Par rapport aux engrenages usinés,moulé par injectionles engrenages ont peu de points communs si ce n'est qu'ils utilisent la conjugaison involute pour transmettre le mouvement. Il existe des différences essentielles entre ces deux engrenages. L'usinage des engrenages consiste à couper et à usiner à la taille spécifiée sur une machine à engrenages spéciaux conçue pour une tâche d'usinage spécifique; Les engrenages moulés par injection sont moulés par injection dans des cavités d'engrenage, qui sont généralement usinées par des machines d'usinage par décharge électrique (EDM) coupées par fil. La taille de la cavité de l'engrenage d'injection peut garantir que l'engrenage d'injection qui est refroidi et contracté après le moulage par injection a une tolérance dimensionnelle correcte. Des millions d'engrenages d'injection peuvent être traités avec une seule cavité de moule.
La tâche du fabricant de coupe d'engrenages est de couper chaque engrenage selon les exigences de tolérance. Cependant, la tâche des fabricants d'engrenages d'injection est de créer une cavité d'engrenage presque parfaite, puis d'utiliser cette cavité pour traiter tous les engrenages qui répondent aux exigences de tolérance. Cette différence apparemment petite mais significative a conduit à de nombreux autres changements. Cette différence s'est formée lorsque des engrenages moulés par injection ont été utilisés dans Once decide.
Conception d'engrenages de moulage par injection
Il ne fait aucun doute que l'engrenage d'injection doit être formé dans la cavité du moule. Ce fait a eu des conséquences importantes. Il est difficile pour la cavité du moule d'injection et les pièces d'arbre qu'elle contient d'avoir la tolérance précise fournie par le mécanisme de transmission mécanique. La cavité et l'engrenage peuvent rétrécir ou se dilater à des taux différents avec le changement d'humidité et de température. Avec différentes conditions locales, la résistance, la dureté et même l'efficacité de transmission des engrenages moulés par injection changeront. Sous la condition de charge, la température de la surface de la dent augmentera, ce qui affectera les caractéristiques du plastique. En raison de ces variables et d'autres facteurs, il est nécessaire de personnaliser les dents d'engrenage.
L'avantage de la conception des engrenages d'injection se reflète dans son application. La plupart des entraînements à engrenages à injection sont uniques. Un engrenage peut être conçu avec précision pour remplir sa fonction désignée uniquement lorsqu'il s'engrène avec un autre engrenage homologue. De plus, la conception et la fabrication optimales des engrenages d'injection n'ont guère besoin de prendre en compte les facteurs d'outillage.
La précision de la cavité de matrice fabriquée par WEDM dépend de la précision de la CAO. La tolérance de la cavité de l'engrenage peut atteindre le niveau du micron. En fait, la plaque de cuisson traditionnelle n'est plus nécessaire et le pas ou module de diamètre n'est plus un paramètre technique important. Le cercle de base implicite devient une variable importante. L'angle de pression peut être ajusté de manière analogique pour équilibrer la relation entre la force et la hauteur lorsque les dents de l'engrenage s'engrènent. Par rapport à l'engrenage standard, l'engrenage conçu sur mesure a été considérablement amélioré en termes de performances, de silence et de tolérance admissible.
Dispositif de moulage par injection d'engrenages
Après la conception de l'engrènement et le réglage de la tolérance, l'étape suivante consiste à fabriquer un dispositif de moulage par injection. Le dispositif de moulage par injection d'engrenage doit être précis, avec une bonne stabilité thermique, un manchon et une surface coulissants durcis, une forme précise de la cavité d'engrenage et la conception d'un moule d'injection haute pression. La cavité de la matrice d'engrenage elle-même doit être spécialement conçue en fonction du matériau de matrice sélectionné.
En raison de nombreux facteurs, il est impossible de prédire avec précision le retrait réel des engrenages moulés par injection dans des applications spécifiques. Le facteur le plus important est que le retrait de l'engrenage d'injection dans la cavité du moule n'est pas isotrope. Le retrait du corps d'engrenage peut être proche de la prédiction du fabricant GG, mais comme les dents d'engrenage sont entourées d'acier, sa forme de refroidissement est différente de la forme de macro-refroidissement du corps d'engrenage plus grand.
