保證塑料齒輪的加工精度和質(zhì)量穩(wěn)定性,需要從材料選擇、模具設(shè)計與制造、成型工藝控制、后處理優(yōu)化、檢測體系搭建五大核心環(huán)節(jié)全流程把控,同時結(jié)合生產(chǎn)環(huán)境管理和人員操作規(guī)范,形成系統(tǒng)化的質(zhì)量保障體系。
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一、源頭把控:選對材料 —— 匹配齒輪功能需求
塑料齒輪的材料特性(如收縮率、強度、耐磨性)直接決定加工精度上限,需根據(jù)應(yīng)用場景(如傳動負(fù)荷、溫度、濕度)精準(zhǔn)選型,避免因材料特性波動導(dǎo)致精度偏差:
先選擇低收縮、高穩(wěn)定性材料
常規(guī)傳動場景:先選用POM(聚甲醛)(低收縮率 0.8%-2.5%、高剛性、自潤滑)、PA66 + 玻纖增強(收縮率 0.2%-1.5%,抗沖擊、耐高溫,適合中高負(fù)荷);
高精度 / 低噪音場景:可選PBT + 玻纖(尺寸穩(wěn)定性優(yōu)于 PA,耐候性強)或PEEK(高端場景,收縮率極低 0.1%-0.5%,但成本較高)。
控制材料批次穩(wěn)定性
要求供應(yīng)商提供每批次材料的熔體流動速率(MFR)、密度、收縮率檢測報告,避免因材料批次差異導(dǎo)致成型后尺寸波動;
材料存儲需防潮(尤其 PA 類吸濕性強),使用前按要求烘干(如 PA66 需 80-100℃烘干 4-6 小時),防止水分導(dǎo)致成型后氣泡、開裂,影響精度。
二、核心保障:高精度模具 —— 決定齒輪基礎(chǔ)精度
模具是塑料齒輪精度的 “母體”,模具的加工精度、結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響齒輪的齒形、齒距、同軸度等關(guān)鍵參數(shù):
1. 模具加工精度控制
核心零件(型腔、型芯)精度:采用CNC 加工中心 + EDM(電火花加工)+WEDM(慢走絲切割) 組合工藝,確保:
齒形公差≤IT5 級(按 GB/T 10095.2 標(biāo)準(zhǔn));
齒距累積誤差≤0.02mm(模數(shù) m=1-3mm 時);
型腔表面粗糙度 Ra≤0.4μm(減少塑料流動阻力,避免表面缺陷)。
模具配件精度:導(dǎo)柱、導(dǎo)套的同軸度≤0.005mm,頂針與型腔的配合間隙≤0.01mm,防止成型時齒輪出現(xiàn)飛邊或變形。
2. 模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化(適配塑料特性)
設(shè)置合理的脫模斜度:齒面脫模斜度取 0.5°-1°(避免強行脫模導(dǎo)致齒部變形),內(nèi)孔脫模斜度取 1°-2°;
優(yōu)化澆口與流道設(shè)計:
先采用點澆口或潛伏式澆口(減少澆口殘留對齒輪裝配的影響),避免從齒部進(jìn)料(防止齒面出現(xiàn)熔接痕);
流道直徑按 “齒輪較大壁厚的 1.5-2 倍” 設(shè)計,確保塑料熔體均勻填充型腔,減少壓力差導(dǎo)致的尺寸偏差;
增加排氣槽:在型腔末端(如齒頂、輪轂處)設(shè)置 0.01-0.02mm 深的排氣槽,排出型腔內(nèi)氣體,避免齒輪表面出現(xiàn)缺料、氣泡或燒焦。
三、補充優(yōu)化:后處理工藝 —— 消除缺陷、穩(wěn)定尺寸
塑料齒輪成型后可能存在內(nèi)應(yīng)力、澆口殘留等問題,需通過針對性后處理進(jìn)一步提升精度和穩(wěn)定性:
去應(yīng)力退火
對精度要求高的齒輪(如傳動比≤1%),成型后在80-100℃(POM)/120-140℃(PA66) 烘箱中保溫 2-4 小時,緩慢冷卻至室溫,消除成型過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力(避免后期使用中因應(yīng)力釋放導(dǎo)致尺寸變形)。
精準(zhǔn)去澆口 / 飛邊
采用超聲波去澆口(適合點澆口)或CNC 銑削去飛邊(精度 ±0.01mm),避免手工打磨導(dǎo)致齒形損傷;
去毛刺后用壓縮空氣(0.5MPa)清理齒輪表面,防止雜質(zhì)殘留影響裝配。
尺寸穩(wěn)定處理
對吸濕性材料(如 PA),后處理后需密封包裝,防止吸潮導(dǎo)致尺寸膨脹(如 PA66 吸潮后尺寸可增加 0.5%-1%)。