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据悉，在齿轮行业，基于模具生产的齿轮所占的比例不到5％。然而，在机械工业快速发展以及材料研究成果凸现的形势下，作为运动和动力的传递者的齿轮，扮演着越来越重要的角色，在不久的将来，采用模具生产的齿轮将在整个齿轮产业中所占的比例有望上升到10％以上。这是记者日前在“2006中国齿轮专业协会（上海）年会”上获得的重要信息。在这一信息的启示下，深入剖析齿轮模具行业，有了现实而重要的意义。
在本届“中国齿轮专业协会年会”举办伊始，协会首先成立了“小模数齿轮专业委员会”，这为深化研究齿轮尤其是小齿轮构建了交流平台，同时也开启了齿轮模具尤其是塑料小齿轮模具的研究平台。
用模具加工齿轮是齿轮生产的重要途径。整个齿轮模具行业的现状是怎样的？齿轮模具的加工生产有无统一的规范与标准？零部件产业的发展以及汽车产业的带动，对齿轮模具有无总体要求？面对齿轮模具的发展，专业协会、研究机构及相关政府部门该有何作为？带着这些关乎齿轮模具发展的问题，本刊记者有幸以“齿轮模具的发展”为主题采访了北京工业大学教授、中国齿轮专业协会副秘书长石照耀博士。
齿轮模具状况 喜忧参半
齿轮模具的应用范围大致可分为三个方面：塑料齿轮用模具、粉末冶金齿轮用模具和精锻锥齿轮用模具。其中，塑料齿轮用模具的需求量比较大。
石照耀教授说：“齿轮的主要用处有两个，一个是传递运动，另一个是传递动力。目前国内塑料齿轮主要被用来传递运动，而美国现在在传递动力的选择上，也越来越多地采用塑料齿轮。这是因为，塑料齿轮有很多优点，比如传动噪声低、能够吸振、自润滑等等，而且塑料齿轮可以开模加工，生产效率高。应该说，塑料齿轮在齿轮行业的应用会越来越多，不仅传递运动，还要传递动力，越来越多的行业会用到它，这是一个世界性趋势。此外，由于汽车工业的发展，用于后桥的精锻直齿锥齿轮的需求量也越来越大。”
石教授表示，目前中低档的齿轮模具在国内都能生产，高档的齿轮模具多依靠进口。有意思的是，国内专门做齿轮模具的工厂不多，大都由齿轮厂自己做齿轮模具，齿轮厂往往设一个工段或一个车间来承担这项工作。在精锻锥齿轮方面，株齿、江苏飞船、太平洋精锻等企业制造的锥齿轮模具在齿轮模具行业里是比较好的，其精锻锥齿轮的质量也较高。在塑料齿轮方面，总体来说，塑料齿轮及其模具主要分布在两个区域，一是浙江宁波，这里有340多家塑料齿轮厂，也是我国最大的塑料齿轮模具生产基地；另一个就是深圳宝安，以港资企业为主，产品精度较高，主要用来外销。
纵观我国齿轮模具现状，可谓喜忧参半。喜的是齿轮模具生产已有一定基础，且塑料齿轮发展的大趋势会给齿轮模具带来更大的市场空间；忧的是国内生产齿轮模具的水平与世界先进水平还有一段距离，而且在齿轮行业尤其是塑料齿轮行业大发展的趋势下，国内对市场变化的反应不够敏锐，配套研究难以跟上市场需求。
行业问题凸显 呼唤标准
目前国内齿轮模具还处于初级阶段，一般都是中小模数的塑料齿轮使用模具进行加工，但因为塑料齿轮加工过程中会出现变形与收缩，而收缩之后的精度变化规律，目前国内的研究还不深入，这是制约塑料齿轮模具发展的重要原因。
模具是齿轮注塑加工中最关键的部分。齿轮是较为精密的零件，一点小小的偏差可能会影响整个齿轮的性能。塑料齿轮模具看起来简单，其实是最复杂的，比如齿轮模数、螺旋角大小、孔位的确定等因素都影响齿轮模具的设计。“精度问题、寿命问题是齿轮模具研究的重中之重，目前国内在这方面做的还非常有限。最近几年参观一些齿轮厂时，看到齿轮模具出现的问题超乎想象。”石教授忧心忡忡地说。
考察我国齿轮模具的现状，不难看出，齿轮模具的加工生产尚处于自发状态。目前，齿轮模具的加工既没有国家标准，也没有现成的行业标准，特别是在塑料齿轮模具方面，缺少标准是制约齿轮行业发展的大问题。石教授认为，目前最重要的是要把标准建立起来，行业协会责无旁贷。本届年会成立了“小模数齿轮工作委员会”，就是为了集中探讨并解决小模数齿轮生产中存在的问题。如今，世界上最先进最完备的齿轮模具标准当数美国，中国齿轮模具应该借鉴美国的标准，并根据发展的需要，逐步建立起自己的行业标准和国家标准。具体来说，就是要把一些做的较好的企业的厂标进行提升，结合国外的先进标准，变成我国的行业标准。这样通过标准来规范市场，将能较好地促进行业发展。
