En comparació amb els engranatges mecanitzats,modelat per injeccióEls engranatges tenen poc en comú, tret que utilitzin la conjugació involucrada per transmetre moviment. Hi ha diferències essencials entre aquests dos engranatges. L’engranatge de mecanitzat consisteix a tallar i tallar la mida especificada en una màquina d’engranatges especial dissenyada per a una tasca de mecanitzat específica; Els engranatges modelats per injecció es modelen per injecció en cavitats d'engranatges, que normalment es mecanitzen mitjançant màquines de mecanització de descàrregues elèctriques tallades per fil (EDMs). La mida de la cavitat de l’engranatge d’injecció pot assegurar que l’engranatge d’injecció refredat i contractat després del modelat per injecció tingui una tolerància dimensional correcta. Es poden processar milions d’engranatges d’injecció amb una sola cavitat del motlle.
La tasca del fabricant de tall d’engranatges és tallar cada engranatge segons els requisits de tolerància. Tanmateix, la tasca a la qual s’enfronten els fabricants d’engranatges per injecció és fer una cavitat d’engranatge gairebé perfecta i, després, utilitzar aquesta cavitat per processar tots els engranatges que compleixin els requisits de tolerància. Aquesta diferència aparentment petita però significativa ha comportat molts altres canvis. Aquesta diferència es va formar quan s'utilitzaven engranatges modelats per injecció en Once decide.
Disseny d’engranatges per modelar per injecció
No hi ha dubte que l’engranatge d’injecció s’ha de formar a la cavitat del motlle. Aquest fet ha tingut conseqüències importants. És difícil que la cavitat del motlle d'injecció i les peces d'eix presentin la tolerància precisa proporcionada pel mecanisme de transmissió mecànica. La cavitat i l’engranatge poden reduir-se o expandir-se a diferents ritmes amb el canvi d’humitat i temperatura. Amb diferents condicions locals, la força, la duresa i l'eficiència de transmissió fins i tot dels engranatges modelats per injecció canviaran. Sota l'estat de la càrrega, augmentarà la temperatura de la superfície dentària, cosa que afectarà les característiques del plàstic. A causa d’aquestes variables i d’altres factors, cal personalitzar les dents de l’engranatge.
L’avantatge del disseny d’engranatges d’injecció es reflecteix en la seva aplicació. La majoria dels convertidors d'injecció són únics. Un engranatge pot ser dissenyat precisament per completar la seva funció designada només quan es reuneix amb un altre engranatge de contrapart. A més, el disseny i la fabricació òptims d’engranatges d’injecció no cal tenir en compte factors de l’eina.
La precisió de la cavitat de matrius fabricada per WEDM depèn de la precisió del CAD. La tolerància de la cavitat de l’engranatge pot arribar al nivell de micres. De fet, la cuina tradicional ja no és necessària i el pas o mòdul del diàmetre deixa de ser un paràmetre tècnic important. Implica el cercle base es converteix en una variable important. L’angle de pressió es pot ajustar de manera analògica per equilibrar la relació entre força i alçada quan es malla les dents de l’engranatge. En comparació amb l’engranatge estàndard, l’engranatge dissenyat a mida s’ha millorat molt en el rendiment, la tranquil·litat i la tolerància permesa.
Dispositiu de modelat per injecció d’engranatges
Després del disseny de la malla d’engranatges i la configuració de la tolerància, el següent pas és fer un dispositiu d’emmotllament per injecció. El dispositiu de modelat per injecció de l’engranatge ha de ser precís, amb una bona estabilitat tèrmica, màniga i superfície corredissa endurida, forma precisa de la cavitat de l’engranatge i disseny del motlle d’injecció d’alta pressió. La cavitat del mateix engranatge ha d'estar dissenyada especialment segons el material seleccionat.
A causa de molts factors, és impossible predir amb precisió la contracció real dels engranatges modelats per injecció en aplicacions específiques. El factor més important és que la contracció de l’engranatge d’injecció a la cavitat del motlle no és isotròpica. La contracció del cos d’engranatges pot estar a prop de la predicció del fabricant' però, a causa que les dents de l’engranatge estan envoltades d’acer, la seva forma de refredament és diferent de la forma de refrigeració macro del cos d’engranatges més gran.
