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塑料齿轮的成型缺陷解析

日期:2017-09-13 14:20:32 来源:大学生学习网

塑料齿轮由于它的质轻、价廉,传动噪声小,不需后加工,生产工序少,又因其强度和刚度接近于金属材料,可以代替有色金属和合金,因此,它在工业上的应用正在逐步扩大,现已广泛应用于机械、仪表,电讯、家用电器、玩具产品和各种记时装置中。由于成型塑料齿轮的模具有其特殊性,因而塑料齿轮形成了一种特殊类型的注射模。

2 齿轮材料

齿轮材料纤综合考虑使用性能、工艺性能和经济性,选用聚甲醛(又称POM),该材料具有优异的综合性能,强度、刚性高,抗冲击,疲劳、蠕变性能较好,自润滑性能优良,摩擦系数小且耐摩性好,吸水小,产品尺寸稳定,适用于制造各种齿轮、传动零件或减摩零件等。

3 注射工艺

3.1 温度

注射过程中的温度主要足指熔胶温度和模具温度,因为两者都对整个注射过程有重要影响。要同时有最高的充填速度,又能保持塑件的特性,就需要有适当的熔胶温度。模温越高,填模速度越快。模温控制塑料的充填速度、成品冷却时间和成品的结晶度。实际生产中聚甲醛塑料合理的喷嘴温度和料筒见表1。

 

模具温度对齿轮成型周期及成品质量(如应力、系数率、尺寸公左、机械性能等)有决定性影响的参数,对POM材料而言,成型齿轮的模温控制范围为90度C~120度C。

3.2 注射压力与模温的关系

注射压力对塑料充填起决定性作用,而注塑压力与塑料温度、模具温度又是相互制约的。利用注塑绘图法,找出能止产优良成品的最佳参数组合,通过射胶压力与模具温度关系图,就可以找出合理的射胶压力和模具温度组合,如图1所示。由曲线图可知,ABCD范围内的各点,代表能生产优质产品的压力和棋具温度组合。超过CD曲线便会造成成品飞边或尺寸过大;低于AB曲线会造成成品尺寸过小或充填不满,最佳的组合在X点,因它容许有最大的参数变化范围。

 

4 模具结构及制造

目前,大多数注射成型齿轮的模数在lun以下,为防止齿轮变形和收缩,齿轮厚度在2~3mm左右。模具结构如图2所示,成型齿轮注塑模采用均匀分布的3点浇门如图3所示,这样一方面町以保证齿轮的精度,另一方面可以去除点浇口废料。齿轮采用顶杆顶出,型芯采用镶件结构。

 

在设计齿轮模具型腔时,要正确掌握齿轮各参数的收缩状况,如果计算收缩率和实际收缩率有较大差距,则需重新制造型腔。型腔的加工精度是保证塑判齿轮精度的主要手段,该模具采用加工精度较高的精密线切割加工齿轮的型腔。对单个零件的加工精度,要注意检测零件的尺寸公左和形位公差。对成型齿轮的组合件,要求其同轴度达到0.003mm。

 

5 成型齿轮的主要缺陷及对策

生产实践表明,成型齿轮的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面,刘于较成熟的塑料工厂,如果使用的注射机和模具在各方面比较理想,容易获得合格的制件质量。生产过程的工艺调节是提高制件产量、质量的必要途径。调节工艺的措施、手段是各方面的,找出问题的症结所在,才能真正解决问题。成型齿轮的缺陷容易导致齿乾传动的噪声、磨损加剧、效率降低甚至传动系统的卡死现象。下面就成型齿轮注射过程中产生主要缺陷的原因及刘策分述如下:

(1)制件不满。

制件不满就是制品没有完全成型,导致这种缺陷的上要原因有:

a.进料调节不当。一是汁算装置调节得不正确;二是装料室内被压实和稍熔化的塑料形成了“料塞”,使部分塑料从装料室中跳出,部分地堵住装料室的出料口(柱塞不能椎到最前位置)。

b.射人模具中的料量太少。一是塑料温度低,塑料流动性差;二是塑模的温度低,沿成型部分左面而流过的塑料很快冷却到失去流动性,以致不能完全填满模腔的各个角落;三是注射压力不妥;四是生产周期过短,料温来不及跟上,影响充模成型。

c.模具设计不合理。一是模具本身结构复杂,浇口数目不足或形式不当;二是模腔内排气措施不力,这种原因导致制件不满的现象是屡见不鲜的,消除这种缺陷的设计应开设有效的排气孔道,选择合理的浇口位置使空气容易排腺,必要时将型腔的固气区域的某个局部制成镶件,使空气从镶件缝隙逸出。

d.模具浇注系统有缺陷。一是流道太小、太簿或太长,增加了流体的阻力;二是流道、浇口有杂质、异物塑料炭化物堵塞所致;三足流道、浇口粗糙有伤痕,光洁度不足,影响物料流动。

(2)飞边。

飞边又称溢边、毛刺、披锋等,大多发生在摸具的分合位置上,导致该缺陷的主要原因有:

a、模具分型而精度差。模具分型面上粘有凸出异物、活动模板变形曲翘等。

b、模具设计和人料配置不合理。一是在不影响制件完整性前提下,流道应设置在质量对称中心上,避免出现偏向性流动;二是塑料在熔融状态下具有很高的流动性和贯穿能力,容易进入活动的或固定的缝隙,要求模具的设计制造精度较高。

c、注笛机的锁模力不足。注射成型时,由于机械上的缺陷,致使真正的锁模力不足或不恒定,也会产生飞边;另一方面由于模具本身平行度不好,也会导致锁模不紧密而产生飞边。

d、注射工艺条件差。一是塑料充模状态过分剧烈;二是加料量调得不准确。也就是说从料斗进入料筒的料量应维持一致。