În comparație cu angrenajele prelucrate,formată prin injecțieangrenajele au puțin în comun, cu excepția faptului că folosesc conjugarea involuată pentru a transmite mișcare. Există diferențe esențiale între aceste două angrenaje. Echipamentul de prelucrare este de a tăia și de a prelua dimensiunea specificată pe o mașină de angrenare specială proiectată pentru o sarcină de prelucrare specifică; Angrenajele turnate prin injecție sunt turnate prin injecție în cavitățile angrenajelor, care sunt de obicei prelucrate prin mașini de prelucrare a descărcărilor electrice tăiate cu sârmă (EDM). Mărimea cavității angrenajului de injecție poate asigura că roata de injecție care este răcită și contractată după modelarea prin injecție are o toleranță dimensională corectă. Milioane de angrenaje de injecție pot fi prelucrate cu o singură cavitate a matriței.
Sarcina producătorului de tăiere a angrenajului este de a tăia fiecare roată în conformitate cu cerințele de toleranță. Cu toate acestea, sarcina cu care se confruntă producătorii de angrenaje cu injecție este de a realiza o cavitate a angrenajului aproape perfectă, apoi de a folosi această cavitate pentru a procesa toate angrenajele care îndeplinesc cerințele de toleranță. Această diferență aparent mică, dar semnificativă a dus la multe alte schimbări. Această diferență s-a format când angrenajele turnate prin injecție au fost utilizate în Once decide.
Proiectarea angrenajului de modelare prin injecție
Nu există nicio îndoială că angrenajul de injecție trebuie format în cavitatea matriței. Acest fapt a dus la consecințe importante. Este dificil ca cavitatea matriței de injecție și părțile arborelui să aibă toleranța precisă oferită de mecanismul mecanic de transmisie. Cavitatea și angrenajul pot să se micșoreze sau să se extindă la viteze diferite odată cu schimbarea umidității și a temperaturii. Cu diferite condiții locale, rezistența, duritatea și chiar eficiența transmisiei angrenajelor turnate prin injecție se vor schimba. În condițiile de încărcare, temperatura suprafeței dintelui va crește, ceea ce va afecta caracteristicile plasticului. Din cauza acestor variabile și a altor factori, este necesar să personalizați dinții angrenajului.
Avantajul proiectării uneltelor de injecție se reflectă în aplicarea sa. Majoritatea angrenajelor de injecție sunt unice. O singură viteză poate fi proiectată cu precizie pentru a-și completa funcția desemnată numai atunci când se potrivește cu o altă contrapartidă. În plus, proiectarea și fabricarea optimă a angrenajelor de injecție nu trebuie să ia în considerare factorii instrumentului.
Precizia cavității matriței fabricată de WEDM depinde de precizia CAD. Toleranța cavității angrenajului poate atinge nivelul micronilor. De fapt, plita tradițională nu mai este necesară, iar pasul sau modulul diametrului nu mai este un parametru tehnic important. Implică cercul de bază devine o variabilă importantă. Unghiul de presiune poate fi reglat într-un mod analog pentru a echilibra relația dintre forță și înălțime atunci când ochiurile dinților angrenajului. În comparație cu angrenajul standard, angrenajul personalizat a fost îmbunătățit mult în ceea ce privește performanța, liniștea și toleranța admisă.
Dispozitiv de modelare prin injecție a angrenajelor
După proiectarea ochiurilor de viteză și setarea toleranței, următorul pas este realizarea unui dispozitiv de modelare prin injecție. Dispozitivul de formare a injecției angrenajului trebuie să fie precis, cu o stabilitate termică bună, cu mânerul și suprafața glisante întărită, cu forma exactă a cavității angrenajului și cu designul matriței de injecție de înaltă presiune. Însuși cavitatea matriței trebuie să fie special concepută în funcție de materialul selectat.
Datorită multor factori, este imposibil de a prezice cu exactitate contracția reală a uneltelor turnate prin injecție în aplicații specifice. Cel mai important factor este acela că contracția uneltelor de injecție în cavitatea matriței nu este izotropă. Micșorarea corpului angrenajului poate fi apropiată de predicția producătorului' dar, deoarece dinții angrenajului sunt înconjurați de oțel, forma sa de răcire este diferită de forma de răcire macro a corpului de angrenare mai mare.
