Jämfört med bearbetade växlar,formsprutadväxlar har lite gemensamt förutom att de använder oförenlig konjugering för att överföra rörelse. Det finns väsentliga skillnader mellan dessa två växlar. Bearbetningsutrustning är att klippa och bearbeta till den angivna storleken på en speciell växelmaskin konstruerad för en specifik bearbetningsuppgift; Sprutformade kugghjul formsprutas i kugghjul, som vanligtvis bearbetas med trådklippta elektriska urladdningsmaskiner (EDM). Storleken på injektionsväxelns hålighet kan säkerställa att injektionsväxeln som kyls och sammandras efter formsprutning har korrekt dimensionstolerans. Miljontals injektionsväxlar kan bearbetas med ett formhålrum.
Växelklippstillverkarens uppgift är att klippa alla växlar enligt toleranskraven. Emellertid är uppgifterna för tillverkare av injektionsväxlar att skapa en nästan perfekt växelkavitet och sedan använda denna kavitet för att bearbeta alla växlar som uppfyller toleranskraven. Denna till synes små men betydande skillnad har lett till många andra förändringar. Denna skillnad bildades när formsprutade kugghjul användes i En gång bestämma.
Design av formsprutningsutrustning
Det råder ingen tvekan om att injektionsutrustningen måste formas i formhålan. Detta faktum har lett till viktiga konsekvenser. Det är svårt för formkavitet och axeldelar i den att ha den exakta toleransen som tillhandahålls av mekanisk överföringsmekanism. Kaviteten och växeln kan krympa eller expandera i olika hastigheter med förändring av luftfuktighet och temperatur. Med olika lokala förhållanden kommer styrka, hårdhet och till och med transmissionseffektivitet för formsprutade växlar att förändras. Under belastningstillståndet kommer tandytans temperatur att stiga, vilket kommer att påverka egenskaperna hos plast. På grund av dessa variabler och andra faktorer är det nödvändigt att anpassa växeltänderna.
Fördelen med injektionsväxeldesign återspeglas i dess tillämpning. De flesta drivinsprutningar är unika. En växel kan utformas exakt för att fullfölja den utsedda funktionen endast när den är i ingrepp med en annan motpart. Dessutom behöver den optimala konstruktionen och tillverkningen av injektionsväxlar knappast ta hänsyn till verktygsfaktorer.
Precisionen hos munstycket som tillverkas av WEDM beror på precisionen hos CAD. Växelrummets tolerans kan nå mikronivån. Faktum är att den traditionella spisen inte längre behövs, och diameterhöjden eller modulen är inte längre en viktig teknisk parameter. Involutt bascirkel blir en viktig variabel. Tryckvinkeln kan justeras på ett analogt sätt för att balansera förhållandet mellan hållfasthet och höjd när kugghjulständerna ingriper. Jämfört med standardväxeln har den specialdesignade växeln kraftigt förbättrats i prestanda, tystnad och tillåten tolerans.
Gjutformsprutning
Efter design och toleransinställning av växeln är nästa steg att skapa en formsprutningsanordning. Kugghjulsprutanordningen måste vara exakt, med god termisk stabilitet, härdad glidhylsa och yta, exakt form på kavitet och utformning av högtrycksinsprutningsform. Själva växellådans hålrum måste vara speciellt utformade enligt det valda formmaterialet.
På grund av många faktorer är det omöjligt att exakt förutsäga den verkliga krympningen av formsprutade kugghjul i specifika tillämpningar. Den viktigaste faktorn är att krympningen av insprutningsutrustningen i formkaviteten inte är isotropisk. Krympningen av växelkroppen kan vara nära tillverkarens' s förutsägelse, men eftersom växeltänderna är omgivna av stål skiljer sig dess kylform från makrokylningsformen hos den större växelkroppen.
En bättre metod för att bestämma krympningen är metoden med två steg. Krympningskoefficienten för kugghjul beräknas i förväg, och sedan tillverkas injektionsformen och den första omgången av kugghjul bearbetas. Därefter mäts den involverade tandprofilen för växelprover exakt för att bestämma krympningshastigheten för varje del, och sedan görs en ny formkavitet enligt den uppmätta krympningshastigheten. Slutligen kan injektionsväxlar med kvalificerad geometrisk noggrannhet erhållas. Endast genom att upptäcka tandprofilen kan krympningen av felaktigt bestämmas korrekt. Genom rullande upptäckt av kugghjul kan vi känna till vissa förhållanden med ojämn krympning av växlar, men ibland kan det leda till vilseledande.
Ibland kan glaspåfyllningsmaterial användas för att tillverka injektionsväxlar. Eftersom krympningshastigheten för detta material är mycket låg är krympningsfenomenet inte längre ett problem vid formsprutning. Men denna metod kan också orsaka nya problem. Tekniska hartser som inte är fyllda med glas, såsom nylon och acetal, kan producera mycket exakta former genom formsprutning trots krympning. Emellertid kommer glaspåfyllningsmaterialet att producera varvförband vid korsningen framför insprutningsflödet, vilket kommer att orsaka ytdeformering av växeltänderna och ge några lokala svaga punkter på växeln. Generellt sett är glasfyllda växlar mer benägna att bära under deras livslängd än motsvarande växlar utan glas. Påfyllningsmaterial används vanligtvis endast för speciella behov, till exempel när överviktiga växlar blir ett problem.
