雙聯(lián)塑料齒輪注射模的設(shè)計(jì)與制造

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1、雙聯(lián)塑料齒輪注射模的設(shè)計(jì)與制造 摘要：分析了雙聯(lián)塑料齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成型工藝性， 闡述了四 個(gè)分型面的設(shè)計(jì)依據(jù)和模具的工作過程。 以及為了保證塑件的精 度、在齒輪型腔制造上所采取的工藝方法 。 1.引言 塑料齒輪由于噪音低、慣性小、耐腐蝕、成形工藝好、成本 低、具有自滑潤(rùn)性能，所以廣泛應(yīng)用于儀器儀表和各種家用電器 中的機(jī)械傳動(dòng)中。如圖1所示為某電器設(shè)備中的一種雙聯(lián)塑料齒 輪，其中小齒輪為斜齒，法面模數(shù) 0.4，螺旋角18.4 °大齒輪 為直齒，模數(shù)0.4，齒輪精度較高，生產(chǎn)批量較大，為提高生產(chǎn) 效率，可采用一模多腔注射成型。 田1取聯(lián)也斡杷 2. 零件工藝性分析

2、 腔中注射成型。如果大輪作為分型面朝上，小齒輪向下，而在脫 模時(shí)整個(gè)型腔需旋轉(zhuǎn)， 這時(shí)推出機(jī)構(gòu)全部要旋轉(zhuǎn)推出， 推出機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)比較困難， 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不允許。 采用小齒輪朝上大齒 輪朝下，分型面取在大小齒輪相接的面上，就可以使推出順利， 模具結(jié)構(gòu)也可行，只是大、小齒輪的型腔分別設(shè)置在動(dòng)、定模兩 個(gè)部分， 為了確保兩齒輪分度圓同軸度， 在動(dòng)定模合模時(shí)應(yīng)采取 一定的定位措施。 2) 該零件的材料為POM,其成形收縮率為1.5?3%。塑 件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上為了保證斜齒輪輪齒精度， 輪緣內(nèi)孔上沒有設(shè)置 加強(qiáng)肋， 在孔的輪轂上設(shè)置了 6 條加強(qiáng)肋。 因聚甲醛成型收縮率 大，熱穩(wěn)定性差，加工溫度范圍窄

3、，所以注射速度要快，注射壓 力不宜過高， 宜采用多點(diǎn)進(jìn)料加快充型速度， 以便獲得輪廓清晰 的齒形，同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)型腔的排氣。 3) 成形后斜齒輪的脫模是利用開模力來驅(qū)動(dòng)斜齒輪型腔 “旋轉(zhuǎn)”來實(shí)現(xiàn)的，斜齒輪的脫模阻力過大會(huì)造成塑件變形，將直 接影響齒輪螺旋角精度， 因此在型腔旋轉(zhuǎn)塑件脫模之前， 斜齒輪 和輪轂中的環(huán)型芯應(yīng)先行脫出， 環(huán)型芯和型腔間隙要合適， 兩者 之間不能摩擦而增加阻力。 所以斜齒輪型腔的旋轉(zhuǎn)精度與減小齒 輪的脫模阻力是保證斜齒輪成形精度的關(guān)鍵。 3. 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4) 根據(jù)以上的分析和塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 模具結(jié)構(gòu)定為一模 兩腔，塑料熔體進(jìn)入型腔的分流道采用六等分的點(diǎn)澆

4、口形式 (如 圖 1 所示)，點(diǎn)澆口的進(jìn)料位置設(shè)置在六條加強(qiáng)肋的半圓中心， 點(diǎn)澆口拉斷后不需修整， 有利于自動(dòng)化生產(chǎn)， 在分流道轉(zhuǎn)折處的 外側(cè)設(shè)置六根拉料桿 (減小塑料熔體的流動(dòng)阻力) 在此設(shè)置一個(gè) 分型面A-A,便于流道凝料拉出，分型距離比較長(zhǎng)，由定距螺 釘?shù)拈L(zhǎng)度來保證。 5) 斜齒輪輪緣內(nèi)有一個(gè)環(huán)型芯， 在結(jié)構(gòu)上把環(huán)型芯和分流 道鑲件做成一個(gè)整體， 在斜齒輪型腔旋轉(zhuǎn)脫模之前， 環(huán)型芯應(yīng)先 行脫出，因此在此處應(yīng)設(shè)置一個(gè)分型面 B-B,分型距離以保證 環(huán)型芯和旋轉(zhuǎn)型腔不脫離，其距離由定距螺釘長(zhǎng)度控制。 6) 點(diǎn)澆口拉斷后分流道凝料緊緊地箍在拉料桿上， 主流道 凝料也卡在主流套內(nèi)， 為使?jié)?/p>