如今，国内的标准体制在发生改变。以前有国家标准、地方标准、行业标准、企业标准等多个层次，今后将只有企业标准、协会标准、国家标准三级。而从标准的实质来讲，应该分为技术标准和产品标准两种，技术标准是一种较为公开的标准，而产品标准做起来却很困难，要考虑齿轮模具的实验标准、精度标准、试验装置的标准等多个方面。所以，标准的制订非一日之功，它必须建立在行业扩大、经济实力雄厚的基础之上，条件成熟之时，将是标准出台之日。
在全国模具标准化技术委员会下面，尚没有专门针对齿轮模具的标准。这是因为对于模具标准研究者来说，他们关心的大都是模具的状况，而齿轮并非他们的关注重点。齿轮研究者与模具研究者属于两个学科系统，这给相关标准的制订带来一定难度，所以考虑行业协会之间的合作也是制订齿轮模具标准的有效途径之一。
此外，除了齿轮模具行业标准之外，齿轮专业协会还可以制订采购标准，进而通过市场操作，进一步提升整个行业的技术水平。
行业内部发展 攸关重要
模具加工出来的齿轮与金属加工出来的齿轮，其精度是不一样的，其应用领域也是不一样的。金属加工出来的齿轮精度相对较高，而模具加工出来的齿轮目前用在精度要求不高的产品上较多，如玩具等等。但电子产品与汽车工业的发展，以及材料研究的带动，齿轮生产已经向塑料齿轮模具伸出橄榄枝。“从目前全行业齿轮产值来看，采用模具生产的齿轮所占的比例不足5％，但以后会上升到10％以上。十几年来，美国齿轮行业的一个最大变化就是塑料齿轮的应用越来越广泛，这个趋势也会在中国体现。”石教授对齿轮模具的未来发展充满信心。
石教授说：“中国齿轮行业由三部分组成：工业齿轮、车辆齿轮和齿轮装备。去年我国齿轮行业的年产值是590亿，其中，车辆齿轮所占比例高达三分之二。汽车工业的带动是齿轮模具发展的重要支撑。但深入分析之后，可以看出，外力不是最重要的，塑料齿轮模具的发展其实最终取决于塑料齿轮内在的发展。”当前，塑料材质自身的发展和塑料工艺的发展，极大地促进着塑料齿轮模具的发展。塑料的材质越来越好，寿命更长、抗老化性能好，专用塑料齿轮材料开始出现，这些都使塑料齿轮的应用范围更加广泛，而且塑料齿轮比较便宜，还可以传递动力，塑料工艺的发展，使塑料齿轮的理论研究和使用经验都更加丰富。所以，塑料齿轮内在的发展将成为它替代金属齿轮的源泉之所在。
基于此，如何加快研究塑料的收缩变形规律及其工艺条件是齿轮模具发展的当务之急。
相关研究机构 任重道远
石教授认为，从整个行业来讲，齿轮模具的声音很小，而且处于自发状态，而相关行业协会的成立正是基于这个原因。而成立协会仅仅是第一步，接下来就要对行业里的一些基本数据进行统计分析，制订规范，并依实际情况做出规划，把行业的呼声反映给相关部门，促进国家相关产业政策的调整。在确定与其它国家进行自由贸易的关税方面，国家要区分哪些是因缺乏竞争力而需要进行特别保护的，哪些是有很强竞争力不需要刻意保护的。比如，精密齿轮模具不是我们的强项，国家有必要将进口的关税提高，从而保护国内精密齿轮模具行业的发展。而行业协会要做的恰是建立这样的技术标准和评判体系。如此，将能大大促进齿轮模具行业的发展。
石教授强调说，“齿轮模具，尤其是塑料齿轮模具的研究目前还存在一定困难，其中最突出的问题是：模具从业者不懂齿轮，齿轮从业者又不懂模具，两者之间缺乏有效的沟通，专业背景知识的鸿沟是齿轮模具行业发展的桎梏。”以前，往往是搞材料学的把齿轮模具当作材料的一种应用来研究，或者是搞模具的把齿轮当作一个小的方向加以探讨。不像其它零部件行业单由一个部级单位来主管，齿轮行业曾有七部八局共管，机械部、航天部、电子部等各部门下面都有齿轮厂，而机械部下面还有机床局、仪表局等八个局与齿轮相关。如今，这些部局都已撤销，对于行业协会来说，这倒能更自如的通过市场运作整合相关资源，从而为制订统一的标准铺路。
目前国内齿轮模具的研究没有专门的机构。除大连理工、华南理工等几所大学在研究齿轮模具之外，如今已没有专门的研究所在做这项工作。“总之，集中齿轮行业以及一些大学研究机构的力量，做些工艺装备、塑料内在变形规律等方面的集成研究及合作，成为齿轮人的责任。”石教授说。
总体来讲，齿轮模具的发展与以下两个方面密切相关。一是加大数控机床技术在齿轮模具加工方面的应用，二是加大塑料齿轮本身的变形规律、工艺条件的研究。其中，塑料齿轮本身的变形规律、工艺条件的研究是一项复杂的工作，制约因素很多，而且经验的成分较重。在这方面日本的塑料模具加工给我们提供了借鉴，他们对于原材料的甄别与把关很严格，在加工设备的精度保护以及工作环境温度控制方面做的也比较好。
齿轮行业的大发展，使齿轮模具面临重要发展机遇，加快齿轮模具研究步伐，这是市场的呼唤。 | 
