CN104227973A - 一种斜齿轮模具 - Google Patents

Abstract

一种斜齿轮模具，包括对合的动模板和定模板，动模板上设有动模模仁，定模板上设有定模模仁，动模模仁与定模模仁之间的分型面上设有斜齿轮的成型型腔，所述的成型型腔连接浇注机构；所述的定模模仁上装有齿套回位压块，所述的齿套上固接有齿套回位销和齿套限位销，所述的齿套盖板上开容纳齿套回位销的第一孔M和容纳齿套限位销的第二孔J；所述的齿套限位销在第二孔J中的行程限定齿套回位销在斜齿轮顶出过程中的位移；所述的齿套回位压块(13)端部的斜面在合模过程压迫齿套回位销回到初始位置。

Description

一种斜齿轮模具

技术领域:

本发明涉及一种斜齿轮的制造模具。 

背景技术

针对高精度的塑料斜齿轮的产品，其斜齿轮齿形的成型是在专门的带有斜齿形状的齿套上成型，在产品顶出过程中，斜齿轮直接顶出，在顶出过程中，齿套受到斜齿轮的斜齿形的驱动作用，会随着斜齿轮的顶出，而自行旋转一个角度，直到斜齿轮顶出后，齿套旋转停止，齿套旋转后，如何再旋转回之前的位置，这是一个难题，本专利就此而展开论述。 

(一):塑料产品图及模具概念设计： 

图1是斜齿轮的产品图，其材料为POM(聚甲醛)，产品直径为60mm,全齿啮合误差要求为0.08mm,单齿啮合误差要求为0.03mm，是一款要求非常高的塑料斜齿轮产品。 

图2为图1中的斜齿轮主视图的放大图，从图中可以看出，与一般的直齿轮不一样，该齿轮的齿形是斜的，与齿轮的轴线方向有一个b角存在，就是这个b角的存在，给我们的模具设计与制造带来了与直齿轮模具不一样的设计要求。 

如图3中，1’为斜齿轮，2’为模具上的成型齿形的齿套。 

如图4就是斜齿轮齿形出模的概念设计，A是斜齿轮1’刚注塑完成，还没有顶出，还在齿套2’里的状态，B是斜齿轮1’从齿套2’顶出后的状态，可以看出，斜齿轮1’直接从齿套2’中顶出来，在顶出过程中，由于有图2所示的b角的存在，相对与斜齿轮的顶出方向而言，斜齿轮的齿形是有一个倾斜的b角存在的，是不能直接顶出的，在顶出过程中，斜齿轮1’由于还有其他特征的约束，是不能旋转的。斜齿轮1’要被顺利顶出的话，。只有成型斜齿部份的齿套2’，在顶出 过程中，在斜齿轮1’的驱动下，相应的旋转一个角度，如B中的箭头，即是齿套2’的旋转方向。齿套2’旋转后，才能完成斜齿轮齿形的顺利顶出。 

(二):传统模具方案: 

图5是现有技术模具结构详图，显示了模具的动模侧与定模侧的视图，其中：1’，斜齿轮2’，齿套6’，定模型芯7’，定模板8’，齿套盖板9’，动模板。 

图6为模具合模状态的图5所示的A-A的剖面视图，其中：11’，顶针垫板12’，顶针固定板。 

图7为图6中B’处的放大视图。其中：1’，斜齿轮2’，齿套3’，动模模仁4’，滚针轴承5’，滚珠轴承6’,定模模仁7’，定模板8’，齿套盖板9’，动模板10’，顶针。 

图7即是斜齿轮模具成型的模具的主要结构图，从图中，可以看出1’是斜齿轮，2’是齿套，齿套2’的内侧与动模模仁3’的外侧在E处呈园柱面的间隙配合，间隙为单边0.01mm,齿套2’的底面在F处被滚针轴承4’撑住，齿套2’的外侧在G’处，与滚珠轴承5’相配合。由于齿套2’在F’,G’两处相配合的都是轴承面，都是可以自由滑动的，只有E’处是呈园柱面的间隙配合，这样的话，就实现了齿套2’是可以绕产品的轴线D而自由旋转的结构。 

图8为图5中动模侧视图的C’处放大图。其中1’，斜齿轮2’，齿套8’，齿套盖板。 

在齿套盖板8’上，沿齿套2’的园周方向，均匀刻好了呈360度方向均布的数字，从1到8。同样，在齿套2’上也刻有如E’处的箭头，由于有这些数字的存在，再加上箭头H’的指示作用，可以清楚的识别出齿套2’的旋转位置。 

