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如何制造精密粉末冶金齒輪模具,有哪些要點(diǎn)?

  本文就精密粉末冶金齒輪模具的概念及制造過(guò)程的要點(diǎn)做了一些簡(jiǎn)要分析,希望這些分享對(duì)模具人員有所幫助。雖然只是簡(jiǎn)單介紹,但只要掌握了要點(diǎn),對(duì)齒輪模具的跟進(jìn)將是觸類旁通,游刃有余。


精密粉末冶金齒輪


  一、精密齒輪模概念及運(yùn)用


  1)精密齒輪指在參數(shù)尺寸及性能要求上非常高,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(dòng)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。


  2)在運(yùn)用方面,有代表性的產(chǎn)品如打印機(jī)及復(fù)印機(jī)內(nèi)部傳動(dòng)件,常見(jiàn)的有VCD光碟驅(qū)動(dòng)支架,如果齒輪達(dá)不到精密要求,就會(huì)出現(xiàn)支架進(jìn)出動(dòng)作不穩(wěn)定,伴有振動(dòng)或搖擺式幌動(dòng),嗓音特大,通過(guò)這我們可以對(duì)精密的概念及其必要性有個(gè)感性上的認(rèn)識(shí)。


  3)精密齒輪在精度上是分等級(jí),國(guó)標(biāo)是級(jí)別越高越精密,日本標(biāo)準(zhǔn)是級(jí)別越小越精密。以JIS標(biāo)準(zhǔn),大多數(shù)精密模具廠只能做到4級(jí)、5級(jí)齒輪,能做到3級(jí)粉末冶金齒輪已經(jīng)是水平相當(dāng)高。


精密齒輪模概念及運(yùn)用


  二、精密粉末冶金齒輪種類:


  1)從齒的軸向傾斜角度分: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,一次注射成形。


  2)從傳動(dòng)的方面主要有兩種:嚙合傳動(dòng)齒輪和皮帶傳動(dòng)齒輪。


  三、模胚的選用:


  模胚的精度直接會(huì)影響模具的制造及注塑精度,也會(huì)影響模具的壽命。經(jīng)驗(yàn)表明,通用的模胚精度一般很難達(dá)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原料的最根本的原因:POM、PA制品表面具有良好的自潤(rùn)滑性。


  其它共同原因: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(shí)可填加GF%以增強(qiáng)其剛性。一般情況POM齒輪可以相互嚙合傳動(dòng)使用,PA齒輪同POM齒輪嚙合傳動(dòng)使用。


模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相關(guān)要點(diǎn)


  五、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相關(guān)要點(diǎn):


  1)澆口:一般采用3點(diǎn)或6點(diǎn)式平衡進(jìn)澆,對(duì)微型齒輪通常只有采用單點(diǎn)進(jìn)澆。


  2)模腔排位:常見(jiàn)有1~4腔。小型齒輪可以達(dá)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(jiàn)有中心司筒及頂針頂出。對(duì)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CORE芯上兩種,兩種出模原理是一樣的。因產(chǎn)品小,模胚也小,頂針板上一般不需要加中托司及EGP。以下以軸承套在CORE上為圖例,可以認(rèn)識(shí)更具體些。


  4)分型面管位塊: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?yàn)椋?/span>


  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(shí)間;


  加硬后,耐磨性高,針對(duì)齒輪無(wú)拔模角度脫模,耐磨自然重要;


  熱作模具鋼,隨溫差變化,鋼材性能穩(wěn)定,適合長(zhǎng)時(shí)精密注射成型;


  SKD61含Cr量高,并且經(jīng)過(guò)“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


  加硬后,耐磨蝕性好,尤其是對(duì)POM分解甲醛氣體有耐蝕性。


  不過(guò)要說(shuō)明一點(diǎn),如果對(duì)硬度要求更高,還會(huì)選用SKD51、SKD11等冷作模具鋼料,中心鑲件(針)可以采用8407。


  6)在關(guān)鍵部位的司筒及司筒針或中心小鑲針的精度上,通常設(shè)計(jì)精度要求同軸度0.02mm,有的要求更高。另中心司筒針或鑲針的上端部位要做圓柱直型管位設(shè)計(jì),插入上模鑲件定位,以達(dá)到前后模膠位更高的同軸度。見(jiàn)上圖中標(biāo)示F的部位。


  六、模具制作要點(diǎn):


