塑胶齿轮模具设计

塑胶齿轮模具设计

齿轮传动是机械传动件中应用最广的一种传动方式，而塑胶齿轮作为齿轮产品中的一种，在各领域中的应用也越来越广泛，塑胶齿轮质轻、传动噪音低，而且随着塑料工业的发展，齿轮耐高温、承受高负载的能力也越来越强，甚至在许多场合都可替代金属齿轮。齿轮传动要求准确、平稳、均匀；特别是高端产品对齿轮的精度要求更高。塑胶齿轮模具作为高效、批量、稳定的成型设备，其结构、制造工艺尤为重要。本公司拥有十多年齿轮模具制造的经验，并且与国外许多同行均有密切的技术交往，通过吸收、消化国外同行的许多丰富经验，而且自主创新许多结构、改善生产工艺，形成了较为完善的中高端塑胶齿轮制造技术，现将本公司的齿轮制造技术介绍给国内同行，以期大家一起进步，共同促进国内塑胶齿轮技术的提升。

一、塑胶齿轮结构

⑴、塑胶制品重要的特征是公称壁，公称壁的厚度将影响部件的强度、成本、重量和精度。塑

胶制品的公称壁厚在0.8-5mm范围内时，注塑成型制品效果最好；2-3mm是塑胶制品中较常用的尺寸。塑胶制品不能达到完全平均胶厚，对于低收缩率的材料，公称壁厚变化应控

⑵、修圆角

当两个壁在部件中相交形尖角时，在该处可以出现应力集中和流动性降低，可以通过把夹角修成圆角，可使应力分布到较大区域内，同时提高材料的流动性，较大的圆角半径可以减少应力集中，但材料截面积加大，影响产品收缩，内角修圆时，建议修圆半径为公称壁厚的25%，如图3所示。

⑶、加强筋

当齿宽高度较大时，为增强齿轮的刚性，必须增加适当加强筋，为便于填充、排气和脱模，加强筋的高度不应大于公称壁厚的2.5-3倍，对于高收缩率的材料，加强筋的厚度大约取公称壁厚的一半，对于低收缩率的材料可以取公称壁厚的75%。

当齿轮承受较大负载时，可采用（如图4）加强筋形式，但靠近加强筋处齿形精度将受一定影响，当齿轮承受负载不大时，为保证齿形精度，同时又有足够的强度，可采用（如图5）

二、进胶方式

齿轮产品在位置允许的情况下一般采用三个浇口进胶方式较为合理，塑胶从浇口呈辐射状向四周流动，在流动前沿汇合处会形成三条熔接线，在熔接线位置，纤维的取向倾向流动前沿平行，在齿轮中会导致纤维在熔接线处呈径向分布，而齿轮其余部位随机分布，沿熔接线形成低收缩区域，熔接线与齿轮其余部位之间纤维取向的差异比单一浇口齿轮更小，这种齿轮精度更高，如图6所示。若齿轮精度要求不高或位置不允许情况下，也可采用单个浇口，如图7所示。

三、

因齿轮产品进胶一般采用点浇口形式，因此模具结构一般采用三板结构，如图8所示。

齿轮产品在传动过程中噪音与异音的控制尤为重要，异音的产生主要与齿轮的径向跳动、齿距累积误差有重要的关系；当然也与壳体中心距尺寸位置公差有很大影响。除了产品结构及进胶方式外，模具的制作对齿轮精度起着决定性因素。模具制作精度与加工方法及加工工艺有至关重要联系，磨床是现阶段机械加工方法中精度最高的，因此在所有加工方法中，应优先考虑磨床加工。因此为了保证A、B板型腔同心度，需将A、B板一起装夹起来，将精密导柱内孔及型腔利用坐标磨床一次装夹全部加工完成。模胚所有模板均需用平面磨床加工，流道板、齿片、前后模所有平面外圆柱、中心孔均需用磨床加工，以保证相关的平行度、垂直度、同心度及尺寸公差。为了使模具开合模顺畅、阻力小，通常A、B

板分型采用拉板开模，而不采用普通模具的尼龙扣。顶出平衡对产品精度也有一定影响，在顶出过程中需增加顶针板导柱来加强顶出的平衡。精度高的产品需要采用较好的加工方法以保证制作精度，因此也决定了齿轮模具的结构。

四、齿面排气

齿面排气对齿轮产品也很重要，因整套模具大部分平面均为磨床加工，因此面与面之间贴

经过长时间技术经验的积累，而且一套精密的齿轮模具也需要有精密的成型设备来保证，需要有高精度的检测设备来监控生产过程。希望以上的一点经验能给国内同行有点启示。

编制人：黄明华日期：2007-04-10