V porovnaní s obrobenými kolesamiinjekčne vstrekovanýozubené kolesá majú málo spoločného okrem toho, že používajú na prenos pohybu evolúciu. Medzi týmito dvoma prevodovými stupňami sú podstatné rozdiely. Obrábacie zariadenie je rezať a obrábať na špecifikovanú veľkosť na špeciálnom stroji určenom na konkrétnu obrábaciu úlohu; Vstrekované ozubené kolesá sa tvarujú vstrekovaním v dutinách ozubeného kolesa, ktoré sa obvykle obrábajú strojmi na rezanie elektrickým výbojom (EDM). Veľkosť dutiny vstrekovacieho zariadenia môže zaistiť, aby vstrekovacie zariadenie, ktoré je ochladené a stiahnuté po vstrekovaní, malo správnu rozmerovú toleranciu. S jednou dutinou formy je možné spracovať milióny vstrekovacích zariadení.
Úlohou výrobcu rezania ozubených kolies je rezať každé koleso podľa požiadaviek tolerancie. Úlohou výrobcov vstrekovacích zariadení je však vytvoriť takmer dokonalú dutinu ozubeného kolesa a potom túto dutinu použiť na spracovanie všetkých ozubených kolies, ktoré spĺňajú požiadavky tolerancie. Tento zdanlivo malý, ale významný rozdiel viedol k mnohým ďalším zmenám. Tento rozdiel sa vytvoril, keď sa pri rozhodovaní použili ozubené kolesá formované vstrekovaním.
Dizajn vstrekovacieho zariadenia
Niet pochýb o tom, že vstrekovacie zariadenie musí byť vytvorené v dutine formy. Táto skutočnosť viedla k dôležitým dôsledkom. Pre dutinu vstrekovacej formy a časti hriadeľa v nej je ťažké mať presnú toleranciu zabezpečenú mechanizmom mechanického prenosu. Dutina a výstroj sa môžu so zmenou vlhkosti a teploty zmršťovať alebo zväčšovať rôznymi rýchlosťami. Pri rôznych miestnych podmienkach sa zmení pevnosť, tvrdosť a dokonca aj účinnosť prenosu vstrekovaných ozubených kolies. V podmienkach zaťaženia stúpne teplota povrchu zuba, čo ovplyvní vlastnosti plastu. Z dôvodu týchto premenných a ďalších faktorov je potrebné prispôsobiť zuby ozubeného kolieska.
Výhoda konštrukcie vstrekovacieho zariadenia sa odráža v jeho aplikácii. Väčšina pohonov vstrekovacích zariadení je jedinečná. Jeden prevodový stupeň môže byť presne navrhnutý tak, aby dokončil svoju určenú funkciu, len keď zapadne do iného pomocného prevodového stupňa. Okrem toho je potrebné pri optimálnom návrhu a výrobe vstrekovacích zariadení brať do úvahy faktory nástrojov.
Presnosť dutiny formy vyrobenej spoločnosťou WEDM závisí od presnosti CAD. Tolerancia dutiny prevodu môže dosiahnuť úroveň mikrónov. V skutočnosti už tradičná doska už nie je potrebná a rozstup alebo modul priemeru už nie sú dôležitým technickým parametrom. Evolventný základný kruh sa stáva dôležitou premennou. Tlakový uhol môže byť nastavený analogickým spôsobom, aby sa vyvážil vzťah medzi silou a výškou, keď sú zuby ozubeného kolesa v zábere. V porovnaní so štandardnou prevodovkou sa prevodovka navrhnutá na mieru výrazne zlepšila vo výkone, tichosti a povolenej tolerancii.
Zariadenie na formovanie vstrekovaním ozubených kolies
Po návrhu zapadnutia ozubeného kolesa a nastavení tolerancie je ďalším krokom vytvorenie vstrekovacieho zariadenia. Vstrekovacie zariadenie na ozubenie musí byť presné, s dobrou tepelnou stabilitou, kalenou klznou objímkou a povrchom, presným tvarom dutiny ozubeného kolesa a vyhotovením vysokotlakovej vstrekovacej formy. Dutina formy musí byť špeciálne skonštruovaná podľa zvoleného materiálu formy.
Kvôli mnohým faktorom nie je možné presne predpovedať skutočné zmenšovanie vstrekovaných ozubených kolies v konkrétnych aplikáciách. Najdôležitejším faktorom je to, že zmršťovanie vstrekovacieho zariadenia v dutine formy nie je izotropné. Zmrštenie telesa ozubeného kolesa môže byť v blízkosti predpovede výrobcu' ale pretože zuby ozubeného kolesa sú obklopené oceľou, jeho chladiaca forma je odlišná od makrok chladiacej formy väčšieho telesa ozubeného kolesa.
