Comparado com engrenagens usinadas,moldada por injecçãoas engrenagens têm pouco em comum, exceto que usam a conjugação involuta para transmitir o movimento. Existem diferenças essenciais entre essas duas engrenagens. Engrenagem de usinagem é cortar e usinar no tamanho especificado em uma máquina de engrenagem especial projetada para uma tarefa de usinagem específica; Engrenagens moldadas por injeção são moldadas por injeção em cavidades de engrenagem, que geralmente são usinadas por máquinas de usinagem de descarga elétrica (EDMs) com corte de fio. O tamanho da cavidade da engrenagem de injeção pode garantir que a engrenagem de injeção que é resfriada e contraída após a moldagem por injeção tenha a tolerância dimensional correta. Milhões de engrenagens de injeção podem ser processadas com uma cavidade de molde.
A tarefa do fabricante de corte de engrenagens é cortar cada engrenagem de acordo com os requisitos de tolerância. No entanto, a tarefa enfrentada pelos fabricantes de engrenagens de injeção é fazer uma cavidade de engrenagem quase perfeita e, em seguida, usar essa cavidade para processar todas as engrenagens que atendam aos requisitos de tolerância. Essa diferença aparentemente pequena, mas significativa, levou a muitas outras mudanças. Essa diferença foi formada quando as engrenagens moldadas por injeção foram usadas no Once decide.
Projeto de Engrenagem de Moldagem por Injeção
Não há dúvida de que a engrenagem de injeção deve ser formada na cavidade do molde. Esse fato gerou consequências importantes. É difícil para a cavidade do molde de injeção e as peças do eixo dentro dela ter a tolerância precisa fornecida pelo mecanismo de transmissão mecânica. A cavidade e a engrenagem podem encolher ou expandir em taxas diferentes com a mudança de umidade e temperatura. Com diferentes condições locais, a resistência, dureza e até mesmo a eficiência de transmissão das engrenagens moldadas por injeção mudarão. Sob a condição de carga, a temperatura da superfície do dente aumentará, o que afetará as características do plástico. Por causa dessas variáveis e outros fatores, é necessário customizar os dentes da engrenagem.
A vantagem do projeto da engrenagem de injeção se reflete em sua aplicação. A maioria das engrenagens de injeção são únicas. Uma engrenagem pode ser projetada com precisão para completar sua função designada somente quando se engrena com outra engrenagem equivalente. Além disso, o projeto e a fabricação ideais das engrenagens de injeção dificilmente precisam considerar os fatores da ferramenta.
A precisão da cavidade da matriz fabricada pela WEDM depende da precisão do CAD. A tolerância da cavidade da engrenagem pode atingir o nível de mícrons. Na verdade, a placa tradicional não é mais necessária, e o passo ou módulo do diâmetro não é mais um parâmetro técnico importante. O círculo de base envolvente torna-se uma variável importante. O ângulo de pressão pode ser ajustado de forma analógica para equilibrar a relação entre força e altura quando os dentes da engrenagem engrenam. Comparado com o equipamento padrão, o equipamento de design personalizado foi muito melhorado em desempenho, silêncio e tolerância permitida.
Dispositivo de moldagem por injeção de engrenagem
Após o projeto da engrenagem da engrenagem e o ajuste da tolerância, a próxima etapa é fazer um dispositivo de moldagem por injeção. O dispositivo de moldagem por injeção de engrenagem deve ser preciso, com boa estabilidade térmica, luva e superfície deslizantes endurecidas, formato preciso da cavidade da engrenagem e design do molde de injeção de alta pressão. A própria cavidade da matriz da engrenagem deve ser especialmente projetada de acordo com o material da matriz selecionado.
Devido a muitos fatores, é impossível prever com precisão o encolhimento real das engrenagens moldadas por injeção em aplicações específicas. O fator mais importante é que o encolhimento da engrenagem de injeção na cavidade do molde não é isotrópico. O encolhimento do corpo da engrenagem pode ser próximo à previsão do fabricante' mas, como os dentes da engrenagem são circundados por aço, sua forma de resfriamento é diferente da forma de macro resfriamento do corpo da engrenagem maior.
