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模具エ业2011年第37卷第10期
电动玩具塑料齿轮注射模设计
贾乃智
(杭州合力电子有限公司,浙江杭州3111)
摘要:分析了某电动玩具用塑料齿轮结构及成型エ艺,阐述了模具结构特点及其工作过程。针对模具
的非自然平衡流道系统,运用 Moldflow软件进行熔体填充模拟分析,使各型腔填充平衡,优化了模具设
计方案,提高了塑料齿轮的质量
关鍵词:塑料齿轮;注射模;流道; Moldflow
中图分类号:TC241;TQ320.662文献标识码:B文章编号:1001-2168(201)10-006-04
Design of injection mould for plastic gear in electric toy
JIA Nai-zhi
(angzhou Heli Electronics Co, Ltd, Hangzhou, Zhejiang 311121, China
Abstract: The structure and molding process of a plastic gear in an electric toy was ana-
lyzed and the characteristic and working procedure of a die for the product were de-
scribed. Moldflow was used to simulate the filling of melt among cavities in the non-natu-
ral balance runner system and the design scheme was optimized
Key words: plastic gear; injection mould; runner; Moldflow
1引言
表1各齿轮参数
望料齿轮具有成本低、质量轻传动声低吸「件轮)轮
齿轮3
轮4
振、自润滑、耐腐蚀、化学性质稳定、不需后续加工、
模数/mm
0.5
0.5
0.5
生产效率高等优点,且刚度和强度接近于金属齿
齿数z/个「z=30,2=12121=32,2=-10
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轮,所以可替代有色金属和合金齿轮,现已广泛应
用于机械、仪表、家用电器、玩具产品和各种计时装
Φ2.1
置中。以下针对某款电动玩具所需的4种塑料齿
轮,成功设计了成型这4种塑料齿轮的模具,并运用
Moldflow软件进行熔体填充模拟分析,使各型腔填
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充平衡,优化了模具设讨方案,提高了塑料齿轮的
质量。
(a)齿轮1
b)齿轮2
2.4x2.4方
史
2塑件结构及成型工艺分析
各塑料齿轮的参数如表1所示,尺寸如图1所
示。各齿轮壁厚均匀,其中齿轮12为双联齿轮
在成型双联齿轮时,必须使上下2个齿轮在同一型
腔内成型,以保证上下齿轮的同轴度,提高齿轮精
(c)齿轮3
(d)齿轮4
度和传动平稳性
图1塑料齿轮
塑件材料为聚甲醛(POM),具有强度高、耐疲劳、
耐蠕变和尺寸稳定性好等特点,是一种较理想的塑
收稿日期:2011-05-04.
料齿轮材料。POM吸水率小,成型前不需干燥,热
作者简介:贾乃智(192-),男,山东安丘人,工程师,主要从事电敏性强,极易分解,分解温度为240℃。而实际上,
动玩具产品结构设计及塑料成型模具设计工作,地址:浙江省杭POM在200℃时滞留30min以上即发生分解,分解
州市余杭镇城东路6号,(电话)1306777195,(电子信箱)
jnz@foxmail.com。
时有刺激性、腐蚀性气体产生,因此料温取稍高于
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熔点的180℃。为消除模具温度对塑料结晶度及收所以将点浇口设计在齿轮中心附近。浇口设计为
缩率的影响,模具温度取90℃。POM料值为0.圆锥形,长25mm,连接分流道处的上端直径为φ4
04mm左右,宜用高压、高速注射。塑件可在较高温mm,末端直径为0.8mm。在浇口与塑件相接处设
度时脱模,冷却时间短。为防止塑件收缩变形、应计有RO.7mm的圆弧过渡,以增加此处的截面积,降
カ不匀,脱模后将塑件放在90℃左右的热水中缓冷低塑料冷却速度,提高补料效果。浇口和流道结构
或用整形夹具冷却。
如图3所示。
考虑到模具型腔的布局和塑件的浇口形式,决
3模具结构设计
定将分流道设计为半圆形,2个齿轮4直接经一级分
3.1模具总体结构设计
流道从浇口进料,其余4个齿轮由一级分流道分流
由于装配1个电动玩具需齿轮1、4各2个,齿轮至二级分流道进料,其中一级分流道长68m,各
2、3各1个,且6个齿轮要求在同一副模具中一次成级分流道长15mm。主流道按常规设计为圆锥形,
型,该模具总体布局为1模6腔,齿轮4的型腔对称长45mm,连接注塑机喷嘴一端的直径为lm,末
分布在距离模具中心40m的模具上下两端,齿轮端直径为3.6mm。
的型腔对称分布在距离模具中心20mm的模具左
端,齿轮2、3分布在距离模具中心20mm的模具右
端,各齿轮型腔的具体布置形式如图2所示。模具
成型零件由动、定模镶件组成,便于型腔部位的加
工制造,塑件由推管推出。
齿轮4
R07∠妙08
齿轮1
图3浇口和流道结构
齿轮3
3.3熔体流动平衡设计
熔体从主流道到各型腔的流动离不相等,且
需成型出4种尺寸不同的塑料齿轮,因此流道布置
樫体为非自然平衡状态。为了得到质量一致的塑
料齿轮,防止先填充的齿轮型腔过保压,后填充的
齿轮型腔保压不足,在模具设计之前,先采用Mold
齿轮1
1ow软件进行烙体墐充模拟分析,确定好浇注系统
的具体尺寸,以得到型腔填充平衡的塑料齿轮。模
()+-(
拟分析过程中,浇口、主流道尺寸和一、二级分流道
长度暂不改变,主要通过改变一、二级分流道的截
齿轮2
面直径和高度使填充基本平衡。
齿轮
经多次调整,设定各齿轮的熔体填充时间如表
2所示。由表2可知,齿轮3的型腔填充时间最长
为0.8437s;齿轮1的型腔填充时间最短,为0.8326
图2各齿轮型腔布置
s;型腔填充时间最大相差0.0111s,说明各型腔的
填充基本平衡,满足设计要求。
3.,2浇注系统设计
由于齿轮为对称结构,采用点浇口浇注有利于
表2各齿轮型腔填充时间
保证分子取向和收缩一致,特别是双联齿轮,还能
塑件
齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4
提高上下齿轮的同轴度。但齿轮中心为轮毂部分,
填充时间/s「0.8326」083960.84370.8372