注塑技术参数效果对塑料齿轮变形的作用分析

来源：塑胶五金网发布时间：2014-04-28 09:15:03点击率：

　　在齿轮建模功能较强的二维软件CAXA中将齿轮外轮廓线根据齿轮参数绘制出二维图形，然后以dwg中间文件格式进行CAXA与三维建模软件SolidWorks的数据交换，终在SolidWorks中完成塑料齿轮三维模型的建立。三维模型建立成功后，将塑料齿轮模型以。stl文件格式输入CAE分析软件中，然后对注塑工艺进行分析。

　　CAE注塑软件的选择与分析目前应用较广泛的CAE注塑软件主要有2种，一种是华中科技大学模具技术国家重点实验室华塑CAE研究中心所研发的华塑HSCAE华塑注塑成型仿真系统;另一种是美国Moldflow公司研发的(MPI)。MPI能够模拟热塑性塑料注射成型过程中的充填、保压以及冷却阶段，并能较准确预测出制品成型后的缺陷，如制品的收缩与翘曲。由于MPI预测收缩与翘曲的精度较高，笔者采用MPI对塑料齿轮的收缩进行分析。

　　塑料制品收缩的主要原因在整个注塑和保压过程中，由于温度和压力不断发生变化，导致了塑料制品体积与密度的变化。保压过程中，由于模温比较低，塑料被持续冷却，导致塑料的密度和黏度持续升高，造成热塑料不易被补入，因此保压压力与保压时间决定着塑料制品补偿收缩的程度。在冷却过程中，模具温度决定了冷却速度，从而决定了塑料制品的收缩程度。

　　浇口位置与浇口数量的确定在进行齿轮收缩量预测分析以前，利用MPI中的GateLocation分析模块进行浇口的分析，根据分析结果来选择适当的浇口位置，以避免浇口位置不当造成的塑料齿轮不均匀收缩。塑料齿轮浇口位置分析结果。在进行浇口位置设置时，理论上为了减少熔接痕的产生，浇口数量不宜过多;但由于塑料齿轮注塑

　　各种材料齿轮注塑工艺分析与结果,塑料对POM(N2720M63)材料齿轮收缩缺陷的分析是利用MPI中的Warp(翘曲)模块进行的，此模块能较准确地预测收缩的位置和程度，根据分析结果可以对注塑工艺参数的交互作用进行判断，并确定影响塑料齿轮注塑成型质量的主要工艺参数。对于本文选定的3个注塑工艺参数：保压压力(A)，保压时间(B)和模具温度(C)，笔者设计了一个2水平的全面实验，把所有可能的注塑工艺参数组合都包括在内，使对注塑工艺参数间交互作用以及对齿轮收缩变形的影响分析全面而科学。因素间的交互作用用符号/@0表示，例如：因素A和因素B的交互作用用A@B表示。根据注塑机类型选取保压压力(A)的2个水平为60MPa(A1)和80MPa(A2);根据经验确定保压时间(B)的2个水平为10s(B1)和20s(B2);根据材料供应商提供的模具温度范围和生产经验，选取模具温度(C)的2个水平为80e(C1)和100e(C1)。

　　POM(N2720M63)材料塑料齿轮收缩量大，在实验中的注塑工艺条件下，其大收缩量达到了0.4107mm;PA66(RTP0205)材料塑料齿轮在实验中的注塑工艺条件下收缩量小，仅为0.2489mm，UHMWPE(GUREP4221)材料塑料齿轮在实验中的注塑工艺条件下的收缩量为0.2751mm，处于较好水平，综合其力学性能和吸水率低的特点，得出UHMWPE(GUREP4221)材料是制造直齿小模数塑料齿轮的较好材料。从齿轮收缩均匀度来看，POM(N2720M63)材料塑料齿轮主要表现为整体收缩，齿轮齿牙的局部收缩不明显，这样对其注塑模具模腔尺寸的确定就较为容易，可根据等比例缩放的方法制造同轴度较好，与配对齿轮的配合质量高的塑料齿轮。PA66(RTP0205)材料塑料齿轮与UHMWPE(GUREP4221)材料齿轮局部收缩较明显，收缩不均匀，需要根据浇口位置对模腔的尺寸进行局部扩大，技术难度较大，制造精度难以保证，制品易出现同轴度公差较大的情况。从塑料齿轮收缩量对注塑工艺参数的敏感度来看，保压时间的大小对塑料齿轮收缩量的影响大，模具温度对齿轮收缩量的影响相对小一些，保压压力达到一定值后，其压力数值的改变对齿轮收缩量的影响并不严重。

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