“從上世紀70年代各地從事注射成型塑料齒輪的生產(chǎn)制造起，到現(xiàn)在幾十年了，我國一直都沒有相關(guān)的精度標準。對從業(yè)人員來說，其中的酸甜苦辣真的是不言而喻。”北京工業(yè)大學科發(fā)院常務副院長、教育部長江學者特聘教授石照耀不止一次地對中國工業(yè)報記者感慨道。

這種尷尬，讓這位為中國在國際齒輪標準制訂上贏得話語權(quán)的教授深為遺憾：盡管應用廣泛，前景很好，我國注射成型塑料齒輪行業(yè)也已頗具規(guī)模，但標準上的空白，正嚴重制約著行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新。

“特別是目前塑料齒輪模數(shù)較小、精度較低，且與發(fā)達國家的制造水平還存在較大差距，這些導致我國仍需從國外進口大量中高檔塑料齒輪的被動局面。”石照耀說。

但令人高興的是，這一問題即將得到解決。經(jīng)過三年多的籌備，在全國齒輪標準化技術(shù)委員會的支持下，石照耀牽頭聯(lián)合國內(nèi)骨干企業(yè)，于日前在北京成立了《注射成型塑料齒輪精度》國家標準制訂工作組，并落實了標準的起草分工。

而這一步從零到一的跨越，將填補我國塑料齒輪行業(yè)精度標準幾十年的空白。“但這也只是開始，接下來，我們還將制定塑料齒輪的強度標準等，希望通過一系列的標準制定，振興我國的塑料齒輪行業(yè)，大幅提高行業(yè)的質(zhì)量意識，提高企業(yè)的競爭力和經(jīng)濟效益，以及塑料齒輪行業(yè)在國際上的話語權(quán)。”該工作組技術(shù)顧問、教授級高級工程師歐陽志喜表示。

標準空白塑齒行業(yè)瓶頸難破

自從1935年纖維尼龍研制成功以來，高分子合成材料工業(yè)迅速發(fā)展，一種新型材料被應用在齒輪上，形成了塑料齒輪。

與金屬齒輪相比，塑料齒輪具有重量輕、慣性小、噪聲低、自潤滑等優(yōu)點。其制品采用開模加工，生產(chǎn)效率高且成本低，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已廣泛應用于汽車電裝、家用電器、辦公用品、工藝品等各種行業(yè)領(lǐng)域。

特別是近20年來，隨著高強度、高耐磨等高性能的工程塑料研發(fā)改性成功，塑料齒輪的發(fā)展應用進一步拓寬，它們推動齒輪朝著承受更高負荷、傳送更大動力的方向發(fā)展，在汽車等領(lǐng)域應用的塑料齒輪更有著“以塑代鋼”的成功案例?？梢哉f塑料齒輪的迅速發(fā)展是世界性趨勢。

比如深圳海翔銘開發(fā)生產(chǎn)的塑齒產(chǎn)品，除了滿足國內(nèi)重要用戶外，還已在多個著名國際汽車品牌的車型上獲得使用，經(jīng)濟效益顯著。

“但從整體來看，我國的塑料齒輪仍處于中、低檔水平，高檔產(chǎn)品仍需從國外進口，特別是在我國塑齒發(fā)源地寧波，許多塑齒生產(chǎn)廠家的人才、技術(shù)和設(shè)備沒能與時俱進，大多數(shù)廠家只能生產(chǎn)幾分錢一個的塑齒低端產(chǎn)品，經(jīng)濟效益低下且難以為繼。”歐陽志喜告訴中國工業(yè)報記者。

而這與幾十年來，我國塑料齒輪行業(yè)一直都沒有相關(guān)的精度標準密切相關(guān)。

中國工業(yè)報記者獲悉，國內(nèi)生產(chǎn)的塑齒，其精度檢測標準長期都是沿用金屬齒輪標準的一套理論和精度等級來進行評定，但實際上，在設(shè)計要求、制造方法、應用場所等方面，塑料齒輪都與金屬齒輪存在較大的差異，也因此，塑料齒輪的發(fā)展一直都深受瓶頸制約。

“想要突破這一困境，就需要從齒輪產(chǎn)品設(shè)計、塑性材料研發(fā)、注塑模具設(shè)計制造、新型注塑設(shè)備與新的注塑工藝研究和齒輪檢測與實驗等多方面著手研究，而這些問題的解決都離不開標準化體系的建立。”石照耀強調(diào)說。

適合國情塑齒標應有可操作性

“首要任務便是制定一部適合我國國情的塑料齒輪標準，既具有中國特色，又具有可操作。”歐陽志喜表示。

2008～2011年，他和石照耀為化學工業(yè)出版社特邀撰寫《塑料齒輪設(shè)計與制造》書稿期間，獲得了日本JISB1702-3：2008《有關(guān)注塑成型塑料齒輪齒面誤差、雙齒面嚙合誤差的定義及其精度容許值》標準———這是全球出現(xiàn)的第一份有關(guān)塑齒的精度標準，并對該日標的內(nèi)容和特點有比較詳細的了解。

那么，究竟該如何搭建我國自己的塑料齒輪精度標準架構(gòu)？對此，歐陽志喜認為，塑料齒輪自身精度標準的制訂存在相當?shù)膹碗s性，可以參考日本塑齒標JISB1702-3的做法，即塑齒標應以有關(guān)金屬圓柱齒輪國家標準為基準，以注射成型圓柱塑料齒輪的性能、制造方法以及特征作為考察對象，來制定我國自己的塑齒標。

塑料齒輪與金屬齒輪的最大差別，就在于齒輪材質(zhì)和制齒工藝不同。由于在機械性能和熱脹冷縮等物理性能上有較大不同，導致塑料齒輪的誤差特性與金屬齒輪有所不同。鑒于此，歐陽志喜表示，對于塑料齒輪來說，采用徑向綜合測量儀（俗稱雙嚙儀）檢測“檢測半徑”，最能反應齒輪的綜合精度。

但在我國塑齒行業(yè)中，長期以來，利用徑向綜合測量控制齒輪質(zhì)量的方法并沒有得到有效推廣和執(zhí)行。他認為原因有二：一是國產(chǎn)雙嚙儀軟件尚有待開發(fā)檢測“檢測半徑”的功能；二是國內(nèi)配套測量齒輪不暢通。“建議對國產(chǎn)雙嚙儀是否存在檢測的不穩(wěn)定性進行專項論證與攻關(guān)；建議落實國產(chǎn)測量齒輪進行定點生產(chǎn)單位，國產(chǎn)測量齒輪應該堅持價格優(yōu)惠、保質(zhì)保量。”歐陽志喜表示。

此外，對微小塑齒的誤差，日本塑齒標中沒有涉及到應采用何種方法和儀器檢測等。眾所周知，由于模數(shù)特小、齒寬小，微小模數(shù)塑齒既不適合采用齒輪測量中心，也不適合采用雙嚙儀檢測。鑒于近年來帶激光掃描檢測的影像儀已趨成熟，歐陽志喜認為，作為微型塑齒的檢測手段，影像儀取代傳統(tǒng)的光學投影儀勢在必行。

至于塑料齒輪的強度與壽命試驗，由于日標也沒有涉及，他建議塑齒標對這個問題有所建樹，即對塑齒的強度與壽命試驗的模式進行規(guī)范化和標準化，爭取有所突破。