การออกแบบแม่พิมพ์เฟืองพลาสติก: ภาพรวมทางเทคนิค - ข่าว

เชิงนามธรรม

การออกแบบแม่พิมพ์เกียร์พลาสติกมีความแตกต่างโดยพื้นฐานจากการออกแบบแม่พิมพ์ฉีดทั่วไป เนื่องจากข้อกำหนดด้านความแม่นยำทางเรขาคณิตที่เข้มงวดและพฤติกรรมของวัสดุที่ซับซ้อน การควบคุมความหนาของฟัน โมดูล และมุมแรงกดที่แม่นยำนั้นต้องการการปรับเทียบเชิงประจักษ์ที่นอกเหนือไปจากการตัดเฉือนแบบหดตัวมาตรฐาน- เครื่องมือซอฟต์แวร์เฉพาะทางที่พัฒนาผ่านความร่วมมือระหว่างภาคอุตสาหกรรมและวิชาการ ช่วยให้สามารถสร้างพารามิเตอร์ช่องฟันได้อย่างแม่นยำและปรับโปรไฟล์ฟันให้เหมาะสม

Plastic Gear Mold Design

1. ความท้าทายในการออกแบบโพรง

ปัจจัยหลักสองประการที่ทำให้การออกแบบโพรงมีความซับซ้อน:

1. ความไม่แน่นอนในการหดตัวของพลาสติก – การหดตัวของโพลีเมอร์จะแสดงเป็นช่วงแทนที่จะเป็นค่าที่กำหนด ซึ่งทำให้เกิดความแปรปรวนในรูปทรงของชิ้นส่วนสุดท้าย

2. พฤติกรรมการหดตัวแบบไม่เชิงเส้น – แตกต่างจากการหดตัวแบบไอโซโทรปิกในชิ้นส่วนขึ้นรูปทั่วไป โปรไฟล์เฟืองแบบม้วนมีการหดตัวที่แตกต่างกันไปตามแกน X และ Y ในระนาบเฟือง การตอบสนองแบบแอนไอโซทรอปิกนี้นำไปสู่การเปลี่ยนรูปแบบไม่เชิงเส้น ส่งผลให้การออกแบบมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก

Nonlinear Plastic Shrinkage Behavior

2. วิธีการที่แนะนำ: แนวทางโมดูลตัวแปร

แบบจำลองการหดตัวแบบไอโซโทรปิกไม่เพียงพอสำหรับช่องเกียร์ที่มีความแม่นยำ แต่จะเสนอวิธีโมดูลตัวแปรแทน:

• สมมติฐานหลัก: วงกลมฐาน วงกลมพิทช์ วงกลมภาคผนวก และเส้นผ่านศูนย์กลางวงกลม dedendum จะปรับขนาดตามสัดส่วน คล้ายคลึงกับมาตราส่วนรัศมีในส่วนประกอบทรงกระบอก

• ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์:

m'=(1 + \\eta\\%) \\cdot ม

โดยที่ m' คือโมดูลโพรง m คือโมดูลเกียร์เชิงทฤษฎี และ \\eta\\% คืออัตราการหดตัวของวัสดุ

• การใช้งาน: การแทนที่ m' ลงในสมการเรขาคณิตของเฟืองมาตรฐานจะสร้าง "เฟืองจินตภาพ" ที่แสดงถึงโปรไฟล์ของช่อง กรณีอุตสาหกรรมยืนยันว่าวิธีนี้สามารถชดเชยการหดตัวแบบไม่เป็นเชิงเส้นในระบบที่ไม่หมุนวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3. การออกแบบระบบประตู

การวางตำแหน่งเกตมีอิทธิพลอย่างมากต่อความแม่นยำของมิติ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเบี่ยงเบนหนีศูนย์ในแนวรัศมี) และสมรรถนะทางกล แนะนำให้ใช้โครงร่างเกตที่สมดุลสาม- จุดเมื่อเป็นไปได้:

• เกตส์อยู่ในตำแหน่งที่เท่ากันตามแนวส่วนโค้งทั่วไป

• การไหลของการหลอมแบบเรเดียลช่วยลดความไม่สมดุลของการวางแนวของเส้นใยระหว่างแนวเชื่อมและวัสดุเทกอง

• ความผันแปรของการหดตัวลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับการกำหนดค่าประตูเดียว-

การศึกษาเชิงประจักษ์ระบุว่าเกตติ้งสาม-จุดให้รูปแบบการเติมที่สม่ำเสมอมากขึ้น และความเข้มข้นของความเค้นตกค้างลดลง

A three-point balanced gating layout

three-point gating

4. ข้อควรพิจารณาในการระบายอากาศ

การระบายอากาศที่มีประสิทธิภาพถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการกักเก็บอากาศและการเติมช่องที่ไม่สมบูรณ์ ในแม่พิมพ์เฟืองพลาสติก ต้องมีร่องระบายอากาศเฉพาะบนสีข้างฟัน ในขณะที่การเจียรมีความสอดคล้องของพื้นผิวสูง แต่ก็สามารถขัดขวางการอพยพของก๊าซได้ ดังนั้นเส้นทางระบายอากาศที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการเติมแม่พิมพ์เสร็จสมบูรณ์

ffective venting