度標準密切相關(guān)。
據獲悉，國內生產(chǎn)的塑齒，其精度檢測標準長(cháng)期都是沿用金屬齒輪標準的一套理論和精度等級來(lái)進(jìn)行評定，但實(shí)際上，在設計要求、制造方法、應用場(chǎng)所等方面，塑料齒輪都與金屬齒輪存在較大的差異，也因此，塑料齒輪的發(fā)展一直都深受瓶頸制約。
“想要突破這一困境，就需要從齒輪產(chǎn)品設計、塑性材料研發(fā)、注塑模具設計制造、新型注塑設備與新的注塑工藝研究和齒輪檢測與實(shí)驗等多方面著(zhù)手研究，而這些問(wèn)題的解決都離不開(kāi)標準化體系的建立。”石照耀強調說(shuō)。
適合國情 塑齒標應有可操作性
“首要任務(wù)便是制定一部適合我國國情的塑料齒輪標準，既具有中國特色，又具有可操作。”歐陽(yáng)志喜表示。
2008～2011年，他和石照耀為化學(xué)工業(yè)出版社特邀撰寫(xiě)《塑料齒輪設計與制造》書(shū)稿期間，獲得了日本JISB1702-3：2008《有關(guān)注塑成型塑料齒輪齒面誤差、雙齒面嚙合誤差的定義及其精度容許值》標準———這是全球出現的第一份有關(guān)塑齒的精度標準，并對該日標的內容和特點(diǎn)有比較詳細的了解。
那么，究竟該如何搭建我國自己的塑料齒輪精度標準架構?對此，歐陽(yáng)志喜認為，塑料齒輪自身精度標準的制訂存在相當的復雜性，可以參考日本塑齒標 JISB1702-3的做法，即塑齒標應以有關(guān)金屬圓柱齒輪國家標準為基準，以注射成型圓柱塑料齒輪的性能、制造方法以及特征作為考察對象，來(lái)制定我國自己的塑齒標。
塑料齒輪與金屬齒輪的最大差別，就在于齒輪材質(zhì)和制齒工藝不同。由于在機械性能和熱脹冷縮等物理性能上有較大不同，導致塑料齒輪的誤差特性與金屬齒輪有所不同。鑒于此，歐陽(yáng)志喜表示，對于塑料齒輪來(lái)說(shuō)，采用徑向綜合測量?jì)x(俗稱(chēng)雙嚙儀)檢測“檢測半徑”，最能反應齒輪的綜合精度。
但在我國塑齒行業(yè)中，長(cháng)期以來(lái)，利用徑向綜合測量控制齒輪質(zhì)量的方法并沒(méi)有得到有效推廣和執行。他認為原因有二：一是國產(chǎn)雙嚙儀軟件尚有待開(kāi)發(fā)檢測 “檢測半徑”的功能;二是國內配套測量齒輪不暢通。“建議對國產(chǎn)雙嚙儀是否存在檢測的不穩定性進(jìn)行專(zhuān)項論證與攻關(guān);建議落實(shí)國產(chǎn)測量齒輪進(jìn)行定點(diǎn)生產(chǎn)單位，國產(chǎn)測量齒輪應該堅持價(jià)格優(yōu)惠、保質(zhì)保量。”歐陽(yáng)志喜表示。
此外，對微小塑齒的誤差，日本塑齒標中沒(méi)有涉及到應采用何種方法和儀器檢測等。眾所周知，由于模數特小、齒寬小，微小模數塑齒既不適合采用齒輪測量中心，也不適合采用雙嚙儀檢測。鑒于近年來(lái)帶激光掃描檢測的影像儀已趨成熟，歐陽(yáng)志喜認為，作為微型塑齒的檢測手段，影像儀取代傳統的光學(xué)投影儀勢在必行。
至于塑料齒輪的強度與壽命試驗，由于日標也沒(méi)有涉及，他建議塑齒標對這個(gè)問(wèn)題有所建樹(shù)，即對塑齒的強度與壽命試驗的模式進(jìn)行規范化和標準化，爭取有所突破。