Formsprutningsprocessen
Olika formsprutningsprocesser och formsprutningsmaskiner är olika. Formsprutningsprocessen för växel kräver hög noggrannhet och repeterbarhet. Generellt sett måste högprecisionsväxlar tillverkas med nytt harts. Även om det nya hartset används måste materialet emellertid ha ordentlig torrhet, dess smälttemperatur måste kontrolleras noggrant och repeteras, och injektionstrycket måste också kontrolleras noggrant. Samordning mellan formsprutningsutrustning och kontroll av formsprutningsprocesser måste också övervägas.
När formsprutning utförs vid hög temperatur och högt tryck måste luften i formkaviteten ersättas med smält plast. Därför är det nödvändigt att sätta upp en avgassport som tillåter att luft släpps ut utan att hartset flyter ut. Om avgassporten är för liten och gasen inte släpps ut smidigt kan det orsaka förbränning. Om ventilen är för stor, kommer den smälta plasten att rinna ut och bilda en blixt på delarna.
Det föreslås att användare av injektionsväxlar besöker fabriken för injektionsutrustning innan de tecknar kontraktet. En allmän undersökning av formsprutningsutrustning, renlighet, inspektionsförmåga och bemanning av fabriken kommer att hjälpa till att korrekt utvärdera om fabriken har en potentiell förmåga att framgångsrikt bearbeta och kontrollera formsprutning. Till exempel är det svårt att tillverka precisionsinjektionsväxlar i en miljö utan temperaturkontroll. Det är extremt svårt att bearbeta precisionsinjektionsväxlar vid 90% fuktighet och 100 grader Fahrenheit.
Testning av formsprutningsutrustning
Under åren har växelspårningstekniken kontinuerligt förbättrats för att noggrant mäta de flesta fel i kuggning. Scanningsmätning av involverad tandprofil upptäcker vanligtvis bara några få tänder i en cirkel. Metallväxlar bearbetas på växelmaskiner som hobbing och slotting, och tandprofilen för varje tand är i princip densamma. Emellertid kan formsprutade kugghjul ha stora individuella fel vid ett visst läge på vilken tandyta som helst på växeln. Dessutom kan formsprutningsprocessen introducera många olika typer av fel från traditionell bearbetning.
Eftersom varje injektionsutrustning måste krympa är den involverade tandprofilen en måttandprofil, inte ett givet värde. Oavsett om diameterhöjd, modul, bashöjd, tryckvinkel eller andra inblandade parametrar används för att styra växellådan, är dessa parametrar variabler för de faktiska bearbetade delarna. För dessa olika parametrar är det nödvändigt att ställa in praktiska toleranser.
Det enda sättet att bestämma storleken på formsprutad växel är att skanna och mäta den involverade tandprofilen och bestämma den faktiska fysiska geometri storleken på växeln. Det kan dock förekomma följande situationer: storleken på formsprutad växel har helt överskridit toleranskraven, men de rullande omfattande testresultaten är fortfarande kvalificerade. Till exempel, tandprofilen testresultat av en växel, dess involverade bascirkel har avvikit långt från det specificerade värdet. Den testade växeln har 64 tänder, och den använda mätutrustningen har också 64 tänder. Vid rullningsdetektering är det många tänder kopplade samtidigt, och det finns nästan ingen omfattande avvikelse av en tand i mätresultaten. Även om denna utrustning ser stor ut är bascirkeln mycket liten. Eftersom kugghjulets tandtjocklek tunnas, kan goda tekniska index uppnås vid rullningsdetektering. När dessa formsprutade växeldelar har tillhandahållits användare kommer de omedelbart att misslyckas när de går i kontakt med metallväxlar med rätt storlek.
För att förhindra denna typ av fel är det nödvändigt att formulera tekniska specifikationer för måttvariablerna för varje växel märkt med tolerans.
Föreslagna tekniska parametrar för injektionsutrustning
I AGMA-systemet används de geometriska parametrarna för bascirkeln med växlar som de grundläggande styrparametrarna. Indirekta växelparametrar, såsom diameterhöjd och tryckvinkel, används som arbetsdata som används som referens i traditionell analys.
Växelvalsinspektion kan betraktas som den bästa metoden för att säkerställa kvalitetskonsistensen hos formgjutna växlar i massproduktion. Det uttrycker inte bara det totala totalfelet (TCE) eller ett tandomfattande fel (TTE) för växlar, utan bestämmer också om det faktiska centrumavståndet mellan det uppmätta växeln och det uppmätta växlet ligger inom den angivna positiva och negativa toleranszonen. Detta ger en enkel metod för att säkerställa konsistensen i den dagliga produktionen av injektionsväxlar. Statistisk analys av rullande testresultat för en grupp provväxlar kan avgöra om den totala formen och absoluta storleken på växlarna är inom toleranszonen. Rullinspektion är mer som att upprätta en kvalificeringsverifiering för rullningsinspektion för injektionsväxlar, och det bör säkerställas att de injektionsväxlar som produceras varje dag uppfyller denna verifiering.
Utvecklingsutsikterna för injektionsutrustning är ganska optimistiska. Materialen har förbättrats kraftigt och formsprutningsmaskineriet har blivit mer och mer sofistikerat. Testutrustningen har kunnat mäta dessa unika formsprutningsväxlar med hög precision. I framtiden kan man förvänta sig att använda injektionsväxlar istället för metallväxlar i applikationer med lätt belastning. Tillverkarna letar efter platser och fält där metallkugghjul inte kan användas, men plastkugghjul kan användas.
För att komma in i dessa nya potentiella applikationsfält måste varje steg utföras korrekt och varje fördel med formgjutna växlar måste utnyttjas. Som ett resultat kommer en ny generation kraftöverföringsprodukter med utmärkt prestanda att utvecklas.
