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塑料齒輪成為注塑加工的大趨勢
齒輪傳動是傳遞機器動力和運動的一種主要形式。齒輪工業(yè)是機械工業(yè)中技術(shù)最密集、資金最密集的產(chǎn)業(yè)。我國齒輪工業(yè)主要包括三部分:車輛齒輪傳動制造、工業(yè)齒輪傳動制造和齒輪裝備制造。 塑料齒輪成為注塑加工的大趨勢。
2009年，中國齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造業(yè)經(jīng)受住了國際金融危機的不利影響，行業(yè)繼續(xù)保持了穩(wěn)定增長，雖然增速較上年大幅下滑，但在美、日等發(fā)達國家受金融危機影響導致產(chǎn)業(yè)銷售額減少的環(huán)境下，中國齒輪、傳動和驅(qū)動部件制造業(yè)的平穩(wěn)增長仍然受到了全球矚目，中國已經(jīng)成為全球齒輪等傳動設備生產(chǎn)大國。
齒輪、傳動和驅(qū)動部件是機械設備中最基本的零件之一，各國都有數(shù)量眾多的企業(yè)生產(chǎn)齒輪零部件。在國外，傳動驅(qū)動零件的生產(chǎn)均以專業(yè)化為主，一般企業(yè)規(guī)模為中、小型，人員在數(shù)十至數(shù)百人；也有很多企業(yè)是全球性的，在世界各國有他們的生產(chǎn)、銷售和服務網(wǎng)點；另外一些傳動驅(qū)動零件公司是大集團公司的一部分。中國現(xiàn)在已躋身世界傳動驅(qū)動零部件生產(chǎn)大國之列，但主要以中低端產(chǎn)品為主。目前，傳動驅(qū)動零部件全球市場份額最大的幾個國家或地區(qū)為德國、北美、日本、韓國，及意大利、法國等一些歐洲國家以及中國。
我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展及國外發(fā)達國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，給我國齒輪、傳動和驅(qū)動部件行業(yè)帶來發(fā)展機遇，日益增長的國內(nèi)外市場需求，帶動了整個行業(yè)的迅速發(fā)展，使行業(yè)產(chǎn)能快速增加，生產(chǎn)總量大幅度提高。
齒輪模具的應用范圍大致可分為三個方面：塑料齒輪用模具、粉末冶金齒輪用模具和精鍛錐齒輪用模具。其中，塑料齒輪用模具的需求量比較大。齒輪的主要用處有兩個，一個是傳遞運動，另一個是傳遞動力。目前國內(nèi)塑料齒輪主要被用來傳遞運動，而美國現(xiàn)在在傳遞動力的選擇上，也越來越多地采用塑料齒輪。這是因為塑料齒輪有很多優(yōu)點，比如傳動噪聲低、能夠吸振、自潤滑等等，而且塑料齒輪可以開模加工，生產(chǎn)效率高。應該說，塑料齒輪在齒輪行業(yè)的應用會越來越多，這是一個世界性趨勢。
目前中低檔的齒輪模具在國內(nèi)都能生產(chǎn)，高檔的齒輪模具多依靠進口。國內(nèi)專門做齒輪模具的工廠不多，大都由齒輪廠自己做齒輪模具，齒輪廠往往設一個工段或一個車間來承擔這項工作。在精鍛錐齒輪方面，株齒、江蘇飛船、太平洋精鍛等企業(yè)制造的錐齒輪模具在齒輪模具行業(yè)里是比較好的，其精鍛錐齒輪的質(zhì)量也較高。在塑料齒輪方面，總體來說，塑料齒輪及其模具主要分布在兩個區(qū)域，一是浙江寧波，這里有340多家塑料齒輪廠，也是我國最大的塑料齒輪模具生產(chǎn)基地；另一個就是深圳寶安，以港資企業(yè)為主，產(chǎn)品精度較高，主要用來外銷。
縱觀我國齒輪模具現(xiàn)狀，可謂喜憂參半。喜的是齒輪模具生產(chǎn)已有一定基礎，且塑料齒輪發(fā)展的大趨勢會給齒輪模具帶來更大的市場空間；憂的是國內(nèi)生產(chǎn)齒輪模具的水平與世界先進水平還有一段距離，而且在齒輪行業(yè)尤其是塑料齒輪行業(yè)大發(fā)展的趨勢下，國內(nèi)對市場變化的反應不夠敏銳，配套研究難以跟上市場需求.