图中可以看出，在合模状态，在斜齿轮2’被顶出前，箭头H’正对着8’的位置，也就是图中的45度角的位置。 

图9为模具的开模后A-A的剖面视图，顶针垫板11’与顶针固定板12’，在注塑机的作用下，完成产品的顶出动作，带动固定在顶 针固定板12’上的顶针10’完成顶出，将斜齿轮1’从齿套2’中顶出到位。 

图10为图9的B’处放大图,可以看出，斜齿轮1’已经被顶针10’顶出齿套2’。 

图11为图5的C’处放大图,同样的位置，在开模后，在斜齿轮1’被顶出的过程中，后，齿套2’在斜齿轮1的顶出驱动下，旋转一个a角度，可以看出，箭头H’所指的方向与之前的位置(45度线)，已形成了一个a角度。到这时，斜齿轮1’已被顶出，完成了第1次注塑过程。 

图12，模具继续合模。 

图13，模具继续合模后，完成斜齿轮2’的注塑过程,如图5的C’处放大图,同样的位置，此时的状态是齿套2’由于没有受到任何外力的驱动，继续保持在旋转a角的位置。 

图14为第二次模具的开模后A-A的剖面视图，，顶针垫板11’与顶针固定板12’，在注塑机的作用下，完成产品的顶出动作，带动固定在顶针固定板12’上的顶针10’完成顶出，将斜齿轮1’从齿套2’中顶出到位。 

图15，图5的C’处放大图,同样的位置，此时的状态是在第二次开模后，在斜齿轮1’被顶出的过程中，齿套2’在斜齿轮1’的顶出驱动下，在之前旋转一个a角度的基础上，继续旋转了一个a角度，从图中可以看出，箭头H’所指的方向与之前的位置(45度线)，已形成了2a角度。 

到这时，斜齿轮1’已被顶出，完成了第2次注塑过程。 

由此可以看出，继续进行注塑的话，齿套2’会旋转3a角度，4 a角度乃至于na角度，也就是说，模具的注塑的连续过程，就是齿套2’的连续的选转过程。 

这种结构有以下弊端： 

1.如齿套旋转的a角度，与斜齿轮齿数不是整数倍关系时，也就是说，齿套每旋转一个a角度，相对与齿形而言，不是旋转一个完整的齿形，而是旋转一个多齿形或不到一个齿形，这样的话，每个注塑 出来的产品，会由于连续注塑过程中。由于齿套2’的旋转作用，由于不是齿形的整数倍关系，实际上，每一次旋转的位置，相对与齿形而言，都是不一样的，这就意味着，每一模注塑出来的产品，都是不一样的产品。 

2.高精度的塑料斜齿轮产品，由于产品的注塑后的收缩作用，加上齿套2’加工过程中存在误差。只有齿套旋转到一个特定位置时，其产品才能满足全齿啮合误差0.08与单齿啮合误差0.03的要求，象这样齿套2’这样连续的旋转而注塑出来的产品，是满足不了全齿啮合误差0.08与单齿啮合误差0.03的要求。 

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种确保产品齿形相同、啮合误差小的斜齿轮模具。 

一种斜齿轮模具，包括对合的动模板9和定模板7，动模板9上设有动模模仁3，定模板7上设有定模模仁6，动模模仁3与定模模仁6之间的分型面上设有斜齿轮1的成型型腔，所述的成型型腔连接浇注机构； 

动模模仁6连接模脚、动模固定板，动模模仁6与模脚围合成的腔室内装有顶针垫板11和顶针固定板12，顶针将成型的斜齿轮1顶出成型型腔； 

所述的成型型腔被齿套2围合，齿套2表面有斜齿成型面，所述的齿套2的内侧与动模模仁3的外侧呈圆柱面的间隙配合，齿套2的底面支撑在滚针轴承4上，齿套2的外侧与滚珠轴承5配合； 

所述的齿套2的外侧套在齿套盖板8的中心孔内，齿套盖板8装在动模板9上； 

其特征在于： 

所述的定模模仁6上装有齿套回位压块13，所述的齿套2上固接有齿套回位销15和齿套限位销14，所述的齿套盖板8上开容纳齿套回位销15的第一孔M和容纳齿套限位销14的第二孔J；所述的齿套限位销14在第二孔J中的行程限定齿套回位销15在斜齿轮顶出过程中的位移；所述的齿套回位压块13端部的斜面131在合模过程压迫齿套回位销15回到初始位置。 

