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塑料齒輪注射模具設計與制造

為了解決機車傳動進水的問題，作者歐陽志喜，張海臣 這樣論述：

本書全面詳細地介紹了塑料齒輪注射模具設計與制造的技術，是作者30多年從事塑料齒輪注射模具設計與制造的經驗總結，融入了國內外塑料齒輪注射模具設計制造的科技成果、點滴經驗，實用性、可操作性強。本書內容主要包括：塑料注射成型工藝、特性以及塑料齒輪常用材料等基礎知識，塑料齒輪注射模具設計特點與步驟，注射模具六大系統和其他系統的設計，注射模齒輪型腔及其電極參數尺寸的設計，不同類型示例齒輪注射模具結構設計與工作過程，注射模具的制造工藝，EDM電火花加工齒輪型腔的典型工藝，注射模具的試模過程，以及常見各種質量問題的對策。本書重點介紹了各種齒輪注射模具的典型結構與工作過程及其制造工藝，以及注射模齒輪型腔和電極

參數尺寸設計計算與多種特殊加工工藝。本書可供我國汽車、儀器儀表、家用電器、鍾表、玩具、辦公文儀以及國防軍工企業中，從事塑料齒輪注塑模具設計與制造，以及從事齒輪注塑工藝和齒輪檢測的工程技術人員和技術工人使用，也可供大專院校有關專業的師生和科研院所有關的科技人員參考。 第一章 齒輪注射成型工藝及其常用塑料1第一節 塑料注射成型工藝特性1一、收縮性1二、流動性2三、吸濕性3四、相容性3五、熱敏性4第二節 注射成型原理及其過程4一、塑料注射成型原理4二、注射生產前的准備4三、注射成型過程6四、注射成型過程中塑料熔體流程的特征7第三節 注塑機的類型與基本參數8一、注塑機的類型8二、注

塑機的基本參數10第四節 注射成型主要工藝參數13一、溫度13二、壓力14三、生產周期15第五節 塑料齒輪常用材料16一、聚甲醛（POM）16二、尼龍（PA66與PA46）18三、聚碳酸酯（PC）20四、聚苯硫醚（PPS）21五、聚醚醚酮（PEEK450G）22六、聚對苯二甲酸丁二（醇）酯（PBT）24七、齒輪常用塑料有關性能的比較25第二章 塑料齒輪注射模的設計特點與步驟27第一節 塑料齒輪注射模的分類27第二節 塑料齒輪注射模的設計特點28第三節 塑料齒輪注射模的設計步驟31第三章 塑料齒輪注射模的設計35第一節 注射模模架的選用35一、標准模架的種類及用途35二、標准模架的選用方法36三

、非標准模架主要零件的精度要求37第二節 澆注系統的設計38一、澆注系統設計原則38二、流道設計38三、澆口設計44四、熱流道系統應用52第三節 齒輪型腔典型結構設計56一、圓柱直齒輪型腔結構設計56二、圓柱斜齒輪型腔結構設計57三、蝸桿型腔結構設計62四、滑塊式蝸桿型腔結構設計65五、圓柱雙聯齒輪型腔結構設計66六、直齒錐齒輪型腔結構設計68第四節 排氣系統的設計69一、注塑過程產生氣體的原因及其影響69二、排氣系統設計的要點及其對注射聚甲醛齒輪的影響70三、排氣系統設計70第五節 脫模機構的設計74一、澆注系統凝料脫模機構設計74二、齒輪注射模脫模機構設計76第六節 模溫調節系統的設計79

一、齒輪注射模冷卻系統設計79二、齒輪注射模加熱系統設計83三、模溫調節系統密封圈的規格及使用84第七節 注射模導向及精定位組件的設置85一、齒輪注射模開合模導向組件的設置85二、齒輪注射模精定位組件的設置86三、導向組件設計精度的確定88第八節 齒輪注射模重要零部件的設計90一、成型零部件尺寸及精度設計90二、齒輪型腔材料選擇92三、模具標准零部件的技術要求97四、定、動模板尺寸及精度設計106第四章 齒輪型腔參數尺寸設計計算109第一節 塑料齒輪收縮率機理分析與驗證109一、齒輪型腔齒形角修正的早期計算公式109二、塑料齒輪各向同性向心脹縮機理的研究與驗證110三、塑料齒輪收縮率及其成型工

