我国塑料齿轮精度标准制订启动



我国塑料齿轮精度标准制订启动

“从上世纪70年代各地从事注射成型塑料齿轮的生产制造起，到现在几十年了，我国一直都没有相关的精度标准。对从业人员来说，其中的酸甜苦辣真的是不言而喻。”北京工业大学科发院常务副院长、教育部长江学者特聘教授石照耀不止一次地对中国工业报记者感慨道。

这种尴尬，让这位为中国在国际齿轮标准制订上赢得话语权的教授深为遗憾：尽管应用广泛，前景很好，我国注射成型塑料齿轮行业也已颇具规模，但标准上的空白，正严重制约着行业的发展与创新。

“特别是目前塑料齿轮模数较小、精度较低，且与发达国家的制造水平还存在较大差距，这些导致我国仍需从国外进口大量中高档塑料齿轮的被动局面。”石照耀说。

但令人高兴的是，这一问题即将得到解决。经过三年多的筹备，在全国齿轮标准化技术委员会的支持下，石照耀牵头联合国内骨干企业，于日前在北京成立了《注射成型塑料齿轮精度》国家标准制订工作组，并落实了标准的起草分工。

而这一步从零到一的跨越，将填补我国塑料齿轮行业精度标准几十年的空白。“但这也只是开始，接下来，我们还将制定塑料齿轮的强度标准等，希望通过一系列的标准制定，振兴我国的塑料齿轮行业，大幅提高行业的质量意识，提高企业的竞争力和经济效益，以及塑料齿轮行业在国际上的话语权。”该工作组技术顾问、教授级高级工程师欧阳志喜表示。

标准空白 塑齿行业瓶颈难破

自从1935年纤维尼龙研制成功以来，高分子合成材料工业迅速发展，一种新型材料被应用在齿轮上，形成了塑料齿轮。

与金属齿轮相比，塑料齿轮具有重量轻、惯性小、噪声低、自润滑等优点。其制品采用开模加工，生产效率高且成本低，经过几十年的发展已广泛应用于汽车电装、家用电器、办公用品、工艺品等各种行业领域。

特别是近20年来，随着高强度、高耐磨等高性能的工程塑料研发改性成功，塑料齿轮的发展应用进一步拓宽，它们推动齿轮朝着承受更高负荷、传送更大动力的方向发展，在汽车等领域应用的塑料齿轮更有着“以塑代钢”的成功案例。可以说塑料齿轮的迅速发展是世界性趋势。

比如深圳海翔铭开发生产的塑齿产品，除了满足国内重要用户外，还已在多个著名国际汽车品牌的车型上获得使用，经济效益显著。

“但从整体来看，我国的塑料齿轮仍处于中、低档水平，高档产品仍需从国外进口，特别是在我国塑齿发源地宁波，许多塑齿生产厂家的人才、技术和设备没能与时俱进，大多数厂家只能生产几分钱一个的塑齿低端产品，经济效益低下且难以为继。”欧阳志喜告诉中国工业报记者。

而这与几十年来，我国塑料齿轮行业一直都没有相关的精度标准密切相关。

中国工业报记者获悉，国内生产的塑齿，其精度检测标准长期都是沿用金属齿轮标准的一套理论和精度等级来进行评定，但实际上，在设计要求、制造方法、应用场所等方面，塑料齿轮都与金属齿轮存在较大的差异，也因此，塑料齿轮的发展一直都深受瓶颈制约。

“想要突破这一困境，就需要从齿轮产品设计、塑性材料研发、注塑模具设计制造、新型注塑设备与新的注塑工艺研究和齿轮检测与实验等多方面着手研究，而这些问题的解决都离不开标准化体系的建立。”石照耀强调说。

适合国情 塑齿标应有可操作性

“首要任务便是制定一部适合我国国情的塑料齿轮标准，既具有中国特色，又具有可操作。”欧阳志喜表示。

2008～2011年，他和石照耀为化学工业出版社特邀撰写《塑料齿轮设计与制造》书稿期间，获得了日本JISB1702-3：2008《有关注塑成型塑料齿轮齿面误差、双齿面啮合误差的定义及其精度容许值》标准——这是全球出现的第一份有关塑齿的精度标准，并对该日标的内容和特点有比较详细的了解。

那么，究竟该如何搭建我国自己的塑料齿轮精度标准架构？对此，欧阳志喜认为，塑料齿轮自身精度标准的制订存在相当的复杂性，可以参考日本塑齿标 JISB1702-3的做法，即塑齿标应以有关金属圆柱齿轮国家标准为基准，以注射成型圆柱塑料齿轮的性能、制造方法以及特征作为考察对象，来制定我国自己的塑齿标。

塑料齿轮与金属齿轮的最大差别，就在于齿轮材质和制齿工艺不同。由于在机械性能和热胀冷缩等物理性能上有较大不同，导致塑料齿轮的误差特性与金属齿轮有所不同。鉴于此，欧阳志喜表示，对于塑料齿轮来说，采用径向综合测量仪（俗称双啮仪）检测“检测半径”，最能反应齿轮的综合精度。

但在我国塑齿行业中，长期以来，利用径向综合测量控制齿轮质量的方法并没有得到有效推广和执行。他认为原因有二：一是国产双啮仪软件尚有待开发检测 “检测半径”的功能；二是国内配套测量齿轮不畅通。“建议对国产双啮仪是否存在检测的不稳定性进行专项论证与攻关；建议落实国产测量齿轮进行定点生产单位，国产测量齿轮应该坚持价格优惠、保质保量。”欧阳志喜表示。

此外，对微小塑齿的误差，日本塑齿标中没有涉及到应采用何种方法和仪器检测等。众所周知，由于模数特小、齿宽小，微小模数塑齿既不适合采用齿轮测量中心，也不适合采用双啮仪检测。鉴于近年来带激光扫描检测的影像仪已趋成熟，欧阳志喜认为，作为微型塑齿的检测手段，影像仪取代传统的光学投影仪势在必行。

至于塑料齿轮的强度与寿命试验，由于日标也没有涉及，他建议塑齿标对这个问题有所建树，即对塑齿的强度与寿命试验的模式进行规范化和标准化，争取有所突破。