Un mètode millor per determinar la contracció és el mètode d’enfocament en dos passos. El coeficient de contracció dels engranatges es calcula amb antelació i, a continuació, es realitza el motlle d’injecció i es processa el primer lot d’engranatges. A continuació, es mesura el perfil dentari involut de les mostres d’engranatges per determinar la velocitat de contracció de cada part i, a continuació, es fa una nova cavitat de motlle d’acord amb la velocitat de contracció mesurada. Finalment, es poden obtenir engranatges d'injecció amb precisió geomètrica qualificada. Només detectant el perfil de la dent es pot determinar amb precisió la contracció de l’involut. Mitjançant la detecció en engranatges enrotllats, podem conèixer algunes condicions de contracció desigual dels engranatges, però, de vegades, pot comportar un error.
De vegades, es poden utilitzar materials d’ompliment de vidre per fabricar engranatges d’injecció. Com que la taxa de contracció d’aquest material és molt baixa, el fenomen de contracció ja no és un problema en el disseny del modelat per injecció. Tot i això, aquest mètode també pot causar nous problemes. Les resines d’enginyeria que no s’omplen amb vidre, com el niló i l’acetal, poden produir formes molt precises mitjançant motllures per injecció malgrat que es contrauen. Tanmateix, el material d’ompliment de vidre produirà una articulació a la unió davant del flux d’injecció, cosa que provocarà la deformació superficial de les dents de l’engranatge i produirà alguns punts febles locals de l’engranatge. En general, els engranatges amb vidre són més propensos a portar-los durant la vida útil que els engranatges equivalents sense vidre. Els materials d'ompliment normalment s'utilitzen només per a necessitats especials, com quan els engranatges amb sobrepès es convertiran en un problema.
Procés de modelat per injecció d'engranatges
Diversos processos de modelat per injecció i màquines de modelat per injecció són diferents. El procés de modelat per injecció d'engranatges requereix una alta precisió i repetibilitat. En general, cal fabricar engranatges d'alta precisió amb resina nova. Tot i això, encara que s’utilitzi la nova resina, el material ha de tenir una sequedat adequada, la seva temperatura de fusió s’ha de controlar i repetir amb precisió, i també s’ha de controlar amb precisió la pressió d’injecció. També cal tenir en compte la coordinació entre els equips de modelatge per injecció i el control del procés de modelat per injecció.
Quan el modelat per injecció es realitza a alta temperatura i alta pressió, l’aire de la cavitat del motlle s’ha de substituir per plàstic fos. Per tant, és necessari configurar un port d’escapament que permeti descarregar l’aire sense que surti resina. Si el port d’escapament és massa petit i el gas no es descarrega sense problemes, pot provocar combustió; Si la sortida de l'aire és massa gran, el plàstic fos creixerà i formarà un flaix a les parts.
Es suggereix que els usuaris d’engranatges d’injecció visitin la fàbrica de processament d’engranatges d’injecció abans de signar el contracte. Una enquesta general dels equips de modelat per injecció, neteja, capacitat d’inspecció i personal de la fàbrica ajudaran a avaluar correctament si la fàbrica té la capacitat potencial de processar i controlar amb èxit la injecció. Per exemple, és difícil fabricar engranatges d'injecció de precisió en un entorn sense control de temperatura. És extremadament difícil processar engranatges d'injecció de precisió amb un 90% d'humitat i 100 graus Fahrenheit.
Prova d'engranatges per modelar per injecció
Amb els anys, la tecnologia de detecció de l’engranatge s’ha millorat contínuament per mesurar amb precisió la majoria d’errors en el tall de l’engranatge. La mesura d’escaneig del perfil de les dents involucrades sol detectar només algunes dents en un cercle. Els engranatges metàl·lics es fabriquen en màquines d’engranatges com ara hobbing i ranures, i el perfil de cada dent és bàsicament el mateix. No obstant això, els engranatges modelats per injecció poden tenir grans errors individuals en una determinada posició en qualsevol superfície dentària de l’engranatge. A més, el procés de modelat per injecció pot introduir molts tipus diferents d'errors per part del mecanitzat tradicional.