藝的影響112第二節 齒輪型腔參數及尺寸設計計算116一、齒輪材料收縮率的選擇116二、圓柱漸開線齒輪型腔參數及尺寸設計計算方法118第三節 漸開線齒輪型腔參數尺寸設計計算119一、直齒輪型腔參數尺寸設計計算119二、斜齒輪型腔參數尺寸設計計算121三、薄殼型斜齒輪型腔參數尺寸設計計算124四、帶嵌件斜齒輪型腔參數尺寸設計計算127第四節 其他齒輪型腔參數尺寸設計計算134一、漸開線蝸桿型腔參數尺寸設計計算134二、漸開線蝸輪型腔參數尺寸設計計算136三、直齒錐齒輪型腔參數尺寸設計計算139四、鍾表齒輪型腔參數尺寸設計計算150第五章 塑料齒輪注射模結構設計和工作過程156第一節 圓柱齒輪注射

模結構設計與工作過程156一、圓柱直齒輪注射模156二、圓柱斜齒輪注射模160三、圓柱內齒輪注射模165四、鍾表齒輪注射模168第二節 直齒錐齒輪注射模結構設計與工作過程171一、錐齒輪整體式型腔注射模171二、錐齒輪組合式型腔注射模173第三節 圓柱蝸桿注射模結構設計與工作過程175一、上旋式脫模注射模176二、下旋式脫模注射模178三、滑塊式蝸桿型腔注射模181第四節 蝸輪注射模結構設計與工作過程184第五節 雙聯齒輪注射模結構設計與工作過程186一、雙聯直齒輪注射模186二、雙聯直齒 斜齒輪注射模188三、雙聯斜齒輪注射模189四、雙聯蝸桿 斜齒輪注射模191第六節 特種塑料齒輪注射

模結構設計與工作過程194一、帶金屬嵌件塑料齒輪注射模194二、塑料直齒輪二次擠壓注射模196三、圓柱人字齒輪注射模200四、特種雙聯斜齒輪注射模203第六章 塑料齒輪注射模制造206第一節 齒輪注射模標准模架工藝安排206一、內模貫通鑲嵌式注射模的工藝安排207二、開框鑲嵌式注射模的工藝安排208第二節 注射模標准模架檢查209一、注射模標准模架的技術條件210二、注射模標准模架的檢查210第三節 雙聯斜齒輪注射模的加工流程212一、模具制造工藝難點分析212二、雙聯斜齒輪注射模加工流程的設計213第四節 齒輪注射模模板的加工214一、定、動模板及其組件加工214二、其他模板加工220第五節

雙聯斜齒輪注射模內模組件加工222一、定、動模斜齒輪型腔加工222二、大斜齒輪電極及其型腔輪齒電火花成型加工225三、定、動模型腔座及動模型芯加工227第六節 注射模其他零件及其流道加工229一、其他零件的加工229二、流道加工231第七節 齒輪注射模的裝配與驗收232一、裝配前的准備工作232二、動、定模內模組件的裝配與調整234三、動、定模型腔復位桿的裝配與調整236四、定距拉桿及拉板的裝配與調整237五、頂出與復位系統的裝配與調整238六、齒輪注射模的驗收239第七章 齒輪型腔成型加工技術240第一節 齒輪型腔電火花成型加工240一、電火花加工基本原理及其工藝准備240二、回轉式電火花

展成加工243三、齒輪電極參數尺寸設計與制造250四、電火花成型加工的質量問題及其預防措施260第二節 齒輪型腔電火花線切割加工263一、電火花線切割加工原理與機床263二、漸開線圓柱齒輪型腔齒廓的構成與設計計算270三、齒輪型腔齒形線切割編程276四、齒輪型腔和型芯慢走絲線切割加工工藝276五、電火花線切割加工的特殊用途278第三節 齒輪型腔電鑄成型工藝279一、電鑄的基本原理和特點279二、電鑄工藝流程及其設備280三、齒輪型腔電鑄方式的改進281四、電鑄成型的特殊用途284第四節 齒輪型腔冷擠壓成型工藝285一、齒輪型腔冷擠壓成型的主要方式285二、齒輪型腔冷擠壓成型工藝要點286三、齒

