摘要：随着我国近几年塑料工业的快速式发展，高精密性能的塑料齿轮渐渐被用于高科技产品之中。然而，由于塑料齿轮的尺寸精度、形位公差、成型等方面的要求极高，所以，塑料齿轮注塑模的设计不仅是一项难度高、技术含量高的工作，而且其工作任务重。借此，为了进一步提高塑料齿轮的质量和应用率，加强塑料齿轮注塑模设计势在必行。
关键词：塑料齿轮；注塑模；浇口形式；设计
引言
在进行塑料齿轮注塑模设计研究分析时，通过改变注塑件的局部特性、结构，或者是借助辅助性的特殊加工方式，不仅使塑料齿轮注塑成型工艺简单化，而且有效提升了塑料齿轮注塑模成功的概率。本次就通过塑料齿轮注塑模的设计进行其具体设计过程的了解和认知，促使注塑模设计最优化。
一、分型面的确定
在进行分型面种类认知的过程中，通常将分型面分为水平分型面、曲线分型面、阶梯分型面、斜分型面。分型面在通常情况下，不会在装饰的表面区域，或者是圆弧的转角之处进行选取，大多数会设置于产品最大的截面区域，这也是为了能够便于在注塑模开模之后，保证注塑件能够完整的保留在活动模的一侧区域，从而保证其脱模的顺畅性和高效性。另外，在对分型面任职期间，必须要对留模的方式特别注意，第一，注塑件同轴度的要求；第二，排气功能；第三，注塑件上的飞边方向；第四，模具的制造等。
二、型腔数目与排列方式的确定
在进行塑料齿轮注塑模设计研究期间，主要对模具型腔数目造成影响的因素包括了塑料制品的重量、塑料制品的投影面积、注塑机自身的容量、注塑机自身的索模能力等。所以，在进行模具设计的过程中，单型腔的使用，不仅成本高，而且生产效率无法得到有效的保证，因此，多模腔的使用在所难免。另外，由于塑料齿轮自身存在侧孔，所以，在进行设计时，必须要设计侧抽芯机构，这也是为了保证塑料齿轮脱模的顺畅性。同时，因为塑料齿轮本身属于高精密型的注塑件，极易受到抽芯机构的影响，在进行型腔确定时，综合结构与效益等因素，最终两个型腔和水平的排列方式是最佳的注塑模设计需求。
三、浇口形式、数量及位置的确定
3.1浇口形式的确定
塑料齿轮注塑件其自身具备的特性包括了图形关于中心轴对称、尺寸适中、有侧孔等。最为常见的集中浇口形式分别是直接浇口、侧浇口、环形浇口、点浇口等，由于塑料齿轮本身属于高精密型的注塑件，极易受到抽芯机构的影响。首先，根据上面两节的分析，成型的注塑件在分型面位置和齿轮的结构上，其侧面不便于进料，所以，排除了侧浇口；其次，如果采用环形浇口，就必须要在去除浇口的环节增加一道工序；最后，点浇口自身具有附近残余应力小、脚口位置可自行拉断、余留的痕迹不显著等，所以，选择点浇口是最佳的浇口形式。另外，浇口前后两端本身就存在较大的压力之差，为了能够尽快的将大容量的塑料熔体剪切速度提升的过程中，产生大量的剪切热，进而使得熔体的粘连度下降，增强熔体流动速度的同时，还可以进一步进行填充，所以，点浇口形式模具的选择，是保证浇注系统平衡的有效性选择。
3.2浇口数目与位置的确定
根据第一小节的分析，浇口选择和齿轮自身结构特性是息息相关的，所以，浇口通常设置在齿轮断面较为合适的区域，当然，为了进一步提高注塑件的质量和效率，增加成型塑料齿轮的轮齿部分，采用两个浇口是有必要的。
四、主流道与分流道形式的确定
在进行主流道与分流道形式确定的过程中，主流道分别包括了垂直式主流道、倾斜式主流道、双倾斜式主流道、弧形主流道，而此次塑料齿轮模具的主流道设计，应用的是最为普遍的垂直式主流道。分流道形式的确定是与型腔排布的密切性相关的，所以，在进行选择期间，遵循两条原则，即第一，排列紧凑，尽可能缩小模具的板面尺寸。第二，流程尽可能缩短，减少弯曲，锁模力尽可能保证平衡。在注塑件设计的期间，分别有圆形分流道、U形分流道、半圆分流道、矩形分流道、梯形分流道，在此次研究的项目中，分流道形状主要是以梯形的截面形式为主。