Lepšou metódou na určenie zmrštenia je metóda dvojstupňového prístupu. Koeficient zmršťovania ozubených kolies sa odhaduje vopred a potom sa vyrobí vstrekovacia forma a spracuje sa prvá dávka ozubených kolies. Potom sa presne zmeria profil evolventného zubu vzoriek ozubeného kolesa, aby sa určila rýchlosť zmršťovania každej časti, a potom sa podľa nameranej rýchlosti zmrštenia vytvorí nová dutina formy. Nakoniec je možné získať vstrekovacie zariadenia s kvalifikovanou geometrickou presnosťou. Iba zistením profilu zubov sa dá presne určiť zmrštenie evolventy. Prostredníctvom detekcie prevrátenia prevodových stupňov môžeme poznať niektoré podmienky nerovnomerného zmenšovania prevodových stupňov, ale niekedy to môže viesť k zavádzaniu.
Na výrobu vstrekovacích zariadení sa niekedy môžu použiť sklenené výplňové materiály. Pretože rýchlosť zmršťovania tohto materiálu je veľmi nízka, jav zmršťovania už nie je problémom pri návrhu vstrekovacieho liatia. Táto metóda však môže spôsobiť aj nové problémy. Inžinierske živice, ktoré nie sú naplnené sklom, napríklad nylon a acetál, dokážu vyrobiť vstrekovaním, napriek jeho zmršťovaniu, veľmi presné tvary. Sklenený výplňový materiál však vytvorí spoj na spoji pred vstrekovacím prúdom, čo spôsobí povrchovú deformáciu zubov ozubeného kolesa a vytvorí niektoré miestne slabé miesta na ozubenom kolese. Vo všeobecnosti platí, že prevody naplnené sklom sa počas svojej životnosti pravdepodobne opotrebujú ako ekvivalentné prevody bez skla. Výplňové materiály sa zvyčajne používajú iba na špeciálne účely, napríklad keď sa problém s nadváhou stane problémom.
Proces formovania vstrekovaním ozubeného kolesa
Rôzne procesy vstrekovania do formy a vstrekovacie stroje sú rôzne. Proces formovania vstrekovaním ozubenia vyžaduje vysokú presnosť a opakovateľnosť. Všeobecne povedané, vysoko presné prevody je potrebné vyrábať z novej živice. Aj keď sa však nová živica použije, musí byť materiál riadne suchý, jeho teplota topenia musí byť presne kontrolovaná a opakovateľná a tiež musí byť presne regulovaný vstrekovací tlak. Musí sa zvážiť aj koordinácia medzi zariadením na vstrekovanie plastov a kontrolou procesu vstrekovania.
Ak sa vstrekovanie uskutočňuje pri vysokej teplote a vysokom tlaku, vzduch v dutine formy sa musí nahradiť roztaveným plastom. Preto je potrebné zriadiť výfukový otvor, ktorý umožní vypúšťanie vzduchu bez toho, aby vytiekla živica. Ak je výfukový otvor príliš malý a plyn nie je vypúšťaný plynulo, môže to spôsobiť spaľovanie; Ak je prieduch príliš veľký, roztavený plast vytečie a vytvorí na častiach záblesk.
Navrhuje sa, aby používatelia vstrekovacích zariadení navštívili továreň na spracovanie vstrekovacích zariadení pred podpísaním zmluvy. Všeobecný prehľad zariadení na vstrekovanie plastov, čistoty, schopnosti inšpekcie a personálneho obsadenia závodu pomôže správne vyhodnotiť, či má továreň potenciálnu schopnosť úspešne spracovať a kontrolovať vstrekovanie plastov. Napríklad je ťažké vyrábať presné vstrekovacie zariadenia v prostredí bez regulácie teploty. Je mimoriadne ťažké spracovať presné vstrekovacie zariadenia pri 90% vlhkosti a 100 stupňov Fahrenheita.
Testovanie vstrekovacieho zariadenia
V priebehu rokov sa technológia detekcie ozubených kolies neustále zdokonaľovala, aby presne merala väčšinu chýb pri rezaní ozubených kolies. Skenovacie meranie evolventného profilu zuba obvykle zisťuje iba niekoľko zubov v jednom kruhu. Kovové ozubené kolesá sa obrábajú na ozubených strojoch, ako sú škrupiny a drážkovanie, a zubový profil každého zuba je v podstate rovnaký. Vstrekovaním formované ozubené kolesá však môžu mať veľké individuálne chyby v určitej polohe na ktoromkoľvek povrchu zubov ozubeného kolesa. A čo viac, proces vstrekovania plastov' môže spôsobiť mnoho rôznych typov chýb pri tradičnom obrábaní.