O metodă mai bună pentru a determina contracția este metoda abordării în două etape. Coeficientul de contracție al angrenajelor este estimat în avans și apoi se realizează matrița de injecție și se prelucrează primul lot. Apoi, profilul dintelui involut al eșantioanelor de angrenaj este măsurat exact pentru a determina viteza de contracție a fiecărei părți, iar apoi se realizează o nouă cavitate a mucegaiului în funcție de viteza de contracție măsurată. În cele din urmă, se pot obține angrenaje de injecție cu precizie geometrică calificată. Doar prin detectarea profilului dintelui poate fi determinată cu exactitate contracția involutului. Prin detectarea rulantă a angrenajelor, putem cunoaște unele condiții de contracție neuniformă a angrenajelor, dar uneori poate duce la inducerea în eroare.
Uneori, materialele de umplere a sticlei pot fi utilizate pentru fabricarea uneltelor de injecție. Deoarece rata de contracție a acestui material este foarte mică, fenomenul de contracție nu mai este o problemă în proiectarea modelului prin injecție. Totuși, această metodă poate provoca, de asemenea, noi probleme. Rășinile inginerești care nu sunt umplute cu sticlă, cum ar fi nylonul și acetalul, pot produce forme foarte precise prin modelarea prin injecție, în ciuda contracției. Cu toate acestea, materialul de umplere a sticlei va produce o îmbinare de viraj la joncțiunea din fața fluxului de injecție, ceea ce va provoca deformarea suprafeței dinților angrenajului și va produce câteva puncte slabe locale ale angrenajului. În general, angrenajele umplute cu sticlă sunt mai susceptibile să poarte în timpul vieții lor decât uneltele echivalente fără sticlă. Materialele de umplere sunt utilizate de obicei numai pentru nevoi speciale, cum ar fi atunci când angrenajele supraponderale vor deveni o problemă.
Procesul de formare a injecției angrenajului
Diferite procedee de modelare prin injecție și mașini de modelare prin injecție sunt diferite. Procesul de turnare prin injecție a angrenajelor necesită o precizie și o repetabilitate ridicate. În general, angrenajele de înaltă precizie trebuie fabricate cu rășină nouă. Cu toate acestea, chiar dacă se folosește noua rășină, materialul trebuie să aibă o uscăciune adecvată, temperatura de topire trebuie să fie controlată și repetabilă cu exactitate, iar presiunea de injecție trebuie de asemenea controlată cu exactitate. Coordonarea dintre echipamentele de formare prin injecție și controlul procesului de modelare prin injecție trebuie, de asemenea, să fie luate în considerare.
Când formarea prin injecție se efectuează la temperaturi ridicate și presiune ridicată, aerul din cavitatea matriței trebuie înlocuit cu plastic topit. Prin urmare, este necesar să se stabilească un port de evacuare care să permită descărcarea aerului fără a ieși rășina. Dacă portul de evacuare este prea mic și gazul nu este descărcat lin, poate provoca combustie; Dacă orificiul de evacuare este prea mare, plasticul topit va curge și va forma un flash pe părți.
Este sugerat ca utilizatorii de echipamente de injecție să viziteze fabrica de prelucrare a uneltelor de injecție înainte de a semna contractul. Un sondaj general asupra echipamentelor de turnare prin injecție, curățenia, capacitatea de inspecție și personalul fabricii vor ajuta la evaluarea corectă a fabricii care are capacitatea potențială de a prelucra și controla cu succes modelarea prin injecție. De exemplu, este dificil să fabricați angrenaje de injecție de precizie într-un mediu fără control de temperatură. Este extrem de dificil să procesați angrenajele de injecție de precizie la 90% umiditate și 100 grade Fahrenheit.
Testarea angrenajului de turnare prin injecție
De-a lungul anilor, tehnologia de detectare a angrenajului a fost îmbunătățită continuu pentru a măsura cu precizie majoritatea erorilor la tăierea angrenajului. Măsurarea scanării profilului dintelui involut detectează de obicei câțiva dinți într-un singur cerc. Angrenajele metalice sunt prelucrate pe mașini cu unelte, precum hobbing și slotting, iar profilul dintelui fiecărui dinte este practic același. Cu toate acestea, angrenajele turnate prin injecție pot avea erori individuale mari la o anumită poziție pe orice suprafață a dintelui a angrenajului. În plus, procesul de turnare prin injecție poate introduce multe tipuri diferite de erori din prelucrarea tradițională.
