U usporedbi s obradnim zupčanicima,injekcijskim prešanjemzupčanici imaju malo zajedničkog osim što koriste involucijsku konjugaciju za prijenos pokreta. Postoje bitne razlike između ova dva stupnja prijenosa. Mašinska obrada je rezanje i strojna obrada na specificiranu veličinu na posebnom stroju zupčanika dizajniranom za određeni zadatak obrade; Zupčani brizgalice su ubrizgavane u šupljine zupčanika, koje se obično obrađuju pomoću strojnih strojeva za obradu električnih pražnjenja (EDM). Veličina šupljine injekcijskog zupčanika može osigurati da injekcijska oprema koja se hladi i steže nakon injekcijskog lijevanja ima ispravnu dimenzionalnu toleranciju. Milijuni prijenosnika za ubrizgavanje mogu se obraditi s jednom šupljinom kalupa.
Zadaća proizvođača rezanja zupčanika je da svaki zupčanik reže u skladu s zahtjevima tolerancije. Međutim, zadatak s kojim se suočavaju proizvođači alata za ubrizgavanje je izraditi gotovo savršenu šupljinu zupčanika, a zatim koristiti ovu šupljinu za obradu svih zupčanika koji udovoljavaju zahtjevima tolerancije. Ova naizgled mala, ali značajna razlika dovela je do mnogih drugih promjena. Ta je razlika nastala kada su zupčanici sa injekcijskim lijevanjem korišteni u Jednom odlučite.
Dizajn preša za injekcijsko oblikovanje
Nema sumnje da se alat za ubrizgavanje mora formirati u šupljini kalupa. Ta je činjenica dovela do važnih posljedica. Teško je da se u šupljinu kalupa za injektiranje i dijelove osovine nalazi precizna tolerancija koju osigurava mehanički prijenosni mehanizam. Šupljina i zupčanik mogu se smanjiti ili proširiti različitim brzinama uz promjenu vlažnosti i temperature. S različitim lokalnim uvjetima, snaga, tvrdoća, pa čak i učinkovitost prijenosa injekcijsko lijevanih zupčanika mijenjat će se. U uvjetima opterećenja temperatura temperature zuba porast će, što će utjecati na karakteristike plastike. Zbog ovih varijabli i drugih čimbenika, potrebno je prilagoditi zube zupčanika.
Prednost dizajna zupčanika ubrizgavanja ogleda se u njegovoj primjeni. Većina pogonskih zupčanika za ubrizgavanje jedinstveni su. Jedan zupčanik može se precizno konstruirati tako da dovrši zadanu funkciju samo kada se povezuje s drugim suprotnim zupčanikom. Uz to, optimalni dizajn i proizvodnja injekcijskih zupčanika jedva trebaju uzeti u obzir faktore alata.
Preciznost šupljine kalupa proizvedenih od WEDM-a ovisi o preciznosti CAD-a. Tolerancija šupljine zupčanika može doseći razinu mikrona. U stvari, tradicionalna ploča za kuhanje više nije potrebna, a nagib ili modul promjera više nisu važni tehnički parametri. Involutirani krug baze postaje važna varijabla. Kut tlaka može se podesiti na analogan način kako bi se uravnotežio odnos snage i visine kada su zubi zupčanika zupčasto zupčani. U usporedbi sa standardnim zupčanikom, prilagođeni zupčanik znatno je poboljšan u performansama, tišini i dozvoljenoj toleranciji.
Uređaj za injekcijsko lijevanje zupčanika
Nakon dizajna mrežica zupčanika i postavljanja tolerancije, sljedeći korak je izrada uređaja za brizganje. Uređaj za brizganje zupčanika mora biti precizan, s dobrom termičkom stabilnošću, otvrdnutim kliznim rukavom i površinom, preciznim oblikom šupljine zupčanika i dizajnom visokotlačnog injekcijskog kalupa. Sama šupljina matrice za zupčanike mora biti posebno dizajnirana prema odabranom materijalu matrice.
Zbog mnogih čimbenika, nemoguće je točno predvidjeti stvarno skupljanje zupčanika u kalupu za ubrizgavanje u specifičnim primjenama. Najvažniji faktor je da skupljanje zupčanika za ubrizgavanje u šupljinu kalupa nije izotropno. Skupljanje kućišta zupčanika možda je blizu predviđanju proizvođača GG, ali s obzirom na to da su zubi zupčanika okruženi čelikom, njegov se oblik hlađenja razlikuje od oblika makro hlađenja većeg tijela zupčanika.
