塑料齿轮是一种以塑料为主要材料制作而成的齿轮,在机械传动领域中应用广泛。那么,下面了解一下塑料齿轮制造过程中需要注意多个方面的精度质量,以下是一些关键要点:
模具精度
型腔尺寸精度:模具型腔的尺寸直接决定了塑料齿轮的外形尺寸和齿形精度,需严格控制。采用高精度的加工设备和先进的加工工艺,如数控加工中心、电火花加工等,确保型腔尺寸的公差控制在极小范围内,一般尺寸公差可控制在 ±0.01mm 到 ±0.05mm 之间。
型腔表面粗糙度:型腔表面粗糙度会影响塑料齿轮的表面质量和脱模性能,应使表面粗糙度达到 Ra0.8-Ra1.6μm 左右,可通过精细的抛光工艺来实现,以减少齿轮表面的摩擦和磨损,提高齿轮的传动效率和使用寿命。
注塑工艺参数
温度控制:包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度等。温度过高可能导致塑料降解、变色、尺寸不稳定等问题;温度过低则会使塑料流动性差,造成充模不满、缺料等缺陷。一般根据不同的塑料材料,料筒温度在 180℃-300℃之间,模具温度在 30℃-100℃之间精确调节。
压力控制:注塑压力和保压压力对齿轮的尺寸精度和密度有重要影响。压力过大可能会使齿轮产生飞边、变形等问题;压力过小则会导致齿轮内部组织疏松、尺寸偏小等缺陷。需要根据塑料齿轮的结构和尺寸,精确调整注塑压力在 50MPa-150MPa 之间,保压压力在 30MPa-80MPa 之间。
注射速度:注射速度过快可能会引起塑料熔体的喷射、涡流等现象,导致齿轮表面质量差、内部应力大;注射速度过慢则会使充模时间过长,影响生产效率。应根据塑料的流动性和齿轮的结构特点,合理控制注射速度,一般在 10mm/s-50mm/s 之间。
材料选择与处理
材料纯度:塑料原料的纯度对齿轮的性能和精度有直接影响,应选用高纯度的塑料颗粒,避免杂质和水分的混入。杂质可能会导致齿轮表面出现瑕疵、内部结构不均匀等问题,水分则可能在注塑过程中产生气泡,影响齿轮的强度和精度。
材料干燥处理:对于一些吸湿性较强的塑料材料,如尼龙等,在注塑前必须进行干燥处理,以去除材料中的水分。干燥温度一般在 80℃-120℃之间,干燥时间为 2h-4h,使材料的含水量控制在 0.1% 以下,防止因水分引起的齿轮尺寸变化和性能下降。
齿轮尺寸精度
齿形精度:齿形精度直接影响齿轮的传动精度和承载能力,需严格控制齿形误差,包括齿廓偏差、齿距偏差等。采用高精度的齿轮测量仪器,如齿轮测量中心等,对齿形进行精确测量和调整,使齿形误差控制在国家标准规定的精度等级范围内,一般要求达到 7 级 - 9 级精度。
齿轮尺寸公差:包括齿轮的外径、内径、厚度等尺寸公差,应根据设计要求进行严格控制。采用合适的测量工具,如卡尺、千分尺、三坐标测量仪等,对齿轮尺寸进行实时监测和调整,确保尺寸公差控制在 ±0.05mm 到 ±0.1mm 之间。
后处理工艺
去毛刺处理:注塑成型后的塑料齿轮边缘可能会产生毛刺,需进行去毛刺处理,以保证齿轮的啮合精度和外观质量。可采用手工去毛刺、机械去毛刺、化学去毛刺等方法,去除齿轮边缘的毛刺和飞边,使齿轮边缘光滑平整。
退火处理:对于一些内部应力较大的塑料齿轮,可进行退火处理,以消除内应力,稳定齿轮尺寸和性能。退火温度一般在高于塑料玻璃化转变温度 10℃-20℃左右,退火时间为 2h-4h,然后缓慢冷却至室温。