塑料齒輪的成型缺陷分析與對策

1.概述

塑料齒輪由於它的質輕、價廉，傳動雜訊小，不需後加工，生產工序少，又因其強度和剛度接近於金屬材料，可以代替有色金屬和合金，因此，它在工業上的應用正在逐步擴大，現已廣泛應用於機械、儀錶，電訊、家用電器、玩具產品和各種記時裝置中。由於成型塑料齒輪的模具有其特殊性，因而塑料齒輪形成了一種特殊類型的注射模。

2 齒輪材料

齒輪材料纖綜合考慮使用性能、工藝性能和經濟性，選用聚甲醛(又稱POM)，該材料具有優異的綜合性能，強度、剛性高，抗衝擊，疲勞、蠕變性能較好，自潤滑性能優良，摩擦係數小且耐摩性好，吸水小，產品尺寸穩定，適用於製造各種齒輪、傳動零件或減摩零件等。

3 注射工藝

3.1 溫度

注射過程中的溫度主要足指熔膠溫度和模具溫度，因為兩者都對整個注射過程有重要影響。要同時有最高的充填速度，又能保持塑件的特性，就需要有適當的熔膠溫度。模溫越高，填模速度越快。模溫控制塑料的充填速度、成品冷卻時間和成品的結晶度。

模具溫度對齒輪成型周期及成品質量(如應力、係數率、尺寸公左、機械性能等)有決定性影響的參數，對POM材料而言，成型齒輪的模溫控制範圍為90度C~120度C。

3.2 注射壓力與模溫的關係

注射壓力對塑料充填起決定性作用，而注塑壓力與塑料溫度、模具溫度又是相互制約的。利用注塑繪圖法，找出能止產優良成品的最佳參數組合，通過射膠壓力與模具溫度關係圖，就可以找出合理的射膠壓力和模具溫度組合。由曲線圖可知,ABCD範圍內的各點，代表能生產優質產品的壓力和棋具溫度組合。超過CD曲線便會造成成品飛邊或尺寸過大;低於AB曲線會造成成品尺寸過小或充填不滿，最佳的組合在X點，因它容許有最大的參數變化範圍。

4 模具結構及製造

為防止齒輪變形和收縮，齒輪厚度在2~3mm左右。成型齒輪注塑模採用均勻分布的3點澆門，這樣一方面町以保證齒輪的精度，另一方面可以去除點澆口廢料。齒輪採用頂桿頂出，型芯採用鑲件結構。

在設計齒輪模具型腔時，要正確掌握齒輪各參數的收縮狀況，如果計算收縮率和實際收縮率有較大差距，則需重新製造型腔。型腔的加工精度是保證塑判齒輪精度的主要手段，該模具採用加工精度較高的精密線切割加工齒輪的型腔。對單個零件的加工精度，要注意檢測零件的尺寸公左和形位公差。對成型齒輪的組合件，要求其同軸度達到0.003mm。

5 成型齒輪的主要缺陷及對策

生產實踐表明，成型齒輪的缺陷主要在於模具的設計、製造精度和磨損程度等方面，劉於較成熟的塑料工廠，如果使用的注射機和模具在各方面比較理想，容易獲得合格的製件質量。生產過程的工藝調節是提高製件產量、質量的必要途徑。調節工藝的措施、手段是各方面的，找出問題的癥結所在，才能真正解決問題。成型齒輪的缺陷容易導致齒乾傳動的雜訊、磨損加劇、效率降低甚至傳動系統的卡死現象。