輪型腔冷擠壓成型工藝的優缺點287第五節 齒輪型腔及電極特種加工工藝288一、直齒錐齒輪型腔成型加工工藝288二、齒輪型腔擠壓珩磨工藝的應用294三、齒輪型腔表面軟氮化處理296四、四軸聯動加工中心及CNC滾齒機的應用300第八章 齒輪注射模試模與維護保養305第一節 齒輪注射模試模305一、試模前的准備工作305二、注塑機及周邊設備規格與型號選擇306三、試模操作流程及注意事項307第二節 齒輪注射模試模中的常見問題及其對策309一、注射模試運行檢查與注射工藝參數調整309二、常見問題及排除310三、注射成型生產的基本條件311四、注射模的熱平衡問題312五、PEEK（聚醚醚酮）齒輪的試模3

13六、PA（聚 胺）齒輪的試模314第三節 齒輪注射模試模的首件檢測316一、試模樣件的准備316二、試模齒輪樣件的檢測319三、齒輪強度測試及壽命試驗323第四節 齒輪注射模修模方案的確定與實施325一、齒輪注射成型制品的不良缺陷325二、齒輪注射成型的精度不良分析331第五節 齒輪注射模維護與保養336一、齒輪注射模的維護保養336二、齒輪型腔及內模組件的維護保養337附錄340附錄一 齒輪注射模排氣系統與溫度調節系統340附錄二 塑料注射模零件的標准及應用357附錄三 塑料注射模驗收細則379參考文獻391 《塑料齒輪注射模具設計與制造》是由張海臣與筆者合作，歷時

三年多的努力得以完成的專著。本書作為《塑料齒輪設計與制造》一書的姊妹篇，是國內第一本全面、實用地介紹塑料齒輪注射模具設計與制造的技術圖書，是作者30多年從事塑料齒輪注射模具設計與制造的經驗總結，實用性、可操作性強。本書系統、全面地介紹了作者及其團隊與國內外塑料齒輪注射模具設計制造的科技成果、點滴經驗，各種齒輪注射模具的典型結構與工作過程及其制造工藝，重點闡述了注射模具齒輪型腔和電極參數尺寸設計計算與多種特殊加工工藝。本書第一章簡要介紹了塑料注射成型工藝、特性以及塑料齒輪常用材料等基礎知識，是從事塑料齒輪制造專業工程技術人員所必須熟悉的；第二章簡述了塑料齒輪注射模具的設計特點與步驟；第三章詳細介

紹了齒輪注射模六大系統和其他系統的設計，其中不少是作者們多年積累的寶貴經驗和科技成果；第四章深入討論了注射模齒輪型腔及其電極參數尺寸的設計，介紹了目前國內外有關的學術研究成果，首次提出建立在「齒輪本體收縮率」基礎上的齒輪型腔主要參數尺寸設計的新理念和計算方法；第五章詳細介紹了多種不同類型示例齒輪注射模的結構設計與工作過程，其中不少示例齒輪注射模的結構設計是首次公開發表的，具有較高的參考借鑒價值；第六章深入討論了塑料齒輪注射模的制造工藝，總結了兩種典型結構齒輪注射模的最佳工藝流程，並通過示例特種雙聯斜齒輪注射模，對模具的主要加工工藝進行了詳細討論；第七章全面介紹了EDM電火花加工齒輪型腔的典型工

藝，敘述了回轉式電火花展成加工齒輪型腔工藝，還介紹了齒輪型腔及電極的多項特種加工工藝；第八章介紹了塑料齒輪注射模的試模過程，以及各種常見質量問題的對策。本書還包括三個附錄，內容翔實，對齒輪注射模設計制造頗有參考價值。張海臣先生是國內塑料齒輪及注射模設計制造業界知名專家與民營企業家，1988年在天津大型國企從事模具制造工作，1993年南下深圳，受聘於外資企業從事精密注塑模的維修與制造。1997年創辦了深圳市海翔銘實業有限公司任董事長兼總經理，主要從事和推動高端塑料齒輪模具和塑料齒輪制品的國產化工作。經過自主研發和長期積累，在塑料齒輪模具設計制造以及注塑技術上有了重大突破與創新。完成了汽車搖窗機、