进一步，所述的齿套回位销15和第一孔M有一个以上，所述的齿套限位销14和第二孔J有一个以上。 

本发明的优点是：确保产品齿形相同、啮合误差小。 

附图说明

图1是斜齿轮的产品图 

图2是图1中的斜齿轮主视图的放大图 

图3是斜齿轮和齿套的示意图 

图4是斜齿轮齿形出模的概念示意图 

图5是现有技术的动模侧与定模侧的视图 

图6是合模状态的图5的A-A向剖视图 

图7是图6的B’处放大图 

图8是图5中动模侧视图的C’处放大图 

图9是现有技术模具开模后A-A向剖视图 

图10是图9的B’处放大图 

图11是图5的C’处放大图 

图12是现有技术模具的合模示意图 

图13现有技术模具合模后的图5的C’处放大图 

图14是现有技术模具第二次开模后的A-A向剖视图 

图15是现有技术模具第二次开模后图5的C’处放大图 

图16是本发明的动模侧与定模侧的视图 

图17是本发明的合模状态的A-A向剖视图 

图18是图16的C处 

图19是图17的K-K向剖视图 

图20是图18的I-I向剖视图 

图21是本发明开模状态的A-A向剖视图 

图22是图16的C处放大图 

图23是图18的I-I向剖视图的开模状态示意图 

图24是本发明的合模状态的A-A剖视图 

图25是再次合模后的图16的C处放大图 

图26是再次合模后的图18的I-I向剖视图 

图27是本发明二次开模后的A-A向剖视图 

图28是本发明二次开模后的图16的C处放大图 

图29是本发明二次开模后的图18的I-I向剖视图 

图30是齿套部分的三维视图 

图31是在图30上加上齿套回位压块后的三维视图 

具体实施方式

参照附图16-31： 

一种斜齿轮模具，包括对合的动模板(9)和定模板(7)，动模板(9)上设有动模模仁(3)，定模板(7)上设有定模模仁(6)，动模模仁(3)与定模模仁(6)之间的分型面上设有斜齿轮(1)的成型型腔，所述的成型型腔连接浇注机构； 

动模模仁(6)连接模脚、动模固定板，动模模仁(6)与模脚围合成的腔室内装有顶针垫板(11)和顶针固定板(12)，顶针将成型的斜齿轮(1)顶出成型型腔； 

所述的成型型腔被齿套2围合，齿套2表面有斜齿成型面，所述 的齿套2的内侧与动模模仁3的外侧呈圆柱面的间隙配合，齿套2的底面支撑在滚针轴承4上，齿套2的外侧与滚珠轴承5配合； 

所述的齿套2的外侧套在齿套盖板8的中心孔内，齿套盖板8装在动模板9上； 

其特征在于： 

所述的定模模仁6上装有齿套回位压块13，所述的齿套2上固接有齿套回位销15和齿套限位销14，所述的齿套盖板8上开容纳齿套回位销15的第一孔M和容纳齿套限位销14的第二孔J；所述的齿套限位销14在第二孔J中的行程限定齿套回位销15在斜齿轮顶出过程中的位移；所述的齿套回位压块13端部的斜面131在合模过程压迫齿套回位销15回到初始位置。 

所述的齿套回位销15和第一孔M有一个以上，所述的齿套限位销14和第二孔J有一个以上。 

本发明通过一种齿套的机械回位机构，成功的解决了齿套的旋转回位问题，确保了每一模注塑出来的产品，其齿形是一样的，保证了产品的品质，以下加以介绍： 

图16为模具的动模侧与定模侧的视图，其中：1，斜齿轮2，齿套6，定模型芯7，定模板8，齿套盖板9，动模板13，齿套回位压块。 

从以上图中可以看出，相比以前的结构，这种新型的结构上，在定模型芯6的外侧，有增加了两个齿套回位压块13。 

图17为模具合模状态的A-A的剖面视图，该视图与之前的图6是一样。也就是说齿套2的能够旋转的原理与之前的图6，图7是一样的。其中：11，顶针垫板12，顶针固定板。 