下面就成型齒輪注射過程中產生主要缺陷的原因及劉策分述如下：

(1)製件不滿。

製件不滿就是製品沒有完全成型，導致這種缺陷的上要原因有：

a.進料調節不當。

一是汁算裝置調節得不正確;二是裝料室內被壓實和稍熔化的塑料形成了「料塞」，使部分塑料從裝料室中跳出，部分地堵住裝料室的出料口(柱塞不能椎到最前位置)。

b.射入模具中的料量太少。

一是塑料溫度低，塑料流動性差;二是塑模的溫度低，沿成型部分左面而流過的塑料很快冷卻到失去流動性，以致不能完全填滿模腔的各個角落；三是注射壓力不妥;四是生產周期過短，料溫來不及跟上，影響充模成型。

c.模具設計不合理。

一是模具本身結構複雜，澆口數目不足或形式不當;二是模腔內排氣措施不力，這種原因導致製件不滿的現象是屢見不鮮的，消除這種缺陷的設計應開設有效的排氣孔道，選擇合理的澆口位置使空氣容易排腺，必要時將型腔的固氣區域的某個局部製成鑲件，使空氣從鑲件縫隙逸出。

d.模具澆注系統有缺陷。

一是流道太小、太簿或太長，增加了流體的阻力；二是流道、澆口有雜質、異物塑料炭化物堵塞所致；三足流道、澆口粗糙有傷痕，光潔度不足，影響物料流動。

(2)飛邊。

飛邊又稱溢邊、毛刺、披鋒等，大多發生在摸具的分合位置上，導致該缺陷的主要原因有：

a.模具分型而精度差。

模具分型面上粘有凸出異物、活動模板變形曲翹等。

b，模具設計和人料配置不合理。

一是在不影響製件完整性前提下，流道應設置在質量對稱中心上，避免出現偏向性流動;二是塑料在熔融狀態下具有很高的流動性和貫穿能力，容易進入活動的或固定的縫隙，要求模具的設計製造精度較高。

c.注笛機的鎖模力不足。

注射成型時，由於機械上的缺陷，致使真正的鎖模力不足或不恆定，也會產生飛邊；另一方面由於模具本身平行度不好，也會導致鎖模不緊密而產生飛邊。

d.注射工藝條件差。

一是塑料充模狀態過分劇烈;二是加料量調得不準確。也就是說從料斗進入料筒的料量應維持一致。

來源：振業注塑匯

第三屆免噴塗塑料技術以及應用研討會

7月15日.寧波

主辦單位：艾邦高分子

規模：250人

地點：寧波陽光豪生大酒店

協辦單位：合肥會通新材料有限公司中國塑料加工工業協會工程塑料專委會

支持單位：CMF軍團、寧波模協、寧波市汽車零部件產業協會

媒體支持：高分子論壇艾邦高分子創享客文化傳媒

贊助單位：合肥會通新材料有限公司、上海勁乘新材料有限公司、安徽旭陽鋁顏料有限公司、愛卡特殊效果顏料（珠海）有限公司

主要議題（包含但是不限於以下主題）：

大會主持:四川長虹 雷春堂博士

1. 《免噴塗材料運用技術介紹》（深圳市同益實業股份有限公司 高級工程師 張振忠）

2. 會通免噴塗材料解決方案（合肥會通新材料有限公司）

3. 急冷急熱工藝對金屬質感類免噴塗中的流痕與結合線最新貢獻（深圳市百豐科技股份有限公司 銷售總監 徐慶萍）

4. 免噴塗材料擠出加工的技術與應用（桐鄉市小老闆特種塑料製品有限公司 董事長 沈建清）

5. 高光黑（鋼琴黑）色沙在免噴塗的應用（上海勁乘新材料有限公司 技術經理 劉海）

6. 免噴塗高性能材料的應用（日本尤尼吉可株式會社 營業部長 高須賀）

7. 免噴塗材料在汽車內外飾的應用（擬邀請吉利汽車）

8. 免噴塗材料在家電領域行業的應用案例（擬邀請九陽/奧克斯）

9. 免噴塗在汽車行業的應用案例（待定）

10. 轉印、膜內貼等其他免噴塗工藝介紹（待定）

11. 免噴塗改性塑料的助劑（待定）

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