塑料齒輪的工藝設(shè)計(jì)

1、塑料齒輪的工藝設(shè)計(jì) 姓名：王金露，閆春興，曹猛，梅銳東課題組的分工或貢獻(xiàn)： 王金露：說(shuō)明書的撰寫 梅銳東：PPT的制作 閆春興：查閱資料 曹猛：查閱資料 課程名稱：塑料齒輪的注塑成型工藝 指導(dǎo)老師：賈建波 日 期：2016年七月目錄一、 摘要1二、 引言1三、 正文13.1材料及參數(shù)的選擇33.2工藝方案選擇及制定43.3成形規(guī)律的分析5四、 結(jié)論7五、參考文獻(xiàn)7一：摘要本次報(bào)告主要研究的是利用注塑成型工藝制造塑料齒輪，本文主要介紹塑料成型工藝中塑料齒輪的工藝設(shè)計(jì)、工藝方案選擇及制定、成形規(guī)律的初步分析、成型力的初步計(jì)算。并簡(jiǎn)單涉及了壓延成型的原理、成型工藝和特點(diǎn)。通過(guò)設(shè)置不同的澆口數(shù)量、模具

2、溫度和注射溫度, 分析了注塑壓力、熔接痕分布、氣穴分布和熔體溫度分布情況, 確定了最佳的澆口數(shù)量、位置以及相應(yīng)的塑料齒輪成型的工藝參數(shù), 以減少注塑缺陷, 提高制品質(zhì)量。二：引言 此次我們小組進(jìn)行的三級(jí)項(xiàng)目針對(duì)塑料齒輪進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，使我們加深對(duì)注塑成型的工藝設(shè)計(jì)及工藝流程的內(nèi)容及要求的理解，在掌握塑料成型原理及工藝的基礎(chǔ)上，使我們具備獨(dú)立進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的能力，提高綜合應(yīng)用已有知識(shí)解決問(wèn)題的能力，更好地培養(yǎng)我們的專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。使我們對(duì)于塑料成型課程的內(nèi)容有了更加扎實(shí)，深刻的理解，同時(shí)對(duì)于注塑模型有了更多的知識(shí)儲(chǔ)備三：正文 注射成型亦成為注射模塑或者注塑模塑，是使得熱塑性

3、或者熱固性模塑料先在料筒中均勻塑化，而后由柱塞或移動(dòng)螺桿推擠到閉合模具型腔中的成型方法，它的主要特點(diǎn)是能在較短的時(shí)間內(nèi)一次成型出形狀復(fù)雜，尺寸精度高和帶有金屬嵌件的制品，而且生產(chǎn)率高，適應(yīng)性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而被廣泛用于塑料制品當(dāng)中。（1）注射成型簡(jiǎn)介：使熱塑性塑料或熱固性塑料在料筒內(nèi)熔融，而由注射裝置中的柱塞或螺桿將熔融塑料以一定的壓力和速度注射到模具型腔，冷卻或化學(xué)交聯(lián)后固化，通過(guò)注射模的定出裝置配合注射機(jī)的定出系統(tǒng)完成塑料件的頂出。注射制品已接近塑料產(chǎn)品的1/3，注射機(jī)約占塑料機(jī)械的2/3；（2）適用塑料：幾乎全部熱塑性塑料，多數(shù)熱固性塑料，泡沫塑料、增強(qiáng)塑料等的應(yīng)用。（3）注塑成型

4、的特點(diǎn)：1能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確可帶有各種金屬嵌件的塑料制品,制品的大小由鐘表齒輪到汽車保險(xiǎn)杠；2 是可加工的塑料種類繁多,除聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等極少數(shù)品種外,幾乎所有的熱塑性塑料(通用塑料、纖維增強(qiáng)塑料、工程塑料)、熱固性塑料和彈性體都能用這種方法方便地成型制品3是成型過(guò)程自動(dòng)化程度高,其成型過(guò)程的合模、加料、塑化、注射、開模和制品頂出等全部操作均由注射機(jī)自動(dòng)完成。（4） 注塑成型的原理：粒狀或粉狀塑料通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)和外部的加熱作用，使它受熱熔化至流動(dòng)狀態(tài)，然后在螺桿的連續(xù)高壓下，熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)，通過(guò)噴嘴射出，注入一個(gè)溫度較低的閉合模具中，充滿模具的塑料經(jīng)冷卻硬化，