Um método melhor para determinar a contração é o método de abordagem em duas etapas. O coeficiente de retração das engrenagens é estimado com antecedência e, em seguida, o molde de injeção é feito e o primeiro lote de engrenagens é processado. Em seguida, o perfil do dente envolvente de amostras de engrenagens é medido precisamente para determinar a taxa de encolhimento de cada peça e, em seguida, uma nova cavidade do molde é feita de acordo com a taxa de encolhimento medida. Finalmente, engrenagens de injeção com precisão geométrica qualificada podem ser obtidas. Somente detectando o perfil do dente, o encolhimento do involuto pode ser determinado com precisão. Por meio da detecção de rolamento das engrenagens, podemos saber algumas condições de encolhimento desigual das engrenagens, mas às vezes pode levar a erros.
Às vezes, materiais de enchimento de vidro podem ser usados para fabricar engrenagens de injeção. Como a taxa de contração desse material é muito baixa, o fenômeno de contração não é mais um problema no projeto de moldagem por injeção. No entanto, esse método também pode causar novos problemas. Resinas de engenharia que não são preenchidas com vidro, como náilon e acetal, podem produzir formatos muito precisos por moldagem por injeção, apesar do encolhimento. No entanto, o material de enchimento de vidro produzirá junta sobreposta na junção em frente ao fluxo de injeção, o que causará a deformação da superfície dos dentes da engrenagem e produzirá alguns pontos fracos locais na engrenagem. De modo geral, as engrenagens preenchidas com vidro têm maior probabilidade de sofrer desgaste durante sua vida útil do que engrenagens equivalentes sem vidro. Os materiais de enchimento são normalmente usados apenas para necessidades especiais, como quando engrenagens com excesso de peso se tornarem um problema.
Processo de moldagem por injeção de engrenagens
Vários processos de moldagem por injeção e máquinas de moldagem por injeção são diferentes. O processo de moldagem por injeção de engrenagens requer alta precisão e repetibilidade. De modo geral, as engrenagens de alta precisão precisam ser fabricadas com resina nova. No entanto, mesmo que a nova resina seja usada, o material deve ter secura adequada, sua temperatura de fusão deve ser controlada com precisão e repetibilidade, e a pressão de injeção também deve ser controlada com precisão. A coordenação entre o equipamento de moldagem por injeção e o controle do processo de moldagem por injeção também deve ser considerada.
Quando a moldagem por injeção é realizada em alta temperatura e alta pressão, o ar na cavidade do molde deve ser substituído por plástico fundido. Portanto, é necessário configurar uma porta de exaustão que permita que o ar seja descarregado sem que a resina saia. Se a porta de exaustão for muito pequena e o gás não for descarregado suavemente, pode causar combustão; Se a ventilação for muito grande, o plástico derretido fluirá para fora e formará um flash nas peças.
Sugere-se que os usuários de engrenagens de injeção visitem a fábrica de processamento de engrenagens de injeção antes de assinar o contrato. Uma pesquisa geral do equipamento de moldagem por injeção, limpeza, capacidade de inspeção e pessoal da fábrica ajudará a avaliar corretamente se a fábrica tem a capacidade potencial de processar e controlar com sucesso a moldagem por injeção. Por exemplo, é difícil fabricar engrenagens de injeção de precisão em um ambiente sem controle de temperatura. É extremamente difícil processar engrenagens de injeção de precisão a 90% de umidade e 100 graus Fahrenheit.
Teste de Engrenagem de Moldagem por Injeção
Ao longo dos anos, a tecnologia de detecção de engrenagem foi continuamente aprimorada para medir com precisão a maioria dos erros no corte de engrenagem. A medição de varredura do perfil evolvente do dente geralmente detecta apenas alguns dentes em um círculo. Engrenagens de metal são usinadas em máquinas de engrenagens, como fresamento e entalhe, e o perfil do dente de cada dente é basicamente o mesmo. No entanto, as engrenagens moldadas por injeção podem ter grandes erros individuais em uma determinada posição em qualquer superfície do dente da engrenagem. Além do mais, o processo de moldagem por injeção pode apresentar muitos tipos diferentes de erros na usinagem tradicional.