Com que qualsevol engranatge d'injecció ha de disminuir, el perfil de la dent involucrada és un perfil dentari objectiu, no un valor determinat. Tant si el pas de diàmetre, el mòdul, el pas base, l’angle de pressió o qualsevol altre paràmetre involut s’utilitzen per controlar la geometria de l’engranatge, aquests paràmetres són variables per a les peces realment mecanitzades. Per a aquests paràmetres tan variats, cal establir toleràncies pràctiques.
L’única manera de determinar la mida de l’engranatge modelat per injecció és explorar i mesurar el perfil dentari involut i determinar la mida real de la geometria física de l’engranatge. No obstant això, hi pot haver les situacions següents: la mida de l’engranatge modelat per injecció ha superat completament els requisits de tolerància, però els resultats de les proves completes de rodatge continuen sent qualificats. Per exemple, el resultat de la prova del perfil dentari d'una engranatge, el seu cercle de base involut s'ha desviat molt del valor especificat. L’engranatge provat té 64 dents i l’engranatge de mesura utilitzat també té 64 dents. En la detecció del rotllo, hi ha moltes dents acoblades alhora, i gairebé no hi ha una desviació completa d’una dent en els resultats de la mesura. Tot i que aquest engranatge sembla gran, el seu cercle base és molt reduït. Com que el gruix de les dents de l’engranatge s’aprimen, es poden aconseguir bons índexs tècnics en la detecció del rodament. Un cop proporcionades als usuaris aquestes peces d’engranatge modelades per injecció, s’efectuaran de forma immediata quan es tractin d’engranatges metàl·lics de mida correcta.
Per prevenir aquest tipus d’error, cal formular especificacions tècniques per a les variables dimensionals de cada engranatge marcades amb tolerància.
Paràmetres tècnics suggerits de l’engranatge per injecció
Al sistema AGMA, els paràmetres geomètrics del cercle base d’engranatges s’utilitzen com a paràmetres bàsics de control. Els paràmetres d’engranatges indirectes, com el pas de diàmetre i l’angle de pressió, s’utilitzen com a dades de treball, que s’utilitzen com a referència en l’anàlisi tradicional.
Es pot considerar la inspecció del rodament de les engranatges com el millor mètode per garantir la consistència de la qualitat dels engranatges modelats per injecció en la producció massiva. No només expressa l’error total integral (TCE) o un error integral dentari (TTE) d’engranatges, sinó que també determina si la distància central real entre l’engranatge mesurat i l’engranatge mesurat es troba dins de la zona de tolerància positiva i negativa especificada. Això proporciona un mètode senzill per assegurar la consistència de la producció diària d’engranatges d’injecció. L’anàlisi estadística dels resultats de les proves de rodatge d’un lot d’engranatges mostrals pot determinar si la forma general i la mida absoluta dels engranatges es troben dins de la zona de tolerància. La inspecció enrotllada s’assembla més a una verificació de qualificació d’inspecció de rodatge per a engranatges d’injecció i s’ha de garantir que els engranatges d’injecció produïts cada dia compleixin aquesta verificació.
La perspectiva de desenvolupament de les injeccions és bastant optimista. Els materials s’han millorat molt i la maquinària d’emmotllament per injecció s’ha tornat cada vegada més sofisticada. L’equip de prova ha pogut mesurar aquests engranatges únics per modelar injecció amb alta precisió. En el futur, es pot esperar que utilitzin engranatges d'injecció en lloc d'engranatges metàl·lics en aplicacions de transmissió de càrrega lleugera. Els fabricants busquen llocs i camps on els engranatges metàl·lics no es poden utilitzar, però es poden utilitzar engranatges de plàstic.
Per entrar en aquests nous camps d'aplicació potencials, cal dur a terme correctament cada pas i cal aprofitar tots els avantatges dels engranatges modelats per injecció. Com a resultat, es desenvoluparà una nova generació de productes de transmissió d'energia amb un excel·lent rendiment.