國際上，齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標準化方向發(fā)展.特殊齒輪的應用、行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動、低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設計方面的一些特點.為達到齒輪裝置小型化目的，可以提高現(xiàn)有漸開線齒輪的承載推力。各國普遍采用硬齒面技術(shù)，提高硬度以縮小裝置的尺寸；也可應用以圓弧齒輪為代表的特殊齒形。英法合作研制的艦載直升飛機主傳動系統(tǒng)采用圓弧齒輪后，使減速器高度大為降低。隨著船舶動力由中速柴油機代替的趨勢，在大型船上采用大功率行星齒輪裝置確有成效；現(xiàn)在冶金、礦山、水泥一軋機等大型傳動裝置中，行星齒輪以其體積小、同軸性好、效率高的優(yōu)點而應用愈來愈多。
齒輪制造工藝的發(fā)展很大程度上表現(xiàn)在精度等級與生產(chǎn)效率的提高。自七十年代以來各種齒輪的制造精度，普遍提高一級左右，有的甚至2～3級。一般低速齒輪精度由過去的8～9級提高到7～8級。機床齒輪由6～8級提高到4～6級.軋機齒輪由7～8級提高到5～6級。對于模數(shù)不大的中小規(guī)格齒輪，由于高性能滾齒機的開發(fā)，加上刀具材料的改善，滾齒效率有了顯著提高。采用多頭滾刀，可達到的切削速度為90m/s。如用超硬滾刀加工模數(shù)3左右的調(diào)質(zhì)鋼齒輪，切削過度可達200m／s，提高插齒效率，要受到插齒機刀具往復運動機構(gòu)的限制。最近在開發(fā)采用刀具卸載，使用靜壓軸承，增強刀架與立柱剛性等新結(jié)構(gòu)后，效率有明顯提高。新型插齒機的沖程數(shù)可達到2000次／分。齒輪用鋼的發(fā)展趨勢；一是含Cr，Ni，Mo的低合金鋼；二是硼鋼；三是碳氮共滲用鋼；四是易切削鋼。由于我國缺乏Ni、Cr，常用20CrMnTi滲碳鋼或用含硼加稀土鋼。重型機械常用18CrMnNiMo滲碳鋼或中碳合金鋼。機床行業(yè)食用40Cr，38CrMoAl等鋼以及高速齒輪用25Cr2MoV鋼進行氮化。
信息化趨勢方面：
人們利用計算機能對各種可能的設計方實進行計算、分析和比較，并通過優(yōu)選，取得較為理想的結(jié)果。例如在分析齒面接觸區(qū)，求嚙合線與相對速度夾角中，對彈流潤滑計算以及幾何參數(shù)計算等方面編制了程序。還有，在齒輪修形計算與齒輪承載能力計算方面都編有程序。我國已編制了GB3480-83漸開線圓柱齒輪承載能力計算標準的程序軟件。供生產(chǎn)應用.在齒輪加工方面，可以利用計算機控制整個切齒過程.使制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠。目前，國內(nèi)在研究應用微機對弧齒錐齒輪的切齒調(diào)整卡進行計算，可對加工偏差及時調(diào)整，使齒面接觸達到比較理想的位置，并大大提高了工效。此外，根據(jù)數(shù)控原理，應用微機對環(huán)面蝸桿螺旋齒面進行拋物線修形，已經(jīng)應用于生產(chǎn)。雖然這方面的工作在國內(nèi)還處于起步階段，但它對提高齒輪制造質(zhì)量和技術(shù)水平具有重要意義。
模具行業(yè)專家羅百輝認為，制訂齒輪模具標準的有效途徑應考慮行業(yè)協(xié)會之間的合作，行業(yè)協(xié)會應該把標準建立、統(tǒng)一起來。除大連理工、華南理工等幾所大學在研究齒輪模具之外，如今已沒有專門的研究所在做這項工作。集中齒輪行業(yè)以及一些大學研究機構(gòu)的力量，做些工藝裝備、塑料內(nèi)在變形規(guī)律等方面的集成研究及合作，是相關協(xié)會與部門當前迫切需要做的工作。成立“小模數(shù)齒輪工作委員會”就是為了集中探討并解決小模數(shù)齒輪生產(chǎn)中存在的問題。如今，世界上最先進最完備的齒輪模具標準當數(shù)美國，中國齒輪模具應該借鑒美國的標準，并根據(jù)發(fā)展的需要，逐步建立起自己的產(chǎn)業(yè)標準和國家標準。具體來說，就是要把一些做得較好的企業(yè)的廠標進行提升，結(jié)合國外的先進標準，變成我國的產(chǎn)業(yè)標準。這樣通過標準來規(guī)范市場，將能較好地促進行業(yè)發(fā)展。
從整個行業(yè)來講，齒輪模具的聲音很小，而且處于自發(fā)狀態(tài)，而相關專業(yè)協(xié)會的成立正是為改變這種狀況。但成立協(xié)會僅僅是第一步，接下來就要模具行業(yè)專家羅百輝認為，制訂齒輪模具標準的有效途徑應考慮行業(yè)協(xié)會之間的合作，行業(yè)協(xié)會應該把標準建立、統(tǒng)一起來。除大連理工、華南理工等幾所大學在研究齒輪模具之外，如今已沒有專門的研究所在做這項工作。集中齒輪行業(yè)以及一些大學研究機構(gòu)的力量，做些工藝裝備、塑料內(nèi)在變形規(guī)律等方面的集成研究及合作，是相關協(xié)會與部門當前迫切需要做的工作。成立“小模數(shù)齒輪工作委員會”就是為了集中探討并解決小模數(shù)齒輪生產(chǎn)中存在的問題。如今，世界上最先進最完備的齒輪模具標準當數(shù)美國，中國齒輪模具應該借鑒美國的標準，并根據(jù)發(fā)展的需要，逐步建立起自己的產(chǎn)業(yè)標準和國家標準。具體來說，就是要把一些做得較好的企業(yè)的廠標進行提升，結(jié)合國外的先進標準，變成我國的產(chǎn)業(yè)標準。這樣通過標準來規(guī)范市場，將能較好地促進行業(yè)發(fā)展。
縱觀我國齒輪模具現(xiàn)狀，可謂喜憂參半。喜的是齒輪模具生產(chǎn)已有一定基礎，且塑料齒輪發(fā)展的大趨勢會給齒輪模具帶來更大的市場空間；憂的是國內(nèi)生產(chǎn)齒輪模具的水平與世界先進水平還有一段距離，而且在齒輪行業(yè)尤其是塑料齒輪行業(yè)大發(fā)展的趨勢下，國內(nèi)對市場變化的反應不夠敏銳，配套研究難以跟上市場需求。