Une meilleure méthode pour déterminer le retrait est la méthode d'approche en deux étapes. Le coefficient de rétrécissement des engrenages est estimé à l'avance, puis le moule d'injection est fabriqué et le premier lot d'engrenages est traité. Ensuite, le profil de dent en développante des échantillons d'engrenages est mesuré avec précision pour déterminer le taux de retrait de chaque pièce, puis une nouvelle cavité de moule est réalisée en fonction du taux de retrait mesuré. Enfin, des engrenages d'injection avec une précision géométrique qualifiée peuvent être obtenus. Ce n'est qu'en détectant le profil de la dent que le retrait de la développante peut être déterminé avec précision. Grâce à la détection de roulement des engrenages, nous pouvons connaître certaines conditions de retrait irrégulier des engrenages, mais parfois cela peut conduire à des erreurs.
Parfois, des matériaux de remplissage en verre peuvent être utilisés pour fabriquer des engrenages d'injection. Du fait que le taux de retrait de ce matériau est très faible, le phénomène de retrait n'est plus un problème dans la conception de moulage par injection. Cependant, cette méthode peut également entraîner de nouveaux problèmes. Les résines techniques qui ne sont pas remplies de verre, comme le nylon et l'acétal, peuvent produire des formes très précises par moulage par injection malgré le retrait. Cependant, le matériau de remplissage en verre produira un joint de recouvrement à la jonction devant le flux d'injection, ce qui provoquera la déformation de surface des dents de l'engrenage et produira des points faibles locaux sur l'engrenage. D'une manière générale, les engrenages remplis de verre sont plus susceptibles de s'user pendant leur durée de vie que les engrenages équivalents sans verre. Les matériaux de remplissage ne sont généralement utilisés que pour des besoins spéciaux, par exemple lorsque les engrenages en surpoids deviennent un problème.
Processus de moulage par injection d'engrenages
Différents procédés de moulage par injection et machines de moulage par injection sont différents. Le processus de moulage par injection d'engrenages nécessite une précision et une répétabilité élevées. D'une manière générale, les engrenages de haute précision doivent être fabriqués avec une nouvelle résine. Cependant, même si la nouvelle résine est utilisée, le matériau doit avoir une bonne siccité, sa température de fusion doit être contrôlée avec précision et reproductible, et la pression d'injection doit également être contrôlée avec précision. La coordination entre l'équipement de moulage par injection et le contrôle du processus de moulage par injection doit également être considérée.
Lorsque le moulage par injection est effectué à haute température et haute pression, l'air dans la cavité du moule doit être remplacé par du plastique fondu. Par conséquent, il est nécessaire de mettre en place un orifice d'échappement qui permet à l'air d'être évacué sans que la résine ne s'écoule. Si l'orifice d'échappement est trop petit et que le gaz n'est pas évacué en douceur, cela peut provoquer une combustion; Si l'évent est trop grand, le plastique fondu s'écoulera et formera un flash sur les pièces.
Il est suggéré aux utilisateurs d'engrenages d'injection de visiter l'usine de traitement d'engrenages d'injection avant de signer le contrat. Une étude générale de l'équipement de moulage par injection, de la propreté, des capacités d'inspection et du personnel de l'usine aidera à évaluer correctement si l'usine a la capacité potentielle de traiter et de contrôler avec succès le moulage par injection. Par exemple, il est difficile de fabriquer des engrenages d'injection de précision dans un environnement sans contrôle de température. Il est extrêmement difficile de traiter des engrenages d'injection de précision à 90% d'humidité et à 100 degrés Fahrenheit.
Test des engrenages de moulage par injection
Au fil des ans, la technologie de détection des engrenages a été continuellement améliorée pour mesurer avec précision la plupart des erreurs de coupe d'engrenages. La mesure par balayage du profil de la dent en développante ne détecte généralement que quelques dents dans un cercle. Les engrenages métalliques sont usinés sur des machines à engrenages telles que le taillage et le rainurage, et le profil de dent de chaque dent est fondamentalement le même. Cependant, les engrenages moulés par injection peuvent avoir de grandes erreurs individuelles à une certaine position sur n'importe quelle surface de dent de l'engrenage. De plus, le processus de moulage par injection peut introduire de nombreux types d'erreurs par rapport à l'usinage traditionnel.