4.1主流道设计
主流道一端与注塑机一端的喷嘴接触，而另一端的分流道与一段带有锥度的流到通道相连接。在进行主流道设计的过程中，第一，主流道小端的尺寸设置在3.5mm-4mm之间，锥度2°-8°的范围内，在此次塑料齿轮主流道研究中，选择了6°的锥度。第二，主流道径向尺寸的小端，也就是与喷嘴连接的一端，必须要大于喷嘴的孔口径，即径口确定在0.5-1之间，在研究中的塑料齿轮注塑模采用了孔径口为3的注射机，所以，主流道的径向尺寸会选择4mm的，一旦主流道与喷嘴区域的通轴度出现一定的偏差时，不仅可以有效地防止主流道凝料力度过大，增加脱模的难度，由于凹球面的半径为R，且大于喷嘴的球径，即1mm-2mm，只有这样，才能够有效的保证喷射过程中的喷嘴与模具实现紧密的接触，而且还可以防止两个球面之间产生间隙，从而降低熔体温度，减缓注射速度，同时，也能够提高脱模过程的质量和效率。第三，将主流道设计在一个专用的零件上，即主流道衬套。这种选择斌不是直接加工在定模板上，而是因为其硬度及表面粗糙度的要求都比较高，好材质的选择也是便于后期更换需求。如图1主流道衬套结构形式。
图1主流道衬套结构形式
4.2分流道设计
分流道设计主要是根据模具型腔的整体性布局和浇口的位置来确定的。首先，从熔体输送方面考虑，为了进一步减少压力与热量方面的损失，尽可能的缩减应力；其次，断面面积必须要满足型腔内部充满，不留空隙，保证其凝固的质量和效率；最后，分流道断面直径、厚度等，皆要大于塑料齿轮注塑件壁厚。
五、侧抽芯机构的确定
塑料齿轮注塑件自身存在侧孔，所以，在进行侧抽芯机构设计的过程中，分别是以机动式侧抽芯机构、液压侧抽芯机构、气动及手动式侧抽芯机构这三种为主。其中，机动式侧抽芯机构根据零件的差异，被划分为斜导柱、斜划块式、弯销式等。在此次研究中，主要是以斜导柱的侧抽芯机构原理，借助开模力和斜导柱的倾斜角度，将驱动滑块强行进行横向移动，完成整个抽芯分型动作。
六、模架组合形式的确定
模架主要发挥的作用就是将模具各个部分连接到一起，所以，为了提高工作效率、提高产品质量，降低运营成本，通常都会选择市场需要的标准件模架，就目前国家出台的模架国家标准分别是《塑料注射模中小型模架及技术条件》、《塑料注射模大型模架》。另外，由于塑料模架结构的复杂性和操作时间多等方面的特性，不仅对于制作材料上的硬度和耐磨度要求比较高，而且还要保证其强度和韧性。当然，在设计中考虑到塑料齿轮轮齿部分型腔加工的难度，所以，将齿轮型腔分为两个模块进行加工，既有效的处理了成型轮齿与型腔加工困难的问题，而且还提高了齿轮成型的质量和几率。
七、结束语
综上所述，在进行基于塑料齿轮注塑模设计研究的过程中，不仅将塑料齿轮注塑摸模具的整个设计过程进行了详细的了解，而且还根据塑料齿轮的结构特性，选择了最佳的结构组合方式，确定了整个塑料齿轮注塑件模具的整体结构形式，保证其成品质量的同时，提高企业经济效益则是必然的结果。
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论文作者:邓智辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/30
标签：浇口论文; 齿轮论文; 塑料论文; 主流论文; 形式论文; 注塑件论文; 注塑模论文; 《基层建设》2019年第4期论文;