Bolja metoda za određivanje skupljanja je metoda pristupa u dva koraka. Koeficijent skupljanja zupčanika procjenjuje se unaprijed, a zatim se izrađuje kalup za ubrizgavanje i obrađuje se prva serija zupčanika. Potom se precizno mjeri profil involutivnog zuba uzoraka zupčanika kako bi se odredila brzina skupljanja svakog dijela, a zatim se izrađuje nova šupljina kalupa prema izmjerenom stupnju skupljanja. Konačno, mogu se dobiti injekcijski zupčanici s kvalificiranom geometrijskom točnošću. Samo otkrivanjem profila zuba može se precizno odrediti skupljanje involuta. Otkrivanjem zupčanika, možemo spoznati neke uvjete neravnog skupljanja zupčanika, ali ponekad to može dovesti do zablude.
Ponekad se stakleni materijali za punjenje mogu koristiti za proizvodnju prijenosnika za ubrizgavanje. Budući da je stopa skupljanja ovog materijala vrlo niska, pojava skupljanja više nije problem u dizajnu injekcijskog lijevanja. Međutim, ova metoda može uzrokovati i nove probleme. Tehničke smole koje nisu napunjene staklom, poput najlona i acetala, injekcijskim lijevanjem unatoč skupljanju mogu proizvesti vrlo precizne oblike. Međutim, materijal za punjenje stakla stvorit će zglobove krila na mjestu spajanja ispred protoka ubrizgavanja, što će uzrokovati površinsku deformaciju zuba zupčanika i stvoriti neke lokalne slabe točke na zupčanici. Općenito govoreći, vjerojatnije je da će se zupčanici napunjeni staklom istrošiti tijekom radnog vijeka od ekvivalentnih prijenosnika bez stakla. Materijali za punjenje obično se koriste samo za posebne potrebe, primjerice kada će zupčanik s prekomjernom težinom postati problem.
Proces ubrizgavanja zupčanika
Različiti su postupci injekcijskog lijevanja i strojevi za injekcijsko lijevanje različiti. Proces ubrizgavanja zupčanika zahtijeva visoku točnost i ponovljivost. Općenito govoreći, visoko precizni zupčanici moraju se proizvoditi s novom smolom. Međutim, čak i ako se koristi nova smola, materijal mora imati odgovarajuću suhoću, njegova temperatura taljenja mora biti točno kontrolirana i ponovljiva, a pritisak ubrizgavanja također se mora točno kontrolirati. Koordinacija između opreme za injekcijsko lijevanje i kontrole procesa injekcijskog lijevanja također se mora uzeti u obzir.
Kada se injekcijsko lijevanje vrši na visokoj temperaturi i visokom tlaku, zrak u šupljini kalupa mora biti zamijenjen rastaljenom plastikom. Zbog toga je potrebno postaviti ispušni otvor koji će omogućiti ispust zraka bez istjecanja smole. Ako je ispušni otvor premalen i plin se ne izvodi glatko, može prouzročiti izgaranje; Ako je otvor za odvod prevelik, rastaljena plastika će istjecati i na dijelovima će nastati bljesak.
Predlaže se da korisnici injekcijske opreme posjete tvornicu za obradu injekcijskih prijenosnika prije potpisivanja ugovora. Općeniti pregled opreme za injekcijsko lijevanje, čistoće, mogućnosti inspekcije i osoblje tvornice pomoći će ispravnoj procjeni ima li tvornica potencijalnu sposobnost za uspješnu obradu i kontrolu injekcijskog lijevanja. Na primjer, teško je proizvesti precizne prijenosnike za ubrizgavanje u okruženju bez regulacije temperature. Izuzetno je teško obraditi precizne prijenosnike za ubrizgavanje pri vlažnosti od 90% i 100 stupnjeva Fahrenheita.
Ispitivanje preša za injekcijsko lijevanje
Tijekom godina, tehnologija otkrivanja zupčanika kontinuirano se poboljšavala kako bi precizno izmjerila većinu pogrešaka u rezanju zupčanika. Skeniranjem mjerenja involulentnog profila zuba obično otkrije samo nekoliko zuba u jednom krugu. Metalni zupčanici obrađuju se na strojevima zupčanika kao što su kuhanje i prorez, a profil zuba svakog zuba je u osnovi isti. Međutim, zupčanici sa ubrizgavanjem mogu imati velike pojedinačne pogreške na određenom položaju na bilo kojoj površini zuba zupčanika. Što je više GG, postupak injekcijskog lijevanja može uvesti mnogo različitih vrsta pogrešaka u odnosu na tradicionalnu obradu.