Comme tout engrenage d'injection doit rétrécir, le profil de dent en développante est un profil de dent cible et non une valeur donnée. Que le pas de diamètre, le module, le pas de base, l'angle de pression ou tout autre paramètre de développante soient utilisés pour contrôler la géométrie de l'engrenage, ces paramètres sont des variables pour les pièces usinées réelles. Pour ces paramètres variés, il est nécessaire de fixer des tolérances pratiques.
La seule façon de déterminer la taille de l'engrenage moulé par injection est de scanner et de mesurer le profil de la dent en développante et de déterminer la taille réelle de la géométrie physique de l'engrenage. Cependant, il peut y avoir les situations suivantes: la taille de l'engrenage moulé par injection a complètement dépassé les exigences de tolérance, mais les résultats des tests complets de roulement sont toujours qualifiés. Par exemple, le résultat du test de profil de dent d'un engrenage, son cercle de base en développante s'est éloigné de la valeur spécifiée. L'engrenage testé a 64 dents, et l'engrenage de mesure utilisé a également 64 dents. Lors de la détection de roulement, de nombreuses dents sont engagées en même temps et il n'y a presque pas de déviation complète d'une dent dans les résultats de mesure. Bien que cet engrenage ait l'air grand, son cercle de base est très petit. Parce que l'épaisseur des dents de l'engrenage est amincie, de bons indices techniques peuvent être obtenus dans la détection de roulement. Une fois que ces pièces d'engrenage moulées par injection sont fournies aux utilisateurs, elles échoueront immédiatement lors de l'engagement avec des engrenages métalliques de taille correcte.
Afin d'éviter ce type d'erreur, il est nécessaire de formuler des spécifications techniques pour les variables dimensionnelles de chaque engrenage marquées d'une tolérance.
Paramètres techniques suggérés de l'engrenage d'injection
Dans le système AGMA, les paramètres géométriques du cercle de base des engrenages sont utilisés comme paramètres de contrôle de base. Les paramètres d'engrenage indirects, tels que le pas de diamètre et l'angle de pression, sont utilisés comme données de travail, qui sont utilisées comme référence dans l'analyse traditionnelle.
L'inspection du roulement des engrenages peut être considérée comme la meilleure méthode pour garantir l'uniformité de la qualité des engrenages moulés par injection dans la production de masse. Il exprime non seulement l'erreur totale globale (TCE) ou l'erreur globale d'une dent (TTE) des engrenages, mais détermine également si la distance centrale réelle entre l'engrenage mesuré et l'engrenage mesuré se trouve dans la zone de tolérance positive et négative spécifiée. Cela fournit une méthode simple pour assurer la cohérence de la production quotidienne des engrenages d'injection. L'analyse statistique des résultats des tests de roulement d'un lot d'engrenages échantillons peut déterminer si la forme globale et la taille absolue des engrenages se trouvent dans la zone de tolérance. L'inspection au roulement ressemble plus à l'établissement d'une vérification de la qualification de l'inspection au roulement pour les engrenages d'injection, et il convient de s'assurer que les engrenages d'injection produits chaque jour satisfont à cette vérification.
La perspective de développement des engrenages à injection est assez optimiste. Les matériaux ont été considérablement améliorés et les machines de moulage par injection sont devenues de plus en plus sophistiquées. L'équipement d'essai a pu mesurer ces engrenages de moulage par injection uniques avec une grande précision. À l'avenir, on peut s'attendre à utiliser des engrenages d'injection au lieu d'engrenages métalliques dans les applications de transmission de charge légère. Les fabricants recherchent des endroits et des domaines où les engrenages métalliques ne peuvent pas être utilisés, mais où les engrenages en plastique peuvent être utilisés.
Pour entrer dans ces nouveaux champs d'application potentiels, chaque étape doit être correctement réalisée et tous les avantages des engrenages moulés par injection doivent être exploités. En conséquence, une nouvelle génération de produits de transmission de puissance avec d'excellentes performances sera développée.
