塑料齿轮的加工方法

塑料齿轮的加工方法 一 塑胶齿轮优缺点和应用 相对金属齿轮，塑料齿轮具有质量轻、工作噪音小、耐磨损、无须 润滑、可 以成型较复杂的形状、大批量生产成本低等优点。但由于塑料 本身具有收缩、吸 水，相对金属强度也比较弱，对工作环境要求高，对 温度较敏感等特性。因而， 塑料齿轮同时就有精度低、寿命短、使用环 境要求高等缺点。随着新材料的应用 及制造技术的发展，塑料齿轮的精 度越来越高，寿命也越来越长，并广泛应用于 仪器、仪表、玩具、汽车、 打印机等行业。 二塑料齿轮的模具制造方法 由于塑料制品成型收缩，因此阴模尺寸要较制品尺寸大。见附图： 成形品 ----- 所援的阴橫和碗形品那状 E1-1 用标准滚由刀加工的母齿轮制作出的明模和用此阴損所得到的成型品 （引 @ L.D.Matin “Tool for Injection Molded Nylon Gears,“ The Tool Engir»L.D.Matin “Tool for Injection Molded Nylon Gears,“ The Tool Engir»eereerF FP 6l July 1954}P 6l July 1954} 因而标准的齿轮制品意味着不标准的阴模尺寸。这就对阴模的制造提出 了严格的要求。以下是常用的两种阴模制造方法 1.先制作一母齿轮，然后通过铸造、电火花加工、电铸等方法制作母齿 轮。如：涡轮、涡杆、锥齿轮。 2 不需母齿轮，直接线切割制作阴模。常用于正齿轮，斜齿轮。 2.12.1 母齿轮的制作方法 前面所提，母模要比制品大，因此标准制品齿轮就必须由特殊母齿 轮制作特殊的阴模。特殊的母齿轮就需特殊的切齿刀来加工。 通常方法： （1）特殊模数的切齿刀具 （2）加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具 （3）加上成型收缩率的余量用标准切齿刀具 （4）不需添加余量用标准切齿刀具 以下是各种方法的详细介绍 （1）特殊模数的切齿刀具 制作一个特殊模数的切齿刀具，其压力角为标准压力 角。在制作这个切 齿刀具时必须考虑到成型收缩率以及后面要讲到的阴模制作法 所规定 的修正值，然后用这个特殊刀具来加工母齿轮。 假设要制作下面的成型齿轮时 Z=30 m=1 d=m*Z=30mm 假设成型收缩率与根据阴模制作法所得到的修 正值之和为 2％。则要求母齿轮的各参数为 Z=30 m=1.02 d=m*z=30.6mm 根据 这个方法制作出来的齿轮能得到比较正确的齿形 。但时间长，成 本较高。 （（2 2））加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具 加上成型收缩率的余量 用标准的切齿刀具来制作母齿轮时会造成齿形 的偏移，用节点上的压力角的变化 来表示的话如下公式所示。 Cosa1=d1cosa2/d2 a1: 加工齿轮模型用的切齿刀具的压力角 d1: 已经考虑了收缩率的分度圆直径（母齿轮的分度圆直径） d 仁 d2 心-s/100） s:为收缩率 a2 标准齿轮的压力角（一般为 20 度或者为 14.5 度） d2:标准齿轮的分度圆直径（制品的分度圆直径） 所以 cosa1=cosa2/(1-s/100) 现有一个压力角为 20 度的制品齿轮，成型收缩率和所要的切齿刀具的 压力角之间的关系如下： 成型收缩率 1% 2% 3% 4% （3）加上、成型收缩率的余量用标准切齿刀具 切齿刀具的压力角 a 仁 18.34 a 仁 16.49 a1=14.36 a1=11.81 加上一个相当于成型收缩率的余量用与成型齿轮相同的模数、压 力角的标准 切齿刀具制作母齿轮， 这时制作出的母齿轮其压力角常常比 标准的大。