一、精密齒輪模概念及運用
(1)精密齒輪,是指在參數(shù)尺寸及性能要求上都非常高的齒輪。
參數(shù)包括:齒頂圓外徑、齒根圓外徑、模數(shù)、分度圓直徑(又稱公法線)、分度圓齒厚、壓力角、斜齒傾斜角度、齒圏跳動公差等方面;性能上包括:材料的選用和其它裝配尺寸上的精度要求等。
(2)在應(yīng)用方面,有代表性的產(chǎn)品如打印機及復(fù)印機內(nèi)部傳動件,常見的有VCD光碟驅(qū)動支架,如果齒輪達不到精密要求,就會出現(xiàn)支架進出動作不穩(wěn)定,伴有振動或搖擺式晃動,噪音特大。
通過這些,我們可以對精密的概念及其必要性有個感性上的認識。
(3)精密齒輪在精度上是分等級的。國標是級別越高越精密,日本標準是級別越小越精密。以JIS標準為例,大多數(shù)精密模具廠只能做到5級、4級齒輪,能做到3級塑膠齒輪已經(jīng)是相當高的水平了。
二、精密塑膠齒輪種類
(1)從齒的軸向傾斜角度分,有直齒輪、斜齒輪、組合直齒輪、組合斜齒輪和組合直斜齒輪。組合的概念就是直齒輪或斜齒輪在軸向上階梯分布,一次注塑成形。
(2)從傳動方面分,主要有兩種:嚙合傳動齒輪和皮帶傳動齒輪。
三、模胚的選用
模胚的精度會直接影響模具的制造及注塑精度,也會影響模具的壽命。經(jīng)驗表明,通用的模胚精度一般很難達到精密齒輪模的要求。
四、塑膠原料的選用
主要有兩種:POM和PA(PA+ GF%),不排除其它原料,如聚砜等。
首選POM與PA原料的最根本原因是:POM、PA制品表面具有良好的自潤滑性。
其它共同原因有:耐磨性好、耐沖擊好及抗疲勞;其次,POM制品剛性大,抗蠕變性優(yōu)良;PA制品韌性好,必要時可填加GF%以增強其剛性。
一般情況,POM齒輪可以相互嚙合傳動使用,PA齒輪同POM齒輪嚙合傳動使用。
五、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)要點
(1)澆口:一般采用3點或6點式平衡進澆;對微型齒輪,通常只采用單點進澆。
(2)模腔排位:常見有1-4腔。小型齒輪可以達到6或8腔;不同形狀的齒輪可以組成3腔;最有代表性的為4腔。
(3)出模方式:常見有中心司筒及頂針頂出。對于斜齒輪須加軸承輔助頂出,軸承的位置有套在司筒針上和套在模芯CORE兩種,兩種出模原理是一樣的。因產(chǎn)品與模胚小,頂針板上一般不需要加中托司及EGP。
(4)分型面管位塊:必須安裝圓柱型分型面管位塊。
(5)前后模肉及鑲件采用圓柱形,以便加工保證產(chǎn)品的同軸度,材料一般選用SKD61,加硬到HRC52-56。
首選SKD61是因為:①該料加硬后,變形微小,熱處理余量少,在半精加工中自然節(jié)約成本及時間;
②加硬后,耐磨性高,針對齒輪無拔模角度脫模,耐磨自然重要;
③熱作模具鋼,隨溫差變化,鋼材性能穩(wěn)定,適合長時精密注射成型;
④SKD61含Cr量高,并且經(jīng)過“電渣再熔”處理,磷(雜質(zhì))的含量由0.03%降至0.001%,因此,在電加工后,鏡面效果好;
⑤加硬后,耐磨蝕性好,尤其是對POM分解的甲醛氣體有耐蝕性。
不過要說明一點,如果對硬度要求更高,還可選用SKD51、SKD11等冷作模具鋼料,中心鑲件(針)可以采用8407。