5、注系統(tǒng)凝料從定模中拉出， 在此處 還應(yīng)設(shè)置一個(gè)分型面 D — D，并加一塊推凝料板。 7) 斜齒輪齒寬并不大， 為了減小模具高度尺寸及流道長(zhǎng)度， 斜齒輪型腔高度尺寸應(yīng)小一點(diǎn)， 為使型腔旋轉(zhuǎn)靈活而具有一定的 徑向精度， 徑向定位采用一個(gè)向心推力球軸承即可， 軸向定位采 用一塊環(huán)形壓板即可，如圖 2 中所示 8) 為了便于模具的制造和零部件的加工、更換、維修，動(dòng) 定模各部分都設(shè)計(jì)成鑲拼的結(jié)構(gòu)形式。 9) 塑件中心孔是這個(gè)齒輪的軸孔， 要求孔的尺寸和形位精 度較高，因此©5型芯不放脫模斜度，注射成型后由于塑件把軸 包得很緊， 因此推出時(shí)為使塑件受力均勻而不產(chǎn)生過大應(yīng)力， 在 齒輪

6、輻板上考慮設(shè)置兩圈推桿，中心采用推管的綜合推出機(jī)構(gòu)。 10) 為保證動(dòng)定模的合模精度，在 C－C 分型面合模時(shí)， 除采用兩根導(dǎo)柱(圖中未示)作初定位外，還應(yīng)采用兩根錐形導(dǎo) 柱作精定位。 同時(shí)為了保證雙聯(lián)齒輪的同軸度， 軸孔的成形型芯 必須與定模的對(duì)應(yīng)部位型孔對(duì)插。 g Kf if* IM MMU** UMMf 14U »L&t UM i]JW< HtMWtm」皆MM iMiMff 叢 XOIC 】MH UUII 4. 模具工作過程 注射機(jī)開模，在一組彈簧11的作用下，A-A分型面首先分 型，這時(shí)塑件上六個(gè)點(diǎn)澆口在開模力的作用下同時(shí)拉斷， 各分流 道

7、凝料從分流道鑲件15中拉出；繼續(xù)開模在定距螺釘18的作用 下，B-B分型面分型（這時(shí)還不可能使 C- C分型面分型，因?yàn)?齒輪對(duì)動(dòng)模型芯2和凸模6的包緊力和型腔對(duì)直齒輪的粘附力遠(yuǎn) 大于斜齒輪的脫模力，而斜齒輪在環(huán)型芯的制約下不可能旋轉(zhuǎn)， D-D分型面也不可能分開，六根帶錐的拉料力遠(yuǎn)大于環(huán)型芯的 脫模力）；開模一定距離，環(huán)型芯脫離了輪轂，中間板在定距螺 釘19的作用下停止移動(dòng)；繼續(xù)開模 C- C分型面分型，斜齒輪 型腔旋轉(zhuǎn)，斜齒輪脫出；繼續(xù)開模，在動(dòng)模鏈條牽引下， D-D 分型面分型，澆注系統(tǒng)凝料從主流道中拉出，從拉料桿上打下， 凝料自動(dòng)墜落；定模部分三塊可移動(dòng)的板由限位導(dǎo)柱 12 限位，

8、并防止模板滑落。最后注塑機(jī)推出系統(tǒng)動(dòng)作，推管、、推桿（兩 圈共 18 根）同時(shí)作用把塑件推出， 推出零件對(duì)塑件作用面積大， 應(yīng)力小，這樣在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是能夠保證塑件的精度。 5. 齒輪型腔的制造 一副齒輪注射模能否高效優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)塑件， 除了在模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)上考慮得周密、 細(xì)致和合理外， 還有更重要的一點(diǎn)就是型腔 的制造精度， 由于塑料注射成型的收縮特性， 在加工型腔內(nèi)齒輪 時(shí)，應(yīng)加上一定的收縮量，所以型腔是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)齒圈，因 此齒輪型腔的制造是模具制造的關(guān)鍵。 目前齒輪加工的方法有電 鑄、擠壓、電火花、慢走絲線切割、磨料流擠壓拋光、電拋光等 考慮到模具的耐用度、 拋光性和生產(chǎn)成本， 本模具的型腔加 工先后采用兩種加工工藝方法，直齒輪型腔采用慢走絲線切割 后，再經(jīng)磨料流擠壓拋光；斜齒輪型腔粗、精加工都是采用電火 花成形， 也是經(jīng)磨料流擠壓拋光。 就目前來看磨料流擠壓拋光是 復(fù)雜型腔拋光的新工藝，應(yīng)該是一種最有效的方法。 總之，塑料齒輪注射模的設(shè)計(jì)與制造綜合了齒輪加工， 精密 因此要獲得質(zhì)量 修模和再試模這 在以后的齒輪 模具制造與塑料注射成型工藝等多方面的技術(shù)， 合乎要求的塑料制品，模具需要經(jīng)過反復(fù)試模、 一過程。通過穩(wěn)定成形工藝，逐步積累制造經(jīng)驗(yàn), 模具類加工中，就會(huì)大大加快設(shè)計(jì)和制模的速度。