雨刮電機驅動器的國產化和電子駐車系統的齒輪箱的設計、開發、驗證和大批量生產工作，以上產品均已達到國際先進水平。塑料齒輪產品除了滿足國內用戶外，已在多個著名國際汽車品牌的車型上獲得使用。與此同時，該公司還培養了一批塑料齒輪及注射模制造的技術精英。張海臣1991年獲得天津市高級模具技術大賽第一名，1994年獲得深圳市青年創業獎，為我國塑料齒輪制造業的發展作出了重要貢獻。張海臣負責組織本書第二章、第三章（大部分）、第五章、第六章（大部分）以及第八章的撰寫、審稿工作。筆者於1980年承擔重慶市經委下達的限期解決本市生產台式電風扇搖頭噪聲嚴重超標指令性任務，在自制電火花加工內螺紋機床上，按展成原理電火花

加工注射模齒輪型腔獲得成功，塑料斜齒輪的合格率從原來的40%提升到100%，完成了攻克電風扇搖頭噪聲難關任務。1983年參與石油部下達重慶市的我國20世紀70年代從美國引進油井鑽機用柴油機少齒差行星計時器的研發，筆者主要負責其中塑料少齒差行星輪系研制攻關，獲得圓滿成功。1992～1997年任重慶光華精密模具研究所技術所長，專門從事石英鍾齒輪輪系設計、注射模齒輪型腔及電極參數尺寸設計與加工工藝研究攻關。1997～2002年受聘於成都華川電裝品公司，在100天內攻克了該公司長達7年未解決的長安汽車雨刮器的噪聲不達標等質量難題；負責指導塑料齒輪注射模具的設計制造與多種汽車、摩托車啟動電機、刮水電機、

車窗電機等產品的塑料齒輪傳動輪系設計與制造及技術攻關。2002年以來受聘於寧波雙林汽車配件股份有限公司，主要從事汽車座椅水平驅動器和記憶器等產品的塑料齒輪傳動輪系開發，負責產品大批量生產中的疑難技術攻關等，該系列產品已經持續生產十多年，目前仍是國內唯一出口歐美的大宗創匯產品。筆者負責本書第一章、第四章、第七章以及三個附錄等的撰寫，還承擔本書的審稿、修稿與全書的整理任務。關的實踐中，倍感我國塑料齒輪注射模的設計制造水平已有長足進步，但與發達國家相比，還存在較大的差距，深刻認識到高精度塑料齒輪注射模的設計制造基礎還比較薄弱。目前仍基本上是由企業根據用戶的要求自行攻關、開發和生產；這種體制上的缺陷，

勢必制約我國中高檔塑料齒輪設計制造水平的進一步提高，從而造成目前我國仍需從國外進口部分中高檔塑料齒輪的局面。要徹底實現塑料齒輪國產化生產，還需要有齒輪產品設計、塑性材料研發、注塑模具設計制造、新型注塑設備與注塑工藝研究和齒輪檢測與試驗等多學科的專家團隊進行聯合攻關。本書可供我國汽車、儀器儀表、家用電器、鍾表、玩具、辦公文儀以及國防軍工企業中，從事塑料齒輪注塑模具的設計與制造，以及從事齒輪注塑工藝和齒輪檢測的工程技術人員和技術工人使用，也可供大專院校有關專業師生和科研院所有關科技人員參考。在本書撰寫和修稿過程中，周慶勝、歐陽海黎付出了大量心血，做出了重要貢獻；還有胥樹志、肖祥華、周普亮、鄭尚碌、

李清、顧來法、應超越等也參與了本書部分章節文稿的編寫或提供了重要參考資料和意見；在此一並致以最衷心的感謝。由於作者水平有限，書中疏漏之處在所難免，懇請批評指正！歐陽志喜