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精密齿轮模具的制造要点

2022-11-28

一、精密齿轮模概念及运用

(1)精密齿轮,是指在参数尺寸及性能要求上都非常高的齿轮。

参数包括:齿顶圆外径、齿根圆外径、模数、分度圆直径(又称公法线)、分度圆齿厚、压力角、斜齿倾斜角度、齿圏跳动公差等方面;性能上包括:材料的选用和其它装配尺寸上的精度要求等。


(2)在应用方面,有代表性的产品如打印机及复印机内部传动件,常见的有VCD光碟驱动支架,如果齿轮达不到精密要求,就会出现支架进出动作不稳定,伴有振动或摇摆式晃动,噪音特大。

通过这些,我们可以对精密的概念及其必要性有个感性上的认识。


(3)精密齿轮在精度上是分等级的。国标是级别越高越精密,日本标准是级别越小越精密。以JIS标准为例,大多数精密模具厂只能做到5级、4级齿轮,能做到3级塑胶齿轮已经是相当高的水平了。

二、精密塑胶齿轮种类

(1)从齿的轴向倾斜角度分,有直齿轮、斜齿轮、组合直齿轮、组合斜齿轮和组合直斜齿轮。组合的概念就是直齿轮或斜齿轮在轴向上阶梯分布,一次注塑成形。

(2)从传动方面分,主要有两种:啮合传动齿轮和皮带传动齿轮。

三、模胚的选用

模胚的精度会直接影响模具的制造及注塑精度,也会影响模具的寿命。经验表明,通用的模胚精度一般很难达到精密齿轮模的要求。

四、塑胶原料的选用

主要有两种:POM和PA(PA+ GF%),不排除其它原料,如聚砜等。

首选POM与PA原料的最根本原因是:POM、PA制品表面具有良好的自润滑性。


其它共同原因有:耐磨性好、耐冲击好及抗疲劳;其次,POM制品刚性大,抗蠕变性优良;PA制品韧性好,必要时可填加GF%以增强其刚性。


一般情况,POM齿轮可以相互啮合传动使用,PA齿轮同POM齿轮啮合传动使用。

五、模具结构设计的相关要点

(1)浇口:一般采用3点或6点式平衡进浇;对微型齿轮,通常只采用单点进浇。

(2)模腔排位:常见有1-4腔。小型齿轮可以达到6或8腔;不同形状的齿轮可以组成3腔;最有代表性的为4腔。

(3)出模方式:常见有中心司筒及顶针顶出。对于斜齿轮须加轴承辅助顶出,轴承的位置有套在司筒针上和套在模芯CORE两种,两种出模原理是一样的。因产品与模胚小,顶针板上一般不需要加中托司及EGP。

(4)分型面管位块:必须安装圆柱型分型面管位块。

(5)前后模肉及镶件采用圆柱形,以便加工保证产品的同轴度,材料一般选用SKD61,加硬到HRC52-56。

首选SKD61是因为:①该料加硬后,变形微小,热处理余量少,在半精加工中自然节约成本及时间;

②加硬后,耐磨性高,针对齿轮无拔模角度脱模,耐磨自然重要;

③热作模具钢,随温差变化,钢材性能稳定,适合长时精密注射成型;

④SKD61含Cr量高,并且经过“电渣再熔”处理,磷(杂质)的含量由0.03%降至0.001%,因此,在电加工后,镜面效果好;

⑤加硬后,耐磨蚀性好,尤其是对POM分解的甲醛气体有耐蚀性。

不过要说明一点,如果对硬度要求更高,还可选用SKD51、SKD11等冷作模具钢料,中心镶件(针)可以采用8407。