注塑齿轮模具型腔设计方法分析

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1、万方数据MouIds&D嗡横具技术MouIds&D嗡碾吴坂不注塑齿轮模具型腔设计方法分析黄荣林马少波田明焦明华(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徼合肥230009)摘要：针对注塑齿轮模具设计精度问题，着重探讨了热变形的影响。采用ANSYS软件对塑料齿轮热变形进行仿真。得到了注塑齿轮在临界固化温度与常温下的齿型变化。通过对比分析指出采用形状放大，的方法进行注塑齿轮模具设计会产生较大误差。提出了采用热变形分析得到的齿轮廓线作为注塑模具的最佳型腔，直接编程输入线切割机床可加工出最佳的注塑齿轮模具腔廓面。关键词：注塑齿轮模

2、具设计热变形ANSYSAnalysisonDesignoftheCaV时oftheInje酬onMouldforPIasticGea陷HUANGRon加n-MAsh∞bo，，11ANMing，JLAOMingllua(Sch00l0fMachiner，randAutomobileEngineering．Hd苟UIlive玛i哆of7re{chnoIogy。Hefei230009，CHN)Abst瑚n：C帆sideringtIled∞ignaccu瑚yoftlleinjectionmoldofpla8ticge椭-tl

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5、噪声低、惯性小、自润滑、抗腐蚀和成本低等优点，在仪器仪表、精密机械、办公自动化设备上得到了广泛应用。为了降低制造成本，提高生产效率，注塑成型已成为塑料齿轮成型加工的一种主要方法，而改善注塑齿轮减振、降噪性能也是衡量其制造质量的一项重要指标。为了达到减振降噪的目的，必须从传动精度方面考虑。齿轮的传动精度除与装配质量有关外，主要取决于齿轮的几何精度。由齿轮啮合原理可知，一对齿轮在运动过程中，共轭齿廓应连续光滑啮合。这就要求齿轮的齿廓曲线是严格的渐开线。相应地齿轮注塑加工精度就要求很高。在注塑加工中成型收缩的差异是影响制品

6、精度的重要原因。成型收缩由热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩几部分组成，其中相变收缩、取向收缩、压缩收缩均发生在注塑固化过程中，而热收缩主要发生在注塑成形脱模后的冷却阶段，也是影响注塑形状变化的主因。因此，本文着重研究注塑齿轮的热变形及其引起的齿廓形状误差，为精密齿轮的注塑提供帮助。审磅等等等＼、．；／’‘W-，-’_1注塑齿轮模具设计的常规方法对于注塑齿轮来说，注塑模具的设计、制造与装配以及注塑过程都会影响齿轮制品的精度，其中模具的设计精度起到了奠基的作用。然而，目前在注塑齿轮模具的设计与制造中，对注塑收缩问题的

7、处理是比较简单的。模具设计者在拿到塑料齿轮图纸后，一般采用图l方法进行注塑模具设计。一种方法是对所有尺寸都按选定的收缩率值进行等距放大得到模具的型腔尺寸如(图1a)，这种方法简便易行，但廓形误差较大，仅适用于一些精度要求不高的制品。另一种广泛采用的方法是变模数法如(图lb)，主要根据塑料齿轮各部分的收缩情况进行不同程度的放大，得到注塑模具廓面形状尺寸。这两种方法都认为注塑齿轮廓面和模具只存在尺寸比例的差别，而其形状是相同的。但是实际上，由于成型后热变形收缩的差异，可能会引起注塑齿轮廓面与模具廓面在尺寸和形状上都有改变

8、。也就是说采用图l方法设计模具会造成注塑齿轮齿廓与理论齿轮廓面形状的误·125·万方数据梗具技术Mou№&Dj鹤差，而成型收缩的差异是造成注塑产品误差的原因。为了确定热变形引起的齿廓形状误差和对齿轮廓面形状精度的影响，本文着重对注塑齿轮的热变形进行了仿真研究，分析中采用反向工程的方法，以常温下(30℃)标准渐开线齿轮形状为基础，逆求到注塑齿轮材