塑料齒輪加工工藝及材料簡介

1、塑料齒輪加工工藝及材料簡介塑料齒輪正朝著更大的尺寸、更復(fù)雜的幾何形狀、更高強(qiáng)度的方向發(fā)展，同時高性能樹脂和長玻纖填充的復(fù)合材料起到了重要的推動作用。塑料齒輪在過去的50年里經(jīng)歷了從新型材料到重要的工業(yè)材料的一個變化歷程。今天它們已經(jīng)深入到許多不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，如汽車、手表、縫紉機(jī)、結(jié)構(gòu)控制設(shè)施和導(dǎo)彈等，起到傳遞扭矩和運(yùn)動形式的作用。除了現(xiàn)有的應(yīng)用領(lǐng)域以外，新的、更難加工的齒輪應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗟某霈F(xiàn)，這種趨勢還在深入發(fā)展中。汽車工業(yè)已經(jīng)成為

2、塑料齒輪發(fā)展最快的一大領(lǐng)域，這一成功的變化是令人鼓舞的。汽車制造廠商正努力尋找各種汽車驅(qū)動的輔助系統(tǒng)，他們需要的是馬達(dá)和齒輪等而不是功率、液壓或者電纜。這種變化使得塑料齒輪深入應(yīng)用到很多應(yīng)用領(lǐng)域，從升降門、座位、跟蹤前燈到剎車傳動器、電動節(jié)氣門段、渦輪調(diào)解裝置等。塑料動力齒輪的應(yīng)用進(jìn)一步拓寬。在一些大尺寸要求的應(yīng)用領(lǐng)域，塑料齒輪經(jīng)常用來替代金屬齒輪，如使用塑料的洗衣機(jī)傳動裝置等，這改變著齒輪在尺寸上的應(yīng)用限度。塑料齒輪也應(yīng)用到其它很多領(lǐng)

3、域，如通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）的減振驅(qū)動器、流動設(shè)施中的閥門傳動、公共休息室中的自動沖掃器、小型航空器上用的控制表層穩(wěn)定的動力螺旋器、軍用領(lǐng)域中的螺砣儀以及操縱裝置。大尺寸、高強(qiáng)度的塑料齒輪由于塑料齒輪成型上的優(yōu)勢以及可以成型更大、高精度和高強(qiáng)度的特征，這是塑料齒輪得以發(fā)展的一個重要原因。早期的塑料齒輪發(fā)展趨勢一般是跨度小于1英寸，傳輸能力不超過0.25馬力的直齒輪?，F(xiàn)在齒輪可以做成許多不同的結(jié)構(gòu)，傳輸動力一般為2馬力，直徑范圍為46

4、英寸。預(yù)測到2010年，塑料齒輪成型直徑可以達(dá)到18英寸，傳送能力可以提高到10馬力以上。如何設(shè)計(jì)出一個齒輪構(gòu)型，在傳送動力最大化的同時讓傳送錯誤和噪音最小化，還面臨著很多難題。精密齒輪的模具一般不超過4個型腔。由于第一代的模具只生產(chǎn)一個齒輪，很少有具體的說明，輪齒嵌入物經(jīng)常用來減少二次切削的成本。精密齒輪應(yīng)該從齒輪中心位置的一個澆口處注入。多澆口易形成熔合線，改變壓力分布和收縮，影響齒輪公差。對于玻纖增強(qiáng)的材料，由于纖維沿著焊接線成放

5、射狀排列，使用多澆口時易造成半徑的偏心的“碰撞”。一個成型專家能控制好齒槽處的變形，獲得可控的、一致性的、均勻的收縮能力的產(chǎn)品是以良好的設(shè)備、成型設(shè)計(jì)、所用的材料伸展能力以及加工條件為前提的。在成型時，要求精密控制成型表面的溫度、注射壓力和冷卻過程。其它的重要因素還包括壁厚、澆口尺寸和位置、填料類型、用量和方向、流速和成型內(nèi)應(yīng)力。最常見的塑料齒輪是直齒、圓柱形蝸輪和斜齒輪，幾乎所有用金屬制造的齒輪都可以用塑料來制造。齒輪常用分瓣模腔來成

6、型。斜齒輪加工時由于注射時必須讓齒輪或者形成齒的齒輪環(huán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所以要求注意其細(xì)節(jié)。蝸輪運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音比直齒小，成型后通過旋出型腔或者用多個滑動機(jī)構(gòu)移出。如果使用滑動機(jī)構(gòu)，必須高精確操作，避免在齒輪上出現(xiàn)明顯的分縫線。新工藝和新樹脂更多的先進(jìn)的塑料齒輪成型方法正在被開發(fā)出來。例如二次注射成型法，通過在輪軸和輪齒之間設(shè)計(jì)一個彈性體的方法，使齒輪運(yùn)行起來更安靜，在齒輪突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，能夠較好的吸收振動，避免輪齒損壞。輪軸可以被重新模塑上其