Pretože akékoľvek vstrekovacie zariadenie sa musí zmenšiť, evolventný zubný profil je cieľový zubný profil, nie daná hodnota. Či už sa na riadenie geometrie ozubeného kolieska používa rozstup, modul, základný rozstup, tlakový uhol alebo akékoľvek iné evolventné parametre, tieto parametre sú premenné pre skutočne opracované časti. Pre tieto rôzne parametre je potrebné stanoviť praktické tolerancie.
Jediným spôsobom, ako určiť veľkosť vstrekovaného zariadenia, je skenovať a zmerať evolventný profil zubov a určiť skutočnú veľkosť fyzickej geometrie ozubeného kolesa. Môžu sa však vyskytnúť tieto situácie: veľkosť vstrekovaného ozubeného kolesa úplne presiahla požiadavky na toleranciu, ale komplexné výsledky skúšky sú stále kvalifikované. Napríklad výsledok testu profilu zubov ozubeného kolesa, jeho evolventná základná kružnica sa odchýlila ďaleko od špecifikovanej hodnoty. Testované zariadenie má 64 zubov a použité meracie zariadenie má tiež 64 zubov. Pri detekcii valcovania je zapojených veľa zubov súčasne a vo výsledkoch merania nie je takmer žiadna komplexná odchýlka jedného zuba. Aj keď toto zariadenie vyzerá veľké, jeho základný kruh je veľmi malý. Pretože hrúbka zubov ozubeného kolesa sa zmenšuje, pri detekcii valcovania sa dajú dosiahnuť dobré technické indexy. Akonáhle sú tieto diely vstrekovaním formované užívateľom poskytnuté, okamžite zlyhajú, keď sa dostanú do styku s kovovými kolesami správnej veľkosti.
Aby sa zabránilo tomuto druhu chýb, je potrebné sformulovať technické špecifikácie pre rozmerové premenné každého výstroja označeného toleranciou.
Navrhované technické parametre vstrekovacieho zariadenia
V systéme AGMA sa geometrické parametre základnej kružnice ozubených kolies používajú ako základné regulačné parametre. Ako pracovné údaje sa používajú nepriame parametre prevodového stupňa, ako je stúpanie priemeru a uhol tlaku, ktoré sa v tradičnej analýze používajú ako referenčné hodnoty.
Inšpekciu valcovania ozubených kolies možno považovať za najlepšiu metódu na zabezpečenie konzistentnej kvality vstrekovaných ozubených kolies v hromadnej výrobe. Vyjadruje nielen komplexnú celkovú chybu (TCE) alebo komplexnú chybu jedného zubu (TTE) prevodových stupňov, ale určuje aj to, či je skutočná stredová vzdialenosť medzi meraným prevodovým stupňom a meraným prevodovým stupňom v rámci špecifikovanej pozitívnej a negatívnej tolerančnej zóny. Toto poskytuje jednoduchý spôsob na zabezpečenie konzistentnosti dennej výroby vstrekovacích zariadení. Štatistická analýza výsledkov valivých skúšok v sérii vzorkovacích zariadení môže určiť, či je celkový tvar a absolútna veľkosť ozubených kolies v tolerančnej zóne. Inšpekcia valcovania je skôr ako overenie kvalifikácie priebežných inšpekcií vstrekovacích zariadení a malo by sa zabezpečiť, aby vstrekovacie zariadenia vyrobené každý deň spĺňali toto overenie.
Vyhliadka na vývoj vstrekovacieho zariadenia je pomerne optimistická. Materiály sa značne zlepšili a vstrekovacie stroje sa stávajú sofistikovanejšími. Skúšobné zariadenie dokázalo tieto jedinečné vstrekovacie formy merať s vysokou presnosťou. V budúcnosti sa dá očakávať, že v aplikáciách na prenos ľahkého zaťaženia sa namiesto kovových prevodov použije vstrekovacie zariadenie. Výrobcovia hľadajú miesta a polia, v ktorých sa dajú použiť kovové prevody' t, ale je možné použiť plastové prevody.
Aby bolo možné vstúpiť do týchto nových potenciálnych polí použitia, musí sa každý krok vykonať správne a musí sa využiť každá výhoda vstrekovaných ozubených kolies. Výsledkom bude nová generácia produktov na prenos energie s vynikajúcim výkonom.
