CN1158293A - 平衡轴齿轮的注塑成型工艺和加工方法 - Google Patents

平衡轴齿轮的注塑成型工艺和加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车上平衡轴齿轮组件(尼龙齿轮)的注塑成型工艺和加工方法。它是在尼龙66材料中加入适量00级MoS2、碳黑及增韧剂进行改性处理，分次对齿毂、齿圈进行注塑成型，注塑模具采用了侧浇口十环形膜状浇口进料，使得进料均匀，填充性好，由于齿轮的材料进行了改性处理，因此材料的拉伸强度等性能增强；在注塑工艺上采用嵌塑成型技术稳定处理和退火处理等后处理工艺，既保证了内部结构的均匀性、致密性。

Description

平衡轴齿轮的注塑成型工艺和加工方法
本发明涉及一种用于汽车上平衡轴齿轮组件(尼龙齿轮)的注塑成型工艺和加工方法。
平衡轴齿轮组件作为汽车传动系统的部件是以车行驶的低噪音化为目的，因此齿轮的材料多选用尼龙纤维复合材料。尼龙具有高温耐疲劳性，低温耐反复冲击性，但在以往的加工方法中，多是彩用短纤维上胶料模压成型或沿齿轮轮齿表面置一层由树脂和增强纤维组成的齿形带，将与齿轮长、宽相同的、浸过树脂的纤维布折叠成齿形带，然后置入压模齿圈的模具内，再将齿圈置入模具内，加入轮辐材料，进行加温模压成型，脱模后再进行精加工；以这种加工方法提高齿轮的强度性能。虽然此种加工方法加工出的齿轮在齿轮轮齿的强度及耐久性上有所增强，但是，仍不够理想，齿轮的使用周期在可靠性试验中运行几十小时后就出现断裂。
本发明的目的是，提供一种以二次注塑成型的工艺方法提高平衡轴齿轮的强度性能。
本发明的技术解决方案是以车、磨、铣加工轴套；选用玻璃纤维含量为40～50％的玻璃尼龙66(70G43L)，添加适量的00级MoS2、碳黑及增韧剂进行改性处理，然后注塑齿坯；齿坯注塑分二次进行，先注塑齿毂，再注塑齿圈；齿毂与齿圈分别用不同的模具进行注塑，模具采用测浇口+环形膜状浇口进料的结构设计；其注塑工艺分别为：
一次毛坯注塑工艺参数(既齿毂注塑)：
料筒温度     后段  240-270℃
             中段  250-280℃
             前段  260-290℃
             喷嘴  前段温度的40-70％
模具温度           20-90℃
注塑周期    注塑   5-20S
            保压   5-30S
            冷却   10-40S
注塑压力    一段   60-80％
            二段   40-60％
            保压   30-50％
后处理      温度   80-120℃
            时间   2-4H
二次毛坯注塑工艺参数(既齿圈注塑)：
料筒温度    后段    240-270℃
            中段    250-280℃
            前段    260-290℃
            喷嘴    前段温度的40-70％
模具温度            20-90℃
注塑周期    注塑    5-30S
            保压    10-40S
            冷却    10-50S
注塑压力    一段    60-90％
            二段    50-80％
            三段    40-70％
            保压    30-60％
后处理      温度    80-120℃
            时间    2-4H
            介质    硅油
本发明的优点是：对一般的玻璃尼龙材料进行改性处理，使得材料的拉伸强度等性能增强；模具设计上采用了侧浇口加环形膜状浇口进料，进料均匀，填充性好，模具还设计了冷却、加热装置，提高了填充的致密性，并且还能预成型齿形；在注塑工艺上，我们应用电脑全自动注塑成型机注塑成型，使用嵌塑成型技术，采用稳定处理和退火处理等后处理工艺，既保证了内部结构的均匀性、致密性，又保证了齿轮的超韧性及高强度性能。使可靠性运行试验达400小时(等效于近十万公里的行车试验)。
图1为本发明的齿毂注塑模具示意图；
图2为本发明的齿圈注塑模具示意图；
图3为本发明的浇口套示意图；
图4为图3的顶视图。
齿毂注塑模具由定模部分、型腔部分、动模部分及顶出复位机构组成，其中安装板9和定模件8通过螺钉10固定构成了定模部分；在型腔部分中，型芯7镶嵌在动模件6上，与定模件8一起构成型腔部分，使型腔为整体镶块式结构；动模件6、支承板件5、垫块件4及动模安装板件1通过螺钉18固定在一起构成了动模部分；动模和定模部分在接触面处分型，既为模具的分型面。模具的顶出复位机构是由推板2、推杆板3、顶杆12、13、复位杆17组成，模具分型后顶出机构顶出制件，模具的导向定位是由导柱16、11完成的。当模具闭合时，通过复位杆复位，导柱准确地导向定位，进入下一个循环动作。浇口套14由主浇道37和分浇道38、39组成，每个分浇道有一个侧浇口40，熔料通过主浇道37注入分浇道38、39，然后通过侧浇口40及环膜状浇口41充入模腔。
齿圈注塑模具由定模、型腔、动模及顶出复位机构组成，定模板25既为定模部分；型芯组件36、型芯30与动模板24一起构成了型腔部分，使型腔为镶嵌式动模整体型腔；动模部分是由动模板24、型芯座23、垫板21、支圈29与底板32组成，经螺钉28固定。模具分型面是由动、定模部分通过接触面分型；注塑完成后，由推板26、推杆板27、顶杆37和20、复位杆22及轴承构成的顶出复位机构将制件旋转式顶出，随后，由于导柱34和31的导向作用，使得模具准确无误地复位，进入下一个循环动作。此模具的浇口套35的结构形式与齿毂注塑模具的浇口套14的结构特征相同。19为加热圈，33为芯柱。
实施例：
1.用车、磨、铣加工出轴套，将轴套置入注塑齿毂的模具内准备注塑；
2.以70G43L为基材，添加00#级胶体MoS2粉剂1～3％；耐磨碳黑0.5～1％；增韧剂5～10％，然后进行第一次注塑，(注塑仅以CJ-80NCII设备为例)成型工艺参数为：
料筒温度：    后段  240℃
              中段  260℃
              前段  270℃
              喷嘴  前段温度的45％
模具温度：          40-50℃
注塑周期：    注塑  6S
              待压  8S
              冷却  15S
注塑压力：    一段  75％
              二段  60％
              保压  35％
后处理：      温度  90℃
              时间  2H
              介质  空气然后进行第二次注塑(注塑仅以CJ-150NCII设备为例)，成型工艺参数为：
料筒温度：后段  260℃
          中段  270℃
          前段  290℃
          喷嘴  前段温度的45％
模具温度：      70-80℃
注塑周期：注塑  8S
          待压  12S
          冷却  20S
注塑压力：一段  88％
          二段  75％
          三段  65％
          保压  45％
后处理：  温度  95℃
          时间  2H
          介质  硅油
3.进行齿轮加工：精车齿坯、滚齿、拉键、钻孔；齿轮加工完成。

