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我國“十三五”規(guī)劃將
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“從上世紀(jì)70年代各地從事注射成型塑料齒輪的生產(chǎn)制造起，到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的時間了，我國一直都沒有相關(guān)的精度標(biāo)準(zhǔn)。對從業(yè)人員來說，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、教育部長江學(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(biāo)準(zhǔn)制訂上贏得話語權(quán)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(guī)模，應(yīng)用廣泛，前景很好，但標(biāo)準(zhǔn)上的空白，正嚴(yán)重制約著行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。
“特別是目前塑料齒輪模數(shù)較小、精度較低，且與發(fā)達(dá)國家的制造水平還存在較大差距，這些導(dǎo)致我國仍需從國外進(jìn)口大量中高檔塑料齒輪的被動局面。”石照耀說。
但令人高興的是，這一問題即將得到解決。經(jīng)過三年多的籌備，在全國齒輪標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的支持下，石照耀牽頭聯(lián)合國內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)制訂工作組，并落實了標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)幾十年的空白。“但這也只是開始，接下來，我們還將制定塑料齒輪的強度標(biāo)準(zhǔn)等，希望通過一系列的標(biāo)準(zhǔn)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)在國際上的話語權(quán)。”該工作組技術(shù)顧問、教授級高級工程師歐陽志喜表示。
標(biāo)準(zhǔn)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，高分子合成材料工業(yè)迅速發(fā)展，一種新型材料被應(yīng)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。其制品采用開模加工，生產(chǎn)效率高且成本低，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已廣泛應(yīng)用于汽車電裝、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，隨著高強度、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(yīng)用進(jìn)一步拓寬，它們推動齒輪朝著承受更高負(fù)荷、傳送更大動力的方向發(fā)展，在汽車等領(lǐng)域應(yīng)用的塑料齒輪更有著“以塑代鋼”的成功案例?？梢哉f塑料齒輪的迅速發(fā)展是世界性趨勢。
比如深圳海翔銘開發(fā)生產(chǎn)的塑齒產(chǎn)品，除了滿足國內(nèi)重要用戶外，還已在多個著名國際汽車品牌的車型上獲得使用，經(jīng)濟效益顯著。
“但從整體來看，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)廠家的人才、技術(shù)和設(shè)備沒能與時俱進(jìn)，大多數(shù)廠家只能生產(chǎn)幾分錢一個的塑齒低端產(chǎn)品，經(jīng)濟效益低下且難以為繼。”歐陽志喜說道。
而這與幾十年來，我國塑料齒輪行業(yè)一直都沒有相關(guān)的精度標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)。
據(jù)獲悉，國內(nèi)生產(chǎn)的塑齒，其精度檢測標(biāo)準(zhǔn)長期都是沿用金屬齒輪標(biāo)準(zhǔn)的一套理論和精度等級來進(jìn)行評定，但實際上，在設(shè)計要求、制造方法、應(yīng)用場所等方面，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(shè)計、塑性材料研發(fā)、注塑模具設(shè)計制造、新型注塑設(shè)備與新的注塑工藝研究和齒輪檢測與實驗等多方面著手研究，而這些問題的解決都離不開標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立。”石照耀強調(diào)說。
適合國情 塑齒標(biāo)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，既具有中國特色，又具有可操作。”歐陽志喜表示。
2008～2011年，他和石照耀為化學(xué)工業(yè)出版社特邀撰寫《塑料齒輪設(shè)計與制造》書稿期間，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(biāo)準(zhǔn)———這是全球出現(xiàn)的第一份有關(guān)塑齒的精度標(biāo)準(zhǔn)，并對該日標(biāo)的內(nèi)容和特點有比較詳細(xì)的了解。
那么，究竟該如何搭建我國自己的塑料齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)?對此，歐陽志喜認(rèn)為，塑料齒輪自身精度標(biāo)準(zhǔn)的制訂存在相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，可以參考日本塑齒標(biāo) JISB1702-3的做法，即塑齒標(biāo)應(yīng)以有關(guān)金屬圓柱齒輪國家標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，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，來制定我國自己的塑齒標(biāo)。
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(dǎo)致塑料齒輪的誤差特性與金屬齒輪有所不同。鑒于此，歐陽志喜表示，對于塑料齒輪來說，采用徑向綜合測量儀(俗稱雙嚙儀)檢測“檢測半徑”，最能反應(yīng)齒輪的綜合精度。
但在我國塑齒行業(yè)中，長期以來，利用徑向綜合測量控制齒輪質(zhì)量的方法并沒有得到有效推廣和執(zhí)行。他認(rèn)為原因有二：一是國產(chǎn)雙嚙儀軟件尚有待開發(fā)檢測 “檢測半徑”的功能;二是國內(nèi)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(wěn)定性進(jìn)行專項論證與攻關(guān);建議落實國產(chǎn)測量齒輪進(jìn)行定點生產(chǎn)單位，國產(chǎn)測量齒輪應(yīng)該堅持價格優(yōu)惠、保質(zhì)保量。”歐陽志喜表示。
此外，對微小塑齒的誤差，日本塑齒標(biāo)中沒有涉及到應(yīng)采用何種方法和儀器檢測等。眾所周知，由于模數(shù)特小、齒寬小，微小模數(shù)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。鑒于近年來帶激光掃描檢測的影像儀已趨成熟，歐陽志喜認(rèn)為，作為微型塑齒的檢測手段，影像儀取代傳統(tǒng)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(biāo)也沒有涉及，他建議塑齒標(biāo)對這個問題有所建樹，即對塑齒的強度與壽命試驗的模式進(jìn)行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，爭取有所突破。
