双联塑料齿轮注射模的设计与制造

1、双联塑料齿轮注射模的设计与制造摘要：分析了双联塑料齿轮的结构特点和成型工艺性, 阐述了四 个分型面的设计依据和模具的工作过程. 以及为了保证塑件的精 度、在齿轮型腔制造上所采取的工艺方法 .1.引言塑料齿轮由于噪音低、惯性小、耐腐蚀、成形工艺好、本钱 低、具有自滑润性能,所以广泛应用于仪器仪表和各种家用电器 中的机械传动中.如图1所示为某电器设备中的一种双联塑料齿轮,其中小齿轮为斜齿,法面模数0.4,螺旋角18.4 °大齿轮为直齿,模数0.4,齿轮精度较高,生产批量较大,为提升生产 效率,可采用一模多腔注射成型.田1取联也斡杷2. 零件工艺性分析 腔中注射成型.如果大轮作为分型面朝上

2、,小齿轮向下,而在脱 模时整个型腔需旋转, 这时推出机构全部要旋转推出, 推出机构 的设计比拟困难, 模具结构设计上不允许. 采用小齿轮朝上大齿 轮朝下,分型面取在大小齿轮相接的面上,就可以使推出顺利, 模具结构也可行,只是大、小齿轮的型腔分别设置在动、定模两 个局部, 为了保证两齿轮分度圆同轴度, 在动定模合模时应采取 一定的定位举措.2) 该零件的材料为POM,其成形收缩率为1.53%.塑 件在结构设计上为了保证斜齿轮轮齿精度, 轮缘内孔上没有设置 增强肋, 在孔的轮毂上设置了 6 条增强肋. 因聚甲醛成型收缩率 大,热稳定性差,加工温度范围窄,所以注射速度要快,注射压 力不宜过高, 宜采

3、用多点进料加快充型速度, 以便获得轮廓清楚 的齿形,同时还应增强型腔的排气.3) 成形后斜齿轮的脱模是利用开模力来驱动斜齿轮型腔 “旋转来实现的,斜齿轮的脱模阻力过大会造成塑件变形,将直 接影响齿轮螺旋角精度, 因此在型腔旋转塑件脱模之前, 斜齿轮 和轮毂中的环型芯应先行脱出, 环型芯和型腔间隙要适宜, 两者 之间不能摩擦而增加阻力. 所以斜齿轮型腔的旋转精度与减小齿 轮的脱模阻力是保证斜齿轮成形精度的关键.3. 模具的结构设计4) 根据以上的分析和塑件的结构特点, 模具结构定为一模 两腔,塑料熔体进入型腔的分流道采用六等分的点浇口形式 (如 图 1 所示),点浇口的进料位置设置在六条增强肋的

4、半圆中央, 点浇口拉断后不需修整, 有利于自动化生产, 在分流道转折处的 外侧设置六根拉料杆 (减小塑料熔体的流动阻力) 在此设置一个 分型面A-A,便于流道凝料拉出,分型距离比拟长,由定距螺 钉的长度来保证.5) 斜齿轮轮缘内有一个环型芯, 在结构上把环型芯和分流 道镶件做成一个整体, 在斜齿轮型腔旋转脱模之前, 环型芯应先 行脱出,因此在此处应设置一个分型面 B-B,分型距离以保证 环型芯和旋转型腔不脱离,其距离由定距螺钉长度限制.6) 点浇口拉断后分流道凝料紧紧地箍在拉料杆上, 主流道 凝料也卡在主流套内, 为使浇注系统凝料从定模中拉出, 在此处 还应设置一个分型面 D D,并加一块推凝

5、料板.7) 斜齿轮齿宽并不大, 为了减小模具高度尺寸及流道长度, 斜齿轮型腔高度尺寸应小一点, 为使型腔旋转灵活而具有一定的 径向精度, 径向定位采用一个向心推力球轴承即可, 轴向定位采用一块环形压板即可,如图 2 中所示8) 为了便于模具的制造和零部件的加工、更换、维修,动 定模各局部都设计成镶拼的结构形式.9) 塑件中央孔是这个齿轮的轴孔, 要求孔的尺寸和形位精度较高,因此©5型芯不放脱模斜度,注射成型后由于塑件把轴 包得很紧, 因此推出时为使塑件受力均匀而不产生过大应力, 在 齿轮辐板上考虑设置两圈推杆,中央采用推管的综合推出机构.10) 为保证动定模的合模精度,在 CC 分型

6、面合模时, 除采用两根导柱(图中未示)作初定位外,还应采用两根锥形导 柱作精定位. 同时为了保证双联齿轮的同轴度, 轴孔的成形型芯 必须与定模的对应部位型孔对插.g Kf if* IMMMU* UMMf 14U»L&t UM iJW<HtMWtm皆MM iMiMff 丛XOIC】MH UUII4. 模具工作过程注射机开模,在一组弹簧11的作用下,A-A分型面首先分 型,这时塑件上六个点浇口在开模力的作用下同时拉断,各分流道凝料从分流道镶件15中拉出；继续开模在定距螺钉18的作用 下,B-B分型面分型这时还不可能使 C- C分型面分型,由于 齿轮对动模型芯2和凸模6的包紧

7、力和型腔对直齿轮的粘附力远 大于斜齿轮的脱模力,而斜齿轮在环型芯的制约下不可能旋转, D-D分型面也不可能分开,六根带锥的拉料力远大于环型芯的 脱模力；开模一定距离,环型芯脱离了轮毂,中间板在定距螺 钉19的作用下停止移动；继续开模 C- C分型面分型,斜齿轮 型腔旋转,斜齿轮脱出；继续开模,在动模链条牵引下,D-D分型面分型,浇注系统凝料从主流道中拉出,从拉料杆上打下,凝料自动坠落；定模局部三块可移动的板由限位导柱 12 限位, 并预防模板滑落.最后注塑机推出系统动作,推管、推杆两 圈共 18 根同时作用把塑件推出, 推出零件对塑件作用面积大, 应力小,这样在模具结构设计上是能够保证塑件的精

8、度.5. 齿轮型腔的制造一副齿轮注射模能否高效优质的生产塑件, 除了在模具结构 设计上考虑得周密、 细致和合理外, 还有更重要的一点就是型腔 的制造精度, 由于塑料注射成型的收缩特性, 在加工型腔内齿轮 时,应加上一定的收缩量,所以型腔是一个非标准的内齿圈,因 此齿轮型腔的制造是模具制造的关键. 目前齿轮加工的方法有电 铸、挤压、电火花、慢走丝线切割、磨料流挤压抛光、电抛光等考虑到模具的耐用度、 抛光性和生产本钱, 本模具的型腔加 工先后采用两种加工工艺方法,直齿轮型腔采用慢走丝线切割 后,再经磨料流挤压抛光；斜齿轮型腔粗、精加工都是采用电火 花成形, 也是经磨料流挤压抛光. 就目前来看磨料流挤压抛光是 复杂型腔抛光的新工艺,应该是一种最有效的方法.总之,塑料齿轮注