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注塑加工塑料齿轮设计与嵌件设计
返回列表 来源: 马驰科注塑加工厂 发布日期: 2022.05.13 浏览次数:1

十、螺纹设计

东莞市马驰科注塑加工厂塑件上的螺纹可以在成型时直接成型,也可以用后注塑加工的办法机械加工成型,在经常装拆和受力较大的地方,则应该采用金属的螺纹嵌件。塑件上的螺纹应选用螺牙尺寸较大者,螺纹直径较小时不宜采用细牙螺纹,特别是用纤维或布基作填料的塑料制品成型的螺纹,其螺牙部分常常被强度不高的纯树脂所充填,如螺牙过细将会影响使用强度。

注塑加工塑料齿轮设计与嵌件设计

注塑加工成型塑料螺纹的精度不能要求太高,一般低于3级。塑料螺纹的机械强度比金属螺纹的机械强度低5~10倍。注塑加工成型过程中螺距易变化,因此,一般塑件螺纹的螺距不小于0.7mm,注射成型螺纹直径不小于2mm,压缩成型螺纹直径不小于3mm.如果模具的螺纹螺距未加上收缩值,则塑料螺纹与金属螺纹的配合长度就不能太长,一般不大于螺纹直径的1.5倍,否则会因收缩引起塑件上的螺距小于与之相旋合的金属螺纹的螺距,造成连接时塑件上螺纹的损坏及连接强度的降低。螺纹直接成型的方法有:采用螺纹型芯或螺纹型环,在注塑加工成型之后将塑件旋下;外螺纹采用瓣合模成型,这时工效高,但精度较差,还带有不易除尽的飞边;要求不高的螺纹用软塑料成型时,可强制脱模,这时螺牙断面很好设计得浅一些,且呈圆形或梯形断面。

东莞市马驰科注塑加工厂为了防止螺孔外圈的螺纹崩裂或变形,应使螺纹外圈和里圈留有台阶,螺纹的始端和终端应逐渐开始和结束。在同一螺纹型芯或型环上有前后两段螺纹时,应使两段螺纹旋向相同,螺距相等,否则无法将塑件从螺纹型芯或型环上旋下来。当螺距不等或旋向不同时,就需采用两段型芯或型环组合在一起的形式,成型后分段旋下。

十一、齿轮设计

由于塑料齿轮具有重量轻、弹性模量小、在同样制造精度下比钢和铸铁齿轮传动噪声小等特点,所以近年来在机械电子工业中的应用越来越广泛。目前,在精度和强度要求不太高的机构中,经常见到塑料齿轮传动,其常用的塑料制品有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯及聚砜等。为了使塑件适应注射成型注塑加工工艺,保证轮缘、辐板和轮毂有相应的厚度,要求轮缘宽度1,至少为全齿高的3倍。辐板厚度H,应小于或等于轮缘厚度H,轮毂厚度H,应大于或等于轮缘厚度H,并相当于轴孔直径D,轮毂外径D,应为D的1.5-3倍,由于齿轮承受的是交变载荷,所以应尽量避免截面的突然变化,各表面相接或转折处应尽可能用两段同轴齿轮螺纹的成型大圆角过渡,以减小尖角处的应力集中和注塑加工成型时应力的影响。为了避免装配时产生应力,轴和孔应尽可能采用过渡配合而不采用过盈配合,并用销钉固定或半月形孔配合的形式传递扭矩。

对于薄型齿轮,厚度不均匀能引起齿型歪斜,若用无毂无轮缘的齿轮可以很好地改变这种情况。但如在辐板上有大的孔时,因孔在注塑加工成型时很少向收缩,会使齿轮歪斜;即轮毂和轮缘之间采用薄肋时,则能保证轮缘向收缩。由于塑料制品的收缩率较大,所以一般只宜用收缩率相同的塑料齿轮相互啮合工作。

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十二、嵌件设计

(一)嵌件的用途及形式

在塑料制品内镶人金属零件或玻璃及已注塑加工成型的塑件等形成牢固不可卸的整体,则此镶入件称为嵌件。塑件中镶入嵌件的目的或者是为了增加塑件局部的强度、硬度、耐磨性、导磁导电性等;或者是为了提高精度、增加塑件的尺寸和形状的稳定性;或者是为了满足某些对塑件的特殊性能要求。采用嵌件往往会增加塑件的成本,使模具结构复杂,同时注塑加工成型时在模具中安装嵌件会降低塑件的生产率,使生产难于实现自动化,因此,塑件设计时应慎重合理地选择嵌件结构。

带螺纹孔的嵌件是常见的形式,它用于经常拆卸或受力较大的场合以及导电部位的螺纹联接;带台阶的圆柱形嵌件:片状族件,常用作塑件内导体、焊片等;细杆状贯穿嵌件,汽车方向盘即为特例。其他特种用途的嵌件形式很多,如冲制的薄壁嵌件、薄壁管状嵌件等等。它是用ABS黑色塑料作嵌件的改性有机玻璃仪表壳。

