盡管塑料齒輪應(yīng)用廣泛，前景很好，中國注射成型塑料齒輪行業(yè)也已頗具規(guī)模，但從上世紀(jì)70年代到現(xiàn)在幾十年，中國在該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)處于空白狀態(tài)，嚴(yán)重制約了該行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。

  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，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)者特聘教授石照耀牽頭聯(lián)合中國骨干企業(yè)，于近日在北京成立了《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。

  這一步從零到一的跨越，將填補中國塑料齒輪行業(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

  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。

  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。

  歐陽志喜表示：“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，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。”

  而這與幾十年來，中國塑料齒輪行業(yè)一直都沒有相關(guān)的精度標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)。

  據(jù)了解，中國生產(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，究竟該如何搭建中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，來制定中國自己的塑齒標(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。

  但在中國塑齒行業(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；二是中國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)定性進行專項論證與攻關(guān);建議落實國產(chǎn)測量齒輪進行定點生產(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行規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，爭取有所突破。