O design do molde de engrenagem, especialmente para engrenagens de plástico, difere significativamente dos projetos de moldes tradicionais. Parâmetros -chave, como a espessura do dente (o comprimento do arco entre os dois lados de um dente de engrenagem), o módulo (um parâmetro medindo o tamanho da engrenagem) e o ângulo de pressão (o ângulo agudo entre a direção da força e a direção do movimento, excluindo atrito) requer ajustes com base em dados empíricos.
Ao contrário de outros processos, os moldes de engrenagem não podem ser processados diretamente com base nas taxas de encolhimento. Fabricantes profissionais de equipamentos e caixas de engrenagem, alavancando a experiência de longo prazo e colaboração com empresas de software de computador, desenvolveram software especializado para calcular parâmetros de cavidade do molde de engrenagem. Este software pode gerar diretamente parâmetros e perfis de engrenagem, ajudando na modificação da engrenagem e aprimorando a precisão dos dentes. Vamos nos aprofundar nos meandros do design do molde de engrenagem plástica.
Design de cavidade para moldes de engrenagem plástica
Projetar a cavidade para um molde de engrenagem de plástico sempre foi um desafio técnico na indústria de moldes, principalmente devido a dois motivos:
1. Precisão em taxas de encolhimento de plástico:
Durante o processo de moldagem de engrenagens plásticas, os grânulos de plástico se transformam em um estado fundido sob fogo alto e depois esfriam para formar engrenagens plásticas sólidas. A taxa de encolhimento de plástico durante esse processo é um valor de intervalo, dificultando a determinação de taxas precisas de encolhimento.
2. Cálculo de encolhimento não linear para cavidades de molde:
Para moldes de engrenagem de plástico pequenos involutores, a cavidade do molde representa essencialmente uma engrenagem imaginária. Essa engrenagem imaginária difere de engrenagens deslocadas e engrenagens internas. Após o encolhimento, torna -se a engrenagem plástica desejada. O encolhimento no perfil de dente involuto dessa engrenagem imaginária não é uniforme, como o encolhimento isotrópico visto em partes plásticas em geral. No plano da engrenagem, o encolhimento nas direções x e y é desigual, levando a encolhimento não linear, como mostra a Figura 1. Essa não linearidade aumenta significativamente a complexidade do projeto de cavidades de moldes de engrenagem de plástico involutas.
A maneira certa de projetar uma cavidade do mofo de engrenagem
Enfrentando esses desafios técnicos, o uso do método de encolhimento isotrópico para projetar cavidades de molde geralmente produz resultados abaixo do ideal. Com base em anos de experiência prática e estimativa precisa das taxas de encolhimento de plástico, recomendamos o uso do método do módulo variável para o projeto teórico das cavidades do molde de engrenagem, seguido pela correção do perfil do dente para garantir a precisão e a racionalidade da cavidade do molde.
O método do módulo variável pressupõe que, durante vários estágios de processamento, o diâmetro do círculo base, o diâmetro do círculo de afinação, o diâmetro do círculo de adendo e o diâmetro do círculo de dinendum de uma engrenagem permanecem consistentes, escalando ou para baixo proporcionalmente, semelhante às mudanças de dimensão radial em partes simples do tipo manga. Para o círculo de pitch de uma engrenagem, conforme determinado pela fórmula d=mz, depende apenas do módulo M e do número de dentes z.
Como o número de dentes em uma engrenagem específica é constante, podemos considerar a mudança no diâmetro do círculo de afinação durante o processamento como uma alteração no módulo. Esse princípio implica que o espaço incluído pela cavidade do molde de engrenagem plástica é uma engrenagem imaginária com número constante de dentes e ângulo de pressão, com as ranhuras formando o perfil dental da cavidade.
Podemos calcular o módulo dessa engrenagem imaginária usando um método proporcional. A fórmula para este cálculo é m '= (1 + η%) m. Nesta fórmula, M 'representa o módulo do perfil de dente da cavidade do molde, M é o módulo teórico da engrenagem projetada e η% é a taxa de retração do plástico. Ao substituir o módulo M 'na fórmula de cálculo da engrenagem correspondente, a engrenagem resultante representa a engrenagem imaginária da cavidade do molde. A prática mostrou que o método do módulo variável aborda efetivamente o desafio do encolhimento não linear nos perfis de dentes involutos, como demonstrado pelo produto da cavidade do molde mostrado na Figura 2.
Design de portão para moldes de engrenagem plástica
No processo de moldar engrenagens plásticas, a localização do portão afeta significativamente a precisão das engrenagens, especialmente o fuga radial. A forma de distribuição do portão também afeta crucialmente as propriedades mecânicas gerais das engrenagens de plástico. Ao projetar portões para moldes de engrenagem plástica, se o produto de engrenagem permitir, é recomendável usar um sistema de bloqueio de três pontos. Idealmente, esses três pontos devem estar localizados no mesmo arco circular e distribuídos uniformemente, como mostra a Figura 3.
