塑胶齿轮模具设计

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1、塑胶齿轮模具设计齿轮传动是机械传动件中应用最广的一种传动方式，而塑胶齿轮作为齿轮产品中的一种，在各领域中的应用也越来越广泛，塑胶齿轮质轻、传动噪音低，而且随着塑料工业的发展，齿轮耐高温、承受高负载的能力也越来越强，甚至在许多场合都可替代金属齿轮。齿轮传动要求准确、平稳、均匀；特别是高端产品对齿轮的精度要求更高。塑胶齿轮模具作为高效、批量、稳定的成型设备，其结构、制造工艺尤为重要。本公司拥有十多年齿轮模具制造的经验，并且与国外许多同行均有密切的技术交往，通过吸收、消化国外同行的许多丰富经验，而且自主创新许多结构、改善生产工艺，形成了较为完善的中高端塑胶齿轮制造技术，现将本公司的

2、齿轮制造技术介绍给国内同行，以期大家一起进步，共同促进国内塑胶齿轮技术的提升。一、塑胶齿轮结构⑴、塑胶制品重要的特征是公称壁，公称壁的厚度将影响部件的强度、成本、重量和精度。塑胶制品的公称壁厚在0.8-5mm范围内时，注塑成型制品效果最好；2-3mm是塑胶制品中较常用的尺寸。塑胶制品不能达到完全平均胶厚，对于低收缩率的材料，公称壁厚变化应控制在25%以下，对于高收缩率的材料，公称壁厚变化控制在15%以下。如图1所示，局部位置胶厚不均匀将影响到齿轮胶位厚的位置冷却速度比胶位薄的慢，收缩率也较薄的位置大，将导致部件翘曲、尺寸超差、收缩等缺陷，如图2所示。将产品胶位厚的位置减胶，如

3、图3所示，则中心孔内缩得到消除，齿轮的整体精度得到了改善。4⑵、修圆角当两个壁在部件中相交形尖角时，在该处可以出现应力集中和流动性降低，可以通过把夹角修成圆角，可使应力分布到较大区域内，同时提高材料的流动性，较大的圆角半径可以减少应力集中，但材料截面积加大，影响产品收缩，内角修圆时，建议修圆半径为公称壁厚的25%，如图3所示。⑶、加强筋当齿宽高度较大时，为增强齿轮的刚性，必须增加适当加强筋，为便于填充、排气和脱模，加强筋的高度不应大于公称壁厚的2.5-3倍，对于高收缩率的材料，加强筋的厚度大约取公称壁厚的一半，对于低收缩率的材料可以取公称壁厚的75%。当齿轮承受较大负载时，可

4、采用（如图4）加强筋形式，但靠近加强筋处齿形精度将受一定影响，当齿轮承受负载不大时，为保证齿形精度，同时又有足够的强度，可采用（如图5）加强筋形式。一、进胶方式齿轮产品在位置允许的情况下一般采用三个浇口进胶方式较为合理，塑胶从浇口呈辐射状向四周流动，在流动前沿汇合处会形成三条熔接线，在熔接线位置，纤维的取向倾向流动前沿平行，在齿轮中会导致纤维在熔接线处呈径向分布，而齿轮其余部位随机分布，沿熔接线形成低收缩区域，熔接线与齿轮其余部位之间纤维取向的差异比单一浇口齿轮更小，这种齿轮精度更高，如图6所示。若齿轮精度要求不高或位置不允许情况下，也可采用单个浇口，如图7所示。4一、模具结

5、构因齿轮产品进胶一般采用点浇口形式，因此模具结构一般采用三板结构，如图8所示。齿轮产品在传动过程中噪音与异音的控制尤为重要，异音的产生主要与齿轮的径向跳动、齿距累积误差有重要的关系；当然也与壳体中心距尺寸位置公差有很大影响。除了产品结构及进胶方式外，模具的制作对齿轮精度起着决定性因素。模具制作精度与加工方法及加工工艺有至关重要联系，磨床是现阶段机械加工方法中精度最高的，因此在所有加工方法中，应优先考虑磨床加工。因此为了保证A、B板型腔同心度，需将A、B板一起装夹起来，将精密导柱内孔及型腔利用坐标磨床一次装夹全部加工完成。模胚所有模板均需用平面磨床加工，流道板、齿片、前后模所有

6、平面外圆柱、中心孔均需用磨床加工，以保证相关的平行度、垂直度、同心度及尺寸公差。为了使模具开合模顺畅、4阻力小，通常A、B板分型采用拉板开模，而不采用普通模具的尼龙扣。顶出平衡对产品精度也有一定影响，在顶出过程中需增加顶针板导柱来加强顶出的平衡。精度高的产品需要采用较好的加工方法以保证制作精度，因此也决定了齿轮模具的结构。一、齿面排气齿面排气对齿轮产品也很重要，因整套模具大部分平面均为磨床加工，因此面与面之间贴合较好，进胶时容易在最末填充处出现填充不足现象，需要在齿面开排气槽以消除困气，一般齿面排气槽开设，如图9所示。以上为本公司塑胶齿轮模具设计及制作的一部分要点，真正一套成

7、功齿轮模具的制作需要经过长时间技术经验的积累，而且一套精密的齿轮模具也需要有精密的成型设备来保证，需要有高精度的检测设备来监控生产过程。希望以上的一点经验能给国内同行有点启示。编制人：黄明华日期：2007-04-104