图18为图16的C处放大图。其中1，斜齿轮2，齿套8，齿套盖板14，齿套限位销15齿套回位销。 

在之前的结构的基础上，有新追加了齿套限位钉14与齿套回位销15，在齿套盖板8，有开了M与J处的通孔。这两处通孔就是齿套限位钉14与齿套回位销15在齿套2旋转时的运动空间。如J处的通孔，当齿套2旋转时，齿套限位钉14可以在这个通孔内活动，E是齿套限位钉14旋转到左侧的极限位置，D是齿套限位钉14旋转到右侧的极限位置。这样的话，可以防止齿套2因为旋转过头而造成齿套回位销15在合模过程中与齿套2相撞而损坏齿套2。齿套回位销15也可以在M处的通孔内，随齿套的2的旋转而运动，齿套回位销15在M处的孔内，H处的箭头正对45度角度线的方向时，其回位销的中心到M处的孔内的边缘的距离为L1。 

图19为图17的K-K剖面图，从图19可以看出，齿套限位钉14与齿套回位销15，是插入齿套2中的，是紧配合，这样的话，在齿套2的旋转过程中，齿套限位钉14与齿套回位销15不会从齿套2中掉出来。 

图20为图18的I-I剖面图，其中：2，齿套3，动模模仁4，滚针轴承5，滚珠轴承6,定模模仁7，定模板8，齿套盖板9，动模板13，齿套回位压块15，齿套回位销。 

从图20可以看出，齿套回位压块13以挂台的方式，固定在定模模仁6上。此时是合模状态，齿套回位压块13是压住齿套回位销15的，齿套回位销15的中心到齿套盖板8上的M处的孔内的边缘的距离为L1。这个L1即是对应图18的L1。 

图21为模具开模状态的A-A的剖面视图，顶针垫板11与顶针固定板12，在注塑机的作用下，完成产品的顶出动作，带动固定在顶针固定板12上的顶针10完成顶出，将斜齿轮1从齿套2中顶出到位。与之前的图9的顶出过程类似。 

图22为图16的C处放大图，此时是模具开模后，斜齿轮1顶出后的状态。其中1，斜齿轮2，齿套8，齿套盖板14，齿套限位销15齿套回位销。 

从图中可以看出。齿套2在斜齿轮1顶出的驱动作用下，旋转了一个a角，可以看出，齿套上的H处箭头相对与之前的45度角度顺 时针旋转了a角。齿套限位销14，也旋转到齿套盖板8中的J处的孔的D侧。齿套回位销15的中心到齿套盖板8上的M处的孔内的边缘的距离增加到L2。 

图23为图18的I-I剖面图的开模状态。其中：2，齿套3，动模模仁4，滚针轴承5，滚珠轴承6,定模模仁7，定模板8，齿套盖板9，动模板13，齿套回位压块15，齿套回位销 

从图23可以看出，此时是开模状态，齿套回位压块13已经与齿套回位销15分离，齿套回位销15的中心到齿套盖板8上的M处的孔内的边缘的距离已增加到L2。这个L2即是对应图22的L2。 

模具继续合模，图24为合模状态的A-A的剖面视图，该视图17的状态一样。其中：11，顶针垫板12，顶针固定板。 

图25为图16的C处放大图。但是是再次合模的状态，其中1，斜齿轮2，齿套8，齿套盖板14，齿套限位销15齿套回位销。 

在合模过程中，齿套回位压块13与齿套回位销15接触，然后，齿套回位压块13作用于齿套回位销15。驱动齿套2旋转回位一个a角。图中可以看到，H处箭头又旋转回45度角线上。齿套限位销14也旋转回到了J孔的E侧。齿套回位销15与齿套盖板8的M孔的孔内的边缘的距离为又回到了L1。相当于又回到了前一次的合模状态。 

图26为图18的I-I剖面图，但是是再次合模的状态，其中：2，齿套3，动模模仁4，滚针轴承5，滚珠轴承6,定模模仁7，定模板8，齿套盖板9，动模板13，齿套回位压块15，齿套回位销。 

从图26可以看出，此时是合模状态，齿套回位压块13作用于齿套回位销15的，齿套回位销15的中心到齿套盖板8上的M处的孔内的边缘的距离又回到了L1。 

图27为模具继续开模状态的A-A的剖面视图，顶针垫板11与顶针固定板12，在注塑机的作用下，完成产品的顶出动作，带动固定在顶针固定板12上的顶针10完成顶出，将斜齿轮1从齿套2中顶出到位。与之前的图21的顶出过程类似。 