Usando um sistema de bloqueio equilibrado de três pontos, o fusão de plástico flui radialmente dos portões, convergindo nas frentes de fluxo para formar três linhas de solda. Nessas linhas de solda, a orientação das fibras tende a ser paralela à frente do fluxo. Nas engrenagens, isso resulta em fibras sendo radialmente distribuídas nas linhas de solda, sendo distribuídas aleatoriamente em outras partes da engrenagem. Isso cria áreas de baixo retração ao longo das linhas de solda. A diferença na orientação da fibra entre as linhas de solda e o restante da engrenagem é menos pronunciada do que nas engrenagens com um único portão, levando a uma maior precisão da engrenagem. A Figura 4 mostra uma comparação esquemática dos padrões de orientação e enchimento da fibra ao usar uma única porta excêntrica versus um portão distribuído uniformemente de três pontos.
Design de ventilação para moldes de engrenagem plástica
A ventilação é um aspecto crucial a considerar no projeto de molde de plástico. Para moldes de engrenagem plástica, o design da ventilação nas superfícies dentárias é particularmente importante. Mazntamos a maioria das superfícies de moldes de engrenagem com uma máquina de moagem. Esse processo garante um bom ajuste na superfície a superfície. No entanto, tende a resultar em preenchimento insuficiente nas últimas áreas durante o processo de injeção. Para eliminar o ar preso, é necessário criar ranhuras de ventilação nas superfícies dentárias. Geralmente, o design dessas ranhuras de ventilação nas superfícies dentárias é mostrado na Figura 5.
Projeto estrutural de moldes de engrenagem plástica
Dado que a moldagem por injeção de engrenagem plástica geralmente usa portões de pontos, a estrutura do molde geralmente adota um design de três placas. A Figura 6 mostra o diagrama de design de um molde de engrenagem e a Figura 7 exibe o molde de engrenagem real. O princípio de trabalho do molde de engrenagem é o seguinte:
Depois de concluir a ação de moldagem por injeção, a parte móvel do molde começa a abrir sob o acionamento da máquina de moldagem por injeção:
- Primeira etapa da separação: Devido à ação da primavera 1, a placa de stripper começa a se separar da Placa A. A ação do alfinete do puxador de sprue fixa o canal principal na placa de stripper e faz com que o portão se afaste do produto.
- Segundo estágio deSeparação: Depois que o molde abre 95 mm, sob a ação do conjunto da barra de gravata, a placa de stripper começa a se separar do painel frontal, liberando o canal principal do arbusto de sprue.
- Terceira etapa deSeparação: À medida que o molde continua a abrir, sob a ação do conjunto da barra de gravata, a placa A começa a se separar da placa B. Após a abertura para 90 mm, a placa do ejetor começa a se mover, ejetando o produto. Durante esse processo, as postagens do guia da placa do ejetor são usadas para melhorar o equilíbrio da ejeção. A placa do ejetor é redefinida sob a ação da primavera 2. Isso completa toda a ação de abertura e ejeção do molde.
Fabricação de moldes de engrenagem plástica
No processo de moldar engrenagens de plástico, o molde de engrenagem é o equipamento -chave para moldar as engrenagens de plástico e garantir sua precisão. O molde de engrenagem de plástico pode ser dividido em duas partes principais: a cavidade da engrenagem e a estrutura do molde. A cavidade da engrenagem, também conhecida como anel de engrenagem, é a parte mais crítica e que exige precisão de todo o processo de fabricação de moldes de engrenagem.
1. Usinagem de cavidade de engrenagem
A usinagem da cavidade da engrenagem é fundamental na fabricação de moldes de engrenagem plástica. A moldagem de engrenagens plásticas é uma forma de processamento de 'réplica'. Nesse processo, o perfil do dente da cavidade é um modelo deformado da forma do dente da engrenagem. Portanto, é essencial controlar estritamente a precisão dimensional e a rugosidade da superfície da cavidade. É essencial evitar defeitos como rebarbas, excentricidade e arranhões na superfície. Portanto, um processo rigoroso de usinagem da cavidade da engrenagem deve ser estabelecido para garantir a precisão da produção de cavidades.
Existem principalmente quatro métodos para usinar a cavidade da engrenagem: corte de arame, usinagem de descarga elétrica (EDM), eletroformagem e fundição de liga de cobre de berílio. Cada um desses métodos tem suas vantagens e desvantagens para cavidades de engrenagem de usinagem. Os fabricantes geralmente usam corte de arame para engrenagens cilíndricas retas e involutivas e geralmente preferem EDM para engrenagens helicoidais. Além disso, eles podem usinar eletrodos usados para EDM de cavidades de engrenagem usando corte de arame. Para eletrodos de engrenagem helicoidal com um pequeno ângulo de hélice (menor ou igual a 6 graus), o corte de arame ainda é aplicável.