双联圆柱直齿轮注塑模具设计

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1、工程塑料应用2010年，第38卷，第8期双联圆柱直齿轮注塑模具设计闵志宇方世杰沈俊芳(洛阳理工学院机电工程系，洛阳471023)摘要针对聚甲醛(POM)塑料双联圆柱直齿轮的精度和外观质量要求，通过对塑料件结构和成型工艺特性分析，设计出了一套注塑模具。型腔、型芯采用组合式结构，设计了型芯安装定位杆以保证嵌件在型腔中的位置。模具采用点浇口浇注形式，推出机构采用推管推出。并对注射成型工艺参数进行优化，该模具可以实现自动化生产，提高产量。关键词双联圆柱齿轮注塑模具点浇口推管塑料齿轮制造成本低、质量轻、润滑性能好、传×10K～。两者线胀系数比较接近，故材料选择动噪声低、耐

2、腐蚀、化学性质稳定，无需后加工，并且较合理。塑料件尺寸较小，故嵌件预留有定位孔定其刚度和强度接近于金属齿轮，可以代替有色金属位。嵌件为圆形，属对称形状无尖角锐角，利于均匀和合金齿轮，现已广泛应用于机械、仪表、电讯、家用收缩和防止产生局部应力。嵌件外表面开槽，便于电器、玩具产品和各种计时装置中。塑料齿轮采用嵌件与塑料咬合。注射成型前嵌件预热至120~C。模具注塑不需要切削加工，生产工序少，因此注射成2模具结构分析型广泛应用于塑料齿轮的生产。由于塑料件为双联齿轮，所以模具设计的重点l塑料件结构及成型工艺性分析在于齿轮型腔的设计。该塑料件中间有金属嵌件，图1所示为某电

3、器设备中的一种双联直齿轮。且嵌件尺寸比较小，故需要安装定位杆，避免嵌件在大小齿轮均为直齿，模数为0．5mm，生产批量较大，型腔中晃动，以保证其形位精度。塑料件工作表面为提高生产效率，可采用一模多腔注射成型。要求光滑，不允许有浇口痕迹，模具采用点浇口浇注形式。为防止塑料件发生变形，宜采用推管推出。为了模具安装与维修方便，型芯的结构形式宜采用组合式型芯结构。模具总装配图如图2所示。iTII／』-》6<弓_

4、§／f图1塑料件结构图f塑料件材料为聚甲醛(POM)，其尺寸稳定，吸水率小，成型前可不干燥，热敏性强，极易分解，分解、镬7一＼＼咿，一温度为240℃，但200℃时

5、滞留30min以上也发生、一0=铲0分解，分解时产生有刺激性、腐蚀性气体，料温控制在稍高于熔点的180℃。为消除模具温度对结晶及收缩的影响，模具温度设定为90~C。POM溢边值为1一动模座板；2、5、19、22一垫块；3一垫板；4一推管固定板；0．04mm，宜用高压、高速注射。塑料件可在较高温6一导柱；7一支撑板；8一动模板；9～流道板；1O—I型六角螺母；度时脱模，冷却时间可短。为防止收缩变形、应力不11一限位钉；l2一定模座板；l3一密封圈；l4一型腔；l5一定位杆；匀，脱模后将塑料件置于90％左右的热水中缓冷或l6一拉料杆；17一浇口套；l8一复位杆；20

6、、31一开槽圆柱头螺钉；21一弹簧；23、25、26一内六角圆柱头螺钉；24一圆柱销；27一推管；用整形夹具冷却。浇注系统对料流阻力小，浇口宜28～型芯；29一推杆；3O一推杆固定板小，尽量避免料筒、喷嘴等产生死角、问隙而滞料。图2模具装配图由图1可知，塑料件中间为45钢嵌件。POM的线胀系数为8．1×10K～，45钢的线胀系数为1．23收稿日期：2010．05—18闵志宇，等：双联圆柱直齿轮注塑模具设计652．1模腔数量的确定位于嵌件中，温度较高，为便于散热，材料定为铍青由于塑料件的形状简单，质量较轻，且生产批量铜砂型或熔模铸造，调质处理后布氏硬度达到70。大

7、，因此模具设计为三板式，采用1模4腔平衡布其结构形式如图5所示。置。模具的尺寸紧凑，生产率高，塑料件质量可靠，成本较低。2．2分型面的选择该塑料件为双连齿轮，外表质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑料件外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑料件留在动模一侧以图5定位杆固定结构图便于取出塑料件等因素，分型面应选择在塑料件外塑料件精度为MT5，假设塑料各方向收缩均形轮廓的最大处，如图3所示。匀，由塑料件的基本尺寸可得大齿轮型腔齿顶圆直径、分度圆直径、齿根圆直径、齿厚和型腔模数分别——为：33．370、32．64

8、、30．980。·、0．70。帖、0．51mm；——小齿轮型腔齿顶圆直径、分度圆直径、齿根圆直径、齿厚和型腔模数分别为：26．230、25．5、图3分型面位置图23．840。、0．70。∞、0．51mm。如果采用B—分型面分型，则塑料件分别在齿轮型腔所包容的空问是一个齿数不变、模数动定模成型，可能产生合模误差，会使塑料件产生一为的假想齿轮，它的沟槽是型腔的齿形，齿形为定的同轴度误差，且飞边不易清除。而若按4一A型腔的沟槽。型腔深度分别为3．760、2．8H分型面分型，则塑料件整体由一个模板成型，消除了mm0合模误差导致塑料件产生同轴度误差的可能性。另2．4浇注系

9、统的设计外，为了提高自动