图28为图16的C处放大图。但是是再次开模的状态，其中1，斜齿轮2，齿套8，齿套盖板14，齿套限位销15齿套回位销。 

从图中可以看出。齿套2在斜齿轮1顶出的驱动作用下，再次旋转了一个a角，可以看出，齿套上的H处箭头相对与之前的45度角度顺时针再次旋转了a角。齿套限位销14，也再次旋转到齿套盖板8中的J处的孔的D侧。齿套回位销15的中心到齿套盖板8上的M处的孔内的边缘的距离再次增加到L2。 

图29为图18的I-I剖面图的再次开模状态。其中：2，齿套3，动模模仁4，滚针轴承5，滚珠轴承6,定模模仁7，定模板8，齿套盖板9，动模板13，齿套回位压块15，齿套回位销。 

从图29可以看出，此时是开模状态，齿套回位压块13已经与齿套回位销15再次分离，齿套回位销15的中心到齿套盖板8上的M处的孔内的边缘的距离再次增加到L2。这个L2即是对应图22的L2。 

从以上模具的动作过程可以看出，经历了两次开合模过程后，齿套2经历了在模具顶出过程中，在斜齿轮1的驱动作用下，顺时针方现旋转了a角，然后在合模过程中，在齿套回位压块13的对齿套回位销15的作用下，驱动齿套2再逆时针方向旋转回位a角。下次开模与合模继续重复这个过程，后面的多次注塑也是重复这个过程。齿套限位销14，在这个旋转过程中，起到了限制齿套2旋转范围的作用。 

相对与之前的结构，这种追加了齿套机械回位装置的结构。最大的优点在与： 

1.由于每次注塑齿套2都回到同样的位置，保证了每一模产品的齿形特征都是一样的，也就是说，每一模产品都是一模一样的。这与之前的老结构，每次注塑出来的斜齿轮产品都是不一样的，是截然不同的。 

2.高精度的塑料斜齿轮产品，由于产品的注塑后的收缩作用，加上齿套2加工过程中存在误差。只有齿套旋转到一个特定位置时，其产品才能满足全齿啮合误差0.08与单齿啮合误差0.03的要求。由于 有这种齿套机械回位装置的存在。当齿套旋转到一个特定位置后，通过箭头位置定义好初始位置后，通过追加齿套机械回位装置，就可以定好齿套2的位置，进行斜齿轮产品的注塑。保证了全齿啮合误差0.08与单齿啮合误差0.03的要求 

图30是齿套部分的3维视图，可以看出，齿套部分的装配关系。其中，1，斜齿轮2，齿套8，齿套盖板14，齿套限位销15，齿套回位销。 

图31相对于图30，追加了齿套回位压块13，可以看出它们的装配关系。 

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。 

Claims (2)

1.一种斜齿轮模具，包括对合的动模板(9)和定模板(7)，动模板(9)上设有动模模仁(3)，定模板(7)上设有定模模仁(6)，动模模仁(3)与定模模仁(6)之间的分型面上设有斜齿轮(1)的成型型腔，所述的成型型腔连接浇注机构；

动模模仁(6)连接模脚、动模固定板，动模模仁(6)与模脚围合成的腔室内装有顶针垫板(11)和顶针固定板(12)，顶针将成型的斜齿轮(1)顶出成型型腔；

所述的成型型腔被齿套(2)围合，齿套(2)表面有斜齿成型面，所述的齿套(2)的内侧与动模模仁(3)的外侧呈圆柱面的间隙配合，齿套(2)的底面支撑在滚针轴承(4)上，齿套(2)的外侧与滚珠轴承(5)配合；

所述的齿套(2)的外侧套在齿套盖板(8)的中心孔内，齿套盖板(8)装在动模板(9)上；

其特征在于：

所述的定模模仁(6)上装有齿套回位压块(13)，所述的齿套(2)上固接有齿套回位销(15)和齿套限位销(14)，所述的齿套盖板(8)上开容纳齿套回位销(15)的第一孔M和容纳齿套限位销(14)的第二孔J；所述的齿套限位销(14)在第二孔J中的行程限定齿套回位销(15)在斜齿轮顶出过程中的位移；所述的齿套回位压块(13)端部的斜面(131)在合模过程压迫齿套回位销(15)回到初始位置。

2.如权利要求1所述的斜齿轮模具，其特征在于：所述的齿套回位销(15)和第一孔M有一个以上，所述的齿套限位销(14)和第二孔J有一个以上。