Como qualquer engrenagem de injeção deve encolher, o perfil do dente involuto é um perfil de dente alvo, não um valor dado. Se o passo do diâmetro, módulo, passo de base, ângulo de pressão ou quaisquer outros parâmetros envolventes são usados para controlar a geometria da engrenagem, esses parâmetros são variáveis para as peças usinadas reais. Para esses parâmetros variados, é necessário definir tolerâncias práticas.
A única maneira de determinar o tamanho da engrenagem moldada por injeção é digitalizar e medir o perfil do dente envolvente e determinar o tamanho real da geometria física da engrenagem. No entanto, pode haver as seguintes situações: o tamanho da engrenagem moldada por injeção excedeu completamente os requisitos de tolerância, mas os resultados do teste abrangente de rolamento ainda são qualificados. Por exemplo, o resultado do teste do perfil do dente de uma engrenagem, seu círculo de base envolvente se desviou muito do valor especificado. A engrenagem testada tem 64 dentes, e a engrenagem de medição usada também tem 64 dentes. Na detecção do rolamento, há muitos dentes engajados ao mesmo tempo e quase não há desvio abrangente de um dente nos resultados da medição. Embora essa engrenagem pareça grande, seu círculo básico é muito pequeno. Como a espessura do dente da engrenagem é mais fina, bons índices técnicos podem ser obtidos na detecção de laminação. Uma vez que essas peças de engrenagens moldadas por injeção são fornecidas aos usuários, elas irão falhar imediatamente ao engatar com engrenagens de metal de tamanho correto.
Para evitar este tipo de erro, é necessário formular especificações técnicas para as variáveis dimensionais de cada engrenagem marcada com tolerância.
Parâmetros técnicos sugeridos de engrenagem de injeção
No sistema AGMA, os parâmetros geométricos do círculo base das engrenagens são usados como os parâmetros básicos de controle. Parâmetros indiretos de engrenagem, como passo de diâmetro e ângulo de pressão, são usados como dados de trabalho, que são usados como referência na análise tradicional.
A inspeção do rolamento das engrenagens pode ser considerada o melhor método para garantir a consistência da qualidade das engrenagens moldadas por injeção na produção em massa. Ele não apenas expressa o erro total abrangente (TCE) ou o erro abrangente de um dente (TTE) das engrenagens, mas também determina se a distância central real entre a engrenagem medida e a engrenagem medida está dentro da zona de tolerância positiva e negativa especificada. Isso fornece um método simples para garantir a consistência da produção diária de engrenagens de injeção. A análise estatística dos resultados do teste de rolamento de um lote de engrenagens de amostra pode determinar se a forma geral e o tamanho absoluto das engrenagens estão dentro da zona de tolerância. A inspeção de rolamento é mais como estabelecer uma verificação de qualificação de inspeção de rolamento para engrenagens de injeção, e deve-se garantir que as engrenagens de injeção produzidas todos os dias atendam a essa verificação.
A perspectiva de desenvolvimento de engrenagens de injeção é bastante otimista. Os materiais foram muito melhorados e a maquinaria de moldagem por injeção tornou-se cada vez mais sofisticada. O equipamento de teste foi capaz de medir essas engrenagens de moldagem por injeção exclusivas com alta precisão. No futuro, pode-se esperar o uso de engrenagens de injeção em vez de engrenagens de metal em aplicações de transmissão de carga leve. Os fabricantes estão procurando lugares e campos onde engrenagens de metal não possam ser usadas, mas engrenagens de plástico podem ser usadas.
Para entrar nesses novos campos de aplicação em potencial, todas as etapas devem ser realizadas corretamente e todas as vantagens das engrenagens moldadas por injeção devem ser exploradas. Como resultado, uma nova geração de produtos de transmissão de energia com excelente desempenho será desenvolvida.