Claims (5)

1、一种由轴套加工、注塑齿坯、齿精加工形成的平衡轴齿轮的注塑成型工艺和加工方法，其特征是，用玻璃纤维含量为40～50％的玻璃尼龙经添加00#级MoS2碳黑及增韧剂做改性处理，在已加工完成的轴套上分两次进行齿坯注塑，然后再做齿轮精加工。
2、根据权利要求1所述的平衡轴齿轮的注塑成型工艺和加工方法，其特征是，齿毂注塑的工艺参数为：
料筒温度    后段  240-270℃
            中段  250-280℃
            前段  260-290℃
            喷嘴  前段温度的40-70％
模具温度          20-90℃
注塑周期   注塑    5-20S
           保压   5-30S
           冷却   10-40S
注塑压力   一段    60-80％
           二段   40-60％
           保压   30-50％
后处理     温度    80-120℃
           时间   2-4H。
3.根据权利要求1所述的平衡轴齿轮的注塑成型工艺和加工方法，其特征是，齿圈注塑的工艺参数为：
料简温度    后段  240-270℃
            中段  250-280℃
            前段  260-290℃
            喷嘴  前段温度的40-70％
模具温度          20-90℃
注塑周期    注塑   5-30S
            保压  10-40S
            冷却  10-50S
注塑压力    一段   60-90％
            二段  50-80％
            三段  40-70％
            保压  30-60％
后处理      温度   80-20℃
            时间  2-4H
介质        硅油。
4.根据权利要求1所述的平衡轴齿轮的注塑成型工艺和加工方法，其特征是，改性材料中添加了1～3％的00#级胶体MoS2粉剂，0.5～1％的碳黑，5～10％的增韧剂。
5.一种在平衡轴齿轮的注塑工艺和加工方法中所使用的模具，其特征是，它是由齿毂注塑模具和齿圈注塑模具两个模具组成，模具的浇口套分为主浇道、分浇道和环膜状浇口四部分，熔料经主浇道进入后，注入分浇道，然后通过分浇道上的侧浇口及环膜状浇口充入模腔；型芯镶嵌在动模件上，使型腔成为动模整体镶块式型腔结构。
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