双联塑料齿轮注射模的设计与制造.docx

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、成本 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，为提高生产 效率，可采用一模多腔注射成型 您点逐巴2. 零件工艺性分析1) 为了保证塑料齿轮传动平稳性精度，两齿轮应在同一型 腔中注射成型如果大轮作为分型面朝上，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 的设计比较困难，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 个部分，为了确保两齿轮分度圆同轴度，在动定模合模时应采取 一定的定位措施2) 该零件的材料为POM,其成形收缩率为1・5~3%。

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 加强肋,在孔的轮毂上设置了6 条加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,宜采用多点进料加快充型速度,以便获得轮廓清晰 的齿形,同时还应加强型腔的排气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合适,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加强肋的半圆中心， 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，分型距离比较长，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控制。

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 定模各部分都设计成镶拼的结构形式9） 塑件中心孔是这个齿轮的轴孔，要求孔的尺寸和形位精 度较高，因此0 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，中心采用推管的综合推出机构10）为保证动定模的合模精度，在C-C分型面合模时， 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i舫 tar l難 4.x»k 注轴 4 罪皿黠I皿Lljf lUfiS I也＜4掘K昶曲啊誌期迪林1^*1 IT. WM辄詞 出恥脚 HMJWUJ Mto A c C4. 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，因为 齿轮对动模型芯2和凸模6的包紧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；定模部分三块可移动的板由限位导柱 12 限位， 并防止模板滑落。

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、抛光性和生产成本，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，塑料齿轮注射模的设计与制造综合了齿轮加工，精密 模具制造与塑料注射成型工艺等多方面的技术，因此要获得质量 合乎要求的塑料制品，模具需要经过反复试模、修模和再试模这 一过程通过稳定成形工艺，逐步积累制造经验，在以后的齿轮 模具类加工中，就会大大加快设计和制模的速度。