Budući da se svaki alat za ubrizgavanje mora smanjiti, involutivni profil zuba je ciljni profil zuba, a ne zadana vrijednost. Bez obzira da li se za kontrolu geometrije zupčanika koriste nagib promjera, modul, osnovni nagib, kut tlaka ili bilo koji drugi upotrijebljeni parametri, ovi parametri su varijable za stvarne obrađene dijelove. Za ove različite parametre potrebno je postaviti praktične tolerancije.
Jedini način za određivanje veličine zupčasto ubrizganog zupčanika je skeniranje i mjerenje involucijskog profila zuba i određivanje stvarne fizičke veličine geometrije zupčanika. Međutim, mogu se dogoditi sljedeće situacije: veličina zupčane injekcije u potpunosti je premašila zahtjeve tolerancije, ali valjani sveobuhvatni rezultati ispitivanja i dalje su kvalificirani. Na primjer, rezultat ispitivanja zuba zupčanika, njegov involucijski krug baze odstupio je daleko od navedene vrijednosti. Ispitana oprema ima 64 zuba, a korištena mjerna oprema također ima 64 zuba. Kod otkrivanja kotrljanja istodobno je angažirano mnogo zuba, a u rezultatima mjerenja gotovo da i nema sveobuhvatnog odstupanja jednog zuba. Iako ova brzina izgleda velika, njezin osnovni krug je vrlo mali. Budući da se debljina zuba zupčanika smanjuje, mogu se postići dobri tehnički pokazatelji pri otkrivanju kotrljanja. Kad se ovi dijelovi zupčanika u kalupu isporuče korisnicima, oni će se odmah pokvariti pri radu s metalnim zupčanicima ispravne veličine.
Kako bi se spriječila ova vrsta pogreške, potrebno je formulirati tehničke specifikacije za dimenzionalne varijable svakog prijenosnika označene tolerancijom.
Predloženi tehnički parametri injektora
U sustavu AGMA koriste se geometrijski parametri osnovnog kruga zupčanika kao osnovni upravljački parametri. Indirektni parametri zupčanika, kao što su nagib promjera i kut pritiska, koriste se kao radni podaci koji se koriste kao referenca u tradicionalnoj analizi.
Inspekcija kotrljanja zupčanika može se smatrati najboljom metodom za osiguravanje kvalitetne konzistentnosti zupčanika u kalupu za ubrizgavanje u masovnoj proizvodnji. On ne samo da izražava sveobuhvatnu ukupnu grešku (TCE) ili jednu zubnu sveobuhvatnu grešku (TTE) zupčanika, već također određuje je li stvarna središnja udaljenost između izmjerenog zupčanika i izmjerenog zupčanika unutar određene zone pozitivne i negativne tolerancije. To omogućuje jednostavnu metodu za osiguravanje dosljednosti svakodnevne proizvodnje zupčanika za ubrizgavanje. Statističkom analizom rezultata ispitivanja kotača serije uzorka zupčanika može se utvrditi jesu li ukupni oblik i apsolutna veličina zupčanika unutar zone tolerancije. Rolo inspekcija više je kao uspostavljanje provjere valjanosti valjanja inspekcije za zupčanike za ubrizgavanje, a trebalo bi osigurati da se injekcijski zupčanici proizvedeni svaki dan udovoljavaju ovoj provjeri.
Izgledi za ubrizgavanje zupčanika su prilično optimistični. Materijali su znatno poboljšani, a strojevi za injekcijsko lijevanje postajali su sve sofisticiraniji. Oprema za testiranje uspjela je izmjeriti ove jedinstvene zupčanice za brizganje s visokom preciznošću. U budućnosti se može očekivati da će u pogonima za prijenos lakog opterećenja umjesto metalnih zupčanika umjesto ubrizgavanja koristiti metalne zupčanike. Proizvođači traže mjesta i polja na kojima se mogu koristiti metalni zupčanici, ali mogu se koristiti plastični zupčanici.
Da bi se ušlo u ta nova potencijalna polja primjene, svaki se korak mora izvesti ispravno i mora se iskoristiti svaka prednost zupčanika u kalupu sa ubrizgavanjem. Kao rezultat toga razvit će se nova generacija proizvoda za prijenos snage koji imaju izvrsne performanse.