Deoarece orice dispozitiv de injecție trebuie să se micșoreze, profilul dintelui involut este un profil de dinți țintă, nu o valoare dată. Indiferent dacă pasul diametrului, modulul, pasul bazei, unghiul de presiune sau orice alți parametri involuți sunt folosiți pentru a controla geometria angrenajului, acești parametri sunt variabile pentru piesele prelucrate efectiv. Pentru acești parametri variați, este necesar să se stabilească toleranțe practice.
Singura modalitate de a determina dimensiunea angrenajului turnat prin injecție este scanarea și măsurarea profilului dintelui involut și determinarea dimensiunii reale a geometriei fizice a angrenajului. Cu toate acestea, pot exista următoarele situații: dimensiunea angrenajului turnat prin injecție a depășit complet cerințele de toleranță, dar rezultatele testului complet de rulare sunt încă calificate. De exemplu, rezultatul testului profilului dintelui al unei angrenaje, cercul său de bază involut a deviat departe de valoarea specificată. Angrenajul testat are 64 de dinți, iar echipamentul de măsurare folosit are și 64 de dinți. În detectarea rulării, există mulți dinți angajați în același timp și nu există aproape nici o abatere completă a unui dinte în rezultatele măsurării. Deși acest angrenaj pare mare, cercul său de bază este foarte mic. Deoarece grosimea dintelui angrenajului este subțiată, pot fi obținuți indici tehnici buni în detectarea rulării. Odată ce aceste piese de schimb modelate prin injecție sunt furnizate utilizatorilor, acestea vor eșua imediat atunci când se vor angaja cu angrenaje metalice de dimensiuni corecte.
Pentru a preveni acest tip de eroare, este necesar să formulăm specificații tehnice pentru variabilele dimensionale ale fiecărui angrenaj marcat cu toleranță.
Parametri tehnici sugerați pentru angrenajul de injecție
În sistemul AGMA, parametrii geometrici ai cercului de bază al angrenajelor sunt folosiți ca parametri de control de bază. Ca parametri de funcționare, sunt folosiți ca referință în analiza tradițională parametri de angrenaj indirect, precum pasul diametrului și unghiul de presiune.
Inspecția de rulare a angrenajelor poate fi considerată cea mai bună metodă pentru a asigura coerența calității angrenajelor turnate prin injecție în producția de masă. Nu numai că exprimă eroarea totală totală (TCE) sau o eroare completă a dinților (TTE) a angrenajelor, dar, de asemenea, stabilește dacă distanța de centru reală între angrenajul măsurat și angrenajul măsurat se află în zona de toleranță pozitivă și negativă specificată. Aceasta oferă o metodă simplă pentru a asigura coerența producției zilnice a angrenajelor de injecție. Analiza statistică a rezultatelor încercărilor de rulare a unui lot de angrenaje de probă poate determina dacă forma generală și dimensiunea absolută a angrenajelor se află în zona de toleranță. Inspecția de rulare seamănă mai mult cu o verificare a calificării inspecției de rulare pentru angrenajele de injecție și trebuie să se asigure că angrenajele de injecție produse în fiecare zi respectă această verificare.
Perspectiva de dezvoltare a angrenajelor injectabile este destul de optimistă. Materialele au fost mult îmbunătățite, iar mașinile de turnare prin injecție au devenit din ce în ce mai sofisticate. Echipamentul de testare a reușit să măsoare aceste angrenaje unice de turnare prin injecție cu o precizie ridicată. În viitor, se poate aștepta să se folosească angrenaje de injecție în loc de angrenaje metalice în aplicații de transmisie a sarcinii ușoare. Producătorii caută locuri și câmpuri în care angrenajele metalice nu pot fi utilizate, dar se pot folosi angrenaje din plastic.
Pentru a intra în aceste noi câmpuri de aplicații potențiale, fiecare etapă trebuie efectuată corect și trebuie exploatate toate avantajele angrenajelor turnate prin injecție. Ca urmare, va fi dezvoltată o nouă generație de produse de transmisie de energie cu performanțe excelente.