但是由 于使用的是标准工具，与（1）、（2）相比在交货期及 成本方面比较有利。如不 存在压力角的偏移问题时，这个方法比较简单 常常被采用。除周节误差、压力角 误差外，其它方面与（1）、（2）等方 法没有多大的差别。 （4）不需添加余量用标准切齿刀具 由于模型齿轮的分度圆直径中不含有成型收缩率，所以，成型齿轮的 分度圆 的直径等于风度圆直径减去成型收缩率。如果所用材料成型收缩 率很小的话，以 及分度圆本身很小，侧此方法非常使用。 2.2 齿轮模具阴模制作方法 （ 1 1） 铍铜合金铸造法 在运用铍铜合金只制作法时，从铸造性、硬度、强度等方面考虑一般 采用含铍 量为 2.5〜2.75%的铍铜合金。 由于铸造时的收缩率为 0.2〜0.3%所以制作母模时需考虑进去。为了便于脱模，模 具上必须有 1〜2%的脱模斜度。 （2 2） 电火花加工 以母齿轮做电极用电火花加工法来制作阴模时，母齿轮制作除了要考 虑制品收 缩性，还要把放电间隙考虑进去。一般要进行粗放电加工和细 放电加工，而粗公 和精公需做在同一轴棒上。在放电加工时，电极垂直 度须充分校正。电极材料可以为：Tcu CuW BsBm。母齿轮的精度直接 影响加工 出来的型腔精度。 在决定电火花加工间隙时必须考虑制品收缩 率在内。 一般来说， 底部型的加工间隙为0.05〜0.12m m 穿孔型的加工 间隙为 0.03〜0.06mm。另侧壁锥度大约为 0.2/100。 (3)线切割加工 以铜丝或钨丝来加工阴模，加工时须把材料的成型收缩率考虑进去。 一般采用慢走丝切割，加工间隙一般为 0.02〜0.05mm。可加工斜齿轮和 正齿轮 (4)电铸法加工 将母模放入电解液中，使金属成积到母模上至所需要厚度。母模的 精度将决 定电铸模的精度，电铸加工一般时间比较长。沉积离子一般为 镍离子。具体选择 哪种方法，取决于制品精度，模具成本和加工时间。 按精度等级分：铸造 电火 花 线切割 电铸 2£水口的选择和型腔数量 的确定 用多针点式水口， 量越多。直径小于 会 i 有关，尽可能采用大些的点 齒 尸 齿轮外徑越大相对取 的也 口。收口的大小与制品的厚度 收 穴, 方 水口。 也是相当重要的。 %。另外，模具材料的选择和水路及排气的设 慵 向 (平滑)有闢斜度及凹凸 7 1 )歸芳向的梢度與齒形的形狀、 每增加一穴，精度减少 计亦会影响制品 精度。 齿轮参数 单一齿距误差相临齿距误差累积齿距误差法向齿距误差齿形误差 M=0.5,Z=40,B=3mmM=0.5,Z=40,B=3mm , a=20?a=20? j 表 1 — 2 PA66 直齿圆柱齿轮注塑成型精度 齿轮参数阴模制作 方法 单一齿距 误差 相临齿 距误差 累积齿距 误差 法向齿距齿形误差 误差 M=0.5,Z=40,B=3mm , a=20? A B JIS2 JIS2 JIS3 JIS4 JIS3 JIS4 *JIS5 JIS2 *JIS8 JIS5 同上 同上 M=1,Z=40,B=10mm,a=20 ? M=1.5,z=40,b=7mm,a=20 ? M=2.5,Z=20,B=10mm,a=20 ? C D E D JIS3 JIS3-4 JIS4 JIS5 JIS4 JIS4-5 JIS5 JIS6 JIS3JIS2JIS3 JIS4-5 JIS3 JIS4 注：* *记号误差大是受压力角误差的影响 A :加上成型收缩率的余量，用压力角为 14.5?的标准刀具制作母齿轮， 然后采用 电火花加工法来制作阴模。 B :将成型收缩率估计在内的特