5、即可保持模具型腔所賦予的形狀，開啟模具，即完成一個(gè)注射周期Molding Cycle。3.1 材料及參數(shù)的選擇：常用齒輪材料有 POM(聚甲醛 )、PA(聚酰胺或尼龍)、PC(聚碳酸脂)等工程塑料, 綜合考慮塑料的使用性能、工藝性能和經(jīng)濟(jì)性, 首選聚甲醛POM料(特別是共聚甲醛 ), 該材料是一種高結(jié)晶性的熱塑性塑料 ,具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能 ,強(qiáng)度高、剛性好, 抗沖擊,耐疲勞、蠕變性能較好 ,自潤(rùn)滑性能優(yōu)良,摩擦系數(shù)小 (僅為 0.21)且耐摩性好 ,吸水性比 PA料和 PC料小 ,產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好,適用于制造各種齒輪、傳動(dòng)零件或減摩零件等。模數(shù) m=1.25, 齒數(shù) z=48, 壓力角為

6、20°的正常齒 ,齒寬 b=34 mm, 轉(zhuǎn)速 n2 =100 r/min, 齒輪材料為聚甲醛POM料。3.2工藝方案的選擇和制定3.2.1 溫度：注塑過(guò)程中的溫度主要是指膠料的熔融溫度(包括料筒溫度和噴嘴溫度 )和模具溫度, 因?yàn)閮烧叨紝?duì)整個(gè)注射過(guò)程有重要影響。要同時(shí)具有最高的充模速度, 又要能保持塑件的特性, 就需要有適當(dāng)?shù)娜廴跍囟群湍＞邷囟? 模溫越高, 充模速度越快。模溫能控制塑料的填充速度、塑件的冷卻時(shí)間和塑件的結(jié)晶度。3 實(shí)際生產(chǎn)中聚甲醛塑料合理的噴嘴溫度和料筒溫度見表1模具溫度對(duì)齒輪的成型周期及成品質(zhì)量 (如應(yīng)力、系數(shù)率、尺寸公差、機(jī)械性能等 )有決定性的影響,對(duì) PO

7、M材料而言 ,成型齒輪的模具溫度一般控制在 70°C左右。注射壓力與模具溫度的關(guān)系注射壓力對(duì)塑料充填起決定性作用, 而注射壓力與塑料熔融溫度、模具溫度又是相互制約的。運(yùn)用注塑繪圖法,找出能生產(chǎn)優(yōu)良塑件的最佳參數(shù)組合 ,通過(guò)注射壓力與模具溫度關(guān)系圖 , 就可以找出合理的注射壓力和模具溫度組合 ,如圖 1所示。由曲線圖可知 , ABCD范圍內(nèi)的各點(diǎn)，代表能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑件的壓力和棋具溫度的組合。超過(guò) CD曲線便會(huì)造成塑件飛邊或尺寸過(guò)大;低于 AB曲線會(huì)造成塑件尺寸過(guò)小或充填不滿 ,最佳的組合在 X點(diǎn),因它容許有最大的參數(shù)變化范圍。3.2.3模具的溫度 對(duì)于小模數(shù)的塑料齒輪，由于制件尺寸不大，

8、精度要求比較高，形狀比較復(fù)雜，為了防止齒輪變形和凹陷，齒輪厚度一般在23mm左右，成型齒輪的注塑模具確定為雙分型面點(diǎn)澆口結(jié)構(gòu)，這樣一方面保證齒輪的精度，另一方面可以便于去除點(diǎn)澆口凝料。在設(shè)計(jì)計(jì)算模具型腔時(shí)，收縮率的選定對(duì)成型塑料齒輪影響很大，要正確掌握齒輪各參數(shù)的收縮狀況，根據(jù)試驗(yàn)時(shí)所得的收縮率來(lái)確定成型的收縮率，再計(jì)算出模具成型零件的工作尺寸。3.2.4 最終工藝參數(shù)確定塑料齒輪注塑工藝的關(guān)鍵參數(shù)有： 料筒溫度：一般為 170 190 注塑壓力：一般為40130 MPa 。注塑壓力的高低與塑料熔體流動(dòng)速率、模具澆口形狀與尺寸、齒輪設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及尺寸、模具溫度、注塑機(jī)類型等有關(guān)。 注塑速度：一般在2080 cm3/s 。為避免熔體過(guò)早冷卻產(chǎn)生缺陷，一般采用快速注塑的方法，而厚壁齒輪一般采用慢速注塑。模具溫度：一般不低于 75，對(duì)厚壁齒輪模溫可適當(dāng)調(diào)高一些，但不要超過(guò) 120。另外，模具溫度應(yīng)盡量均勻，防止齒輪翹曲變形。保壓時(shí)間：隨齒輪厚度增加而增加，一般從幾秒到