(二)嵌件的设计

1.嵌件与塑件应牢固连接为了防止嵌件受力时在塑件内转动或拔出,嵌件表面必须设计成适当的凹凸状。菱形滚花是常采用的形状,其抗拉和抗扭的力都较大;在受力大的场合还可以在嵌件上开环状沟槽,小型嵌件上的沟槽,其宽度应不小于2mm,深度可取1~2mm.嵌件较长时,为了减少塑料制品沿轴向收缩产生的内应力,可采用直纹滚花,并制出环形沟槽,以免受力时被拔出,黑色ABS六角形嵌件,因易在尖角处产生应力集中,黑色塑件作嵌件的透明仪表壳用;片状嵌件,可以用孔眼、切口或局部折弯来固定;薄壁管状嵌件可采用边缘翻边固定;针状嵌件可用砸扁其中一段或折弯等方法固定。

2.嵌件在模内应可靠定位安放在模具内的嵌件,在注塑加工成型过程中要受到塑料流的冲击,因此有可能发生位移和变形,同时塑料制品还可能挤入嵌件上预留的孔或螺纹中,影响嵌件使用,因此必须可靠定位。外螺纹嵌件在模内固定的形式,利用嵌件上的光杆部分和模具配合;采用一凸肩配合的形式,既可增加嵌件插入后的稳定性,又可阻止塑料流入螺纹中;嵌件上有一凸出的圆环,在注塑加工成型时圆环被压紧在模具上而形成密封环,以阻止塑料制品的溢入。

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内螺纹嵌件在模内固定的形式。当注射压力不大,且螺牙很细小时,内螺纹嵌件也可直接插在模具内的光杆上,塑料制品可能挤入一小段螺纹牙缝内,但并不妨碍多数螺纹嵌件在塑件内的固定牙,这样安放嵌件使操作大为简便。嵌件直接插在模内的圆形光杆上的形式;用一凸出的台阶与模具上的孔相配合的形式,以增加定位的稳定性和密封性;

东莞市马驰科注塑加工厂采用内部台阶与模具上的插入杆配合。嵌件在模具内安装的配合形式常采用H8/1f8,配合长度一般为3~5mm.无论杆形或环形嵌件,其高度都不宜超过其定位部分直径的两倍,否则,塑料熔体的压力不但会使嵌件移位,有时还会使嵌件变形。当嵌件过高或为细长杆状或片状时,应在模具上设支柱以免嵌件弯曲,但支柱的使用会使塑件上留下孔,设计时应考虑该孔不影响塑件的使用。薄片状嵌件可在塑件流动的方向上打孔,降低料流阻力,以减少嵌件的受力变形。

3.嵌件周围的塑料层厚度

由于金属嵌件冷却时尺寸变化与塑料的热收缩值相差很大,致使嵌件周围产生很大的内应力,甚至造成塑件的开裂。对某些刚性强的工程塑料制品更甚,但对于弹性大的、收缩率较小的塑料则应力值较低。当然,如能选用与塑料线胀系数相近的金属嵌件,内应力值也可以降低。为防止带有嵌件的塑件开裂,嵌件周围的塑料层应有足够的厚度,但由于上述各种因素的影响,很难建立一个嵌件直径与塑料层厚度的详尽关系,对于酚醛及相类似的热固性塑料。同时嵌件不应带尖角,以减少应力集中。热塑性塑料注射成型时,应将大型嵌件预热到接近于物料温度。对于内应力难于的塑料,可先在嵌件周围被覆一层高聚物弹性体或在注塑加工成型后进行退火处理来降低内应力。嵌件的顶部也应有足够厚的塑料层,否则嵌件顶部塑件表面会出现鼓泡或裂纹。

生产带嵌件的塑料制件会降低生产效率,使塑件的生产不易实现自动化,因此在设计塑件时,能避免的嵌件尽可能不用。为了减少嵌件造成的内应力,使塑件不致破裂,也可采用注塑加工成型以后再压人嵌件的方法。有菱形滚花的黄铜套,它带有四条开口槽及内螺纹,一个铜制十字形零件扣在里面,将此嵌件放入注塑加工成型后的塑件的孔中,用手工或特制工具将十字形零件沿槽推动,黄铜套的菱形滚花部分即胀开而紧固。这种嵌件的嵌入应在脱模后趁热进行,以利用塑件后收缩来增加紧固性。近年来,还有利用超声波使嵌件周围的热塑性塑料层软化而压入嵌件的。

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十三、文字、符号及标记

由于装潢或某些特殊要求,塑件上常常要求有标记、符号等等,但必须使文字、符号等的设置不致引起脱模的困难。塑件的标记、符号有凸形和凹形两类。标记、符号在塑件上为凸形时,在模具上就为凹形;标记、符号在塑件上为凹形时,则在模具上10°就为凸形。模具上的凹形标记、符号易于注塑加工,文字可用刻字机刻制,图案等可用手工雕或电加工等。模具上的凸形标记、符号难于加工,直接作出凸形一般需要采用电火花、电铸或冷挤压成型。另外,有时为了便于更换标记、符号,也可以在模内镶入可成型标记、符号部分的镶件,但这种方法会在塑件上留下凹或凸的痕迹。

凹坑凸字的形式,即在与塑件有文字地方对应的模具上镶上刻有字迹的镶块,东莞市马驰科注塑加工厂为了避免镶嵌的痕迹,可将镶块周围的结合线作边框,则凹坑里的凸字无论在模具研磨抛光或塑件使用时,都不会因碰撞而损坏。塑件上标记的凸出高度不小于0.2mm,线条宽度一般不小于0.3mm,通常以0.8mm为宜。两条线的间距不小于0.4mm,边框可比字高出0.3mm以上,标记的脱模斜度可大于10°.

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