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1、雙聯(lián)塑料齒輪注射模的設(shè)計與制造摘要：分析了雙聯(lián)塑料齒輪的結(jié)構(gòu)特點和成型工藝性， 闡述了四 個分型面的設(shè)計依據(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 腔中注射成型。如果大輪作為分型面朝上

2、，小齒輪向下，而在脫 模時整個型腔需旋轉(zhuǎn)， 這時推出機(jī)構(gòu)全部要旋轉(zhuǎn)推出， 推出機(jī)構(gòu) 的設(shè)計比較困難， 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計上不允許。 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、定模兩 個部分， 為了確保兩齒輪分度圓同軸度， 在動定模合模時應(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1.53%。塑 件在結(jié)構(gòu)設(shè)計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，所以注射速度要快，注射壓 力不宜過高， 宜采

3、用多點進(jìn)料加快充型速度， 以便獲得輪廓清晰 的齒形，同時還應(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)動斜齒輪型腔 “旋轉(zhuǎn)”來實現(xiàn)的，斜齒輪的脫模阻力過大會造成塑件變形，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4) 根據(jù)以上的分析和塑件的結(jié)構(gòu)特點， 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澆口形式 (如 圖 1 所示)，點澆口的進(jìn)料位置設(shè)置在六條加強(qiáng)肋

4、的半圓中心， 點澆口拉斷后不需修整， 有利于自動化生產(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阻力) 在此設(shè)置一個 分型面A-A,便于流道凝料拉出，分型距離比較長，由定距螺 釘?shù)拈L度來保證。5) 斜齒輪輪緣內(nèi)有一個環(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度控制。6) 點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)沧⑾到y(tǒng)凝料從定模中拉出， 在此處 還應(yīng)設(shè)置一個分型面 D D，并加一塊推

5、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度， 斜齒輪型腔高度尺寸應(yīng)小一點， 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 定模各部分都設(shè)計成鑲拼的結(jié)構(gòu)形式。9) 塑件中心孔是這個齒輪的軸孔， 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， 因此推出時為使塑件受力均勻而不產(chǎn)生過大應(yīng)力， 在 齒輪輻板上考慮設(shè)置兩圈推桿，中心采用推管的綜合推出機(jī)構(gòu)。10) 為保證動定模的合模精度，在 CC 分

6、型面合模時， 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 必須與定模的對應(yīng)部位型孔對插。g Kf if* IMMMU* UMMf 14U»L&t UM iJW<HtMWtm皆MM iMiMff 叢XOIC】MH UUII4. 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，這時塑件上六個點澆口在開模力的作用下同時拉斷，各分流道凝料從分流道鑲件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（這時還不可能使 C- C分型面分型，因為 齒輪對動模型芯2和凸模6的

7、包緊力和型腔對直齒輪的粘附力遠(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；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，凝料自動墜落；定模部分三塊可移動的板由限位導(dǎo)柱 12 限位， 并防止模板滑落。最后注塑機(jī)推出系統(tǒng)動作，推管、推桿（兩 圈共 18 根）同時作用把塑件推出， 推出零件對塑件作用面積大， 應(yīng)力小，這樣在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計上是能夠保

8、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)計上考慮得周密、 細(xì)致和合理外， 還有更重要的一點就是型腔 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，應(yīng)加上一定的收縮量，所以型腔是一個非標(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?？傊?，塑料齒輪注射模的設(shè)計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, 模具類加工中，就會大大加快設(shè)計和制模的速度。