  1)齒形加工:直齒采用慢走絲精密加工,至少選用1修3刀,達(dá)到齒形表面較光的粗糙度;斜齒圈采用齒輪電極螺旋加工,制作斜齒電極的精度非常之高,某公司向西南某軍工企業(yè)訂制,更是把斜齒電極的高精度制作及檢測(cè)搞的比較“神秘”。


  2)分型面圓型管位塊的加工要求A、B板同時(shí)慢走絲加工,才能確保同軸精確定位。


  3)圓柱形模肉及鑲件需用內(nèi)外圓磨床加工,A、B板的模腔一定要求用坐標(biāo)磨床加工。否則在圓柱度,直圓度,垂直度上及粗糙度上達(dá)不到要求。產(chǎn)品無(wú)法保證“精密”。


  4)一般齒圈鑲件,在齒形加工后,工件厚度不充許再用磨床加工,否則會(huì)導(dǎo)致齒面上橫向毛刺,工件也就報(bào)廢了。實(shí)在需要的情況下,只有采取EDM加工降面。


  5)省模:齒形面及邊緣是絕對(duì)不充許省;驋伖,相關(guān)粗糙度只有通過(guò)電加工一次加工達(dá)到。同時(shí)模具一般是啤的時(shí)間趆長(zhǎng),鋼料齒面會(huì)更光滑。


  七、試模階段:


  1)T1時(shí),運(yùn)水必須接上,齒輪模具與機(jī)殼模具不同,在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上已決定了T1前就可以制作運(yùn)水。如果不接運(yùn)水,樣辦在尺寸上及局部熱平衡上相差很遠(yuǎn),直接影響塑膠材料的結(jié)晶度及后縮性,影響制品精度及尺寸穩(wěn)定。


  2)T1時(shí),首先保證齒輪外徑及厚度尺寸,因?yàn)檫@兩尺寸一般是模具沒(méi)得修或不修的。其次再是其他尺寸,只要保證前兩者,并且在成型條件穩(wěn)定情況下,其它尺寸可暫時(shí)接受,再通過(guò)修模,第二次完成。一般來(lái)說(shuō),齒外徑保證的情況下,單個(gè)齒形的輪廓線就不會(huì)與理論上相差很大。


  3)一旦制品有兩端大小頭或中部縮水,如果調(diào)機(jī)不能解決,請(qǐng)注意,這并不一定代表樣辦就是NG。大多數(shù)情況下,只要齒輪嚙合情況是合格,客戶一般都會(huì)接受。


  八、齒輪樣辦檢測(cè):


  測(cè)量齒外徑,一般可以選用數(shù)顯卡尺,但對(duì)齒數(shù)為3倍數(shù)和5倍數(shù)齒輪,則要用3勾千分尺,和5勾千分尺。齒形可以進(jìn)行菲林投影輪廓線。但精密檢測(cè)必須有專業(yè)的齒輪電子檢測(cè)設(shè)備,將樣辦齒輪裝上標(biāo)準(zhǔn)齒相互嚙合,再輸入所需求齒輪相關(guān)參數(shù),電腦自動(dòng)將檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示,包括齒輪的徑向跳動(dòng)等參數(shù)。


  九、模具注塑及保養(yǎng)要點(diǎn):


  1)正常啤作生產(chǎn)時(shí),不許噴脫模劑,否則產(chǎn)品不可接受;理由是脫模劑的潤(rùn)滑影響齒的嚙合及嚙合測(cè)量;并且藏在齒面中不易擦去,也不干凈;易粘上灰塵,影響齒輪的精度。


  2)模溫及炮筒溫度是保證連續(xù)啤塑尺寸穩(wěn)定的關(guān)鍵。


  3)只要是落模,或停機(jī)1小時(shí)以上不落模,模具一定要噴防銹劑;落模前要檢查是否噴過(guò)防銹劑。齒圈鑲件一但齒面嚴(yán)重生銹,基本上是沒(méi)有修的余地,因?yàn)槭蔷苣!?/span>


  4)如果密封膠圈漏水在齒面上,正常情況,不能用布擦。較好的方法是用過(guò)濾的氣吹凈,再用火槍烘干,再噴防銹劑后落模。


  5)由于POM與PA料制品剛性及韌性較好,因此產(chǎn)品包裝上,同種微小齒輪可以用同PE袋適量裝在一起,形狀稍大些的齒輪可以軸向排齊裝入膠袋包好,不用但心產(chǎn)品受損,但每箱每層必須加隔紙板。


  十、模具的交附與包裝。因?yàn)榕c其它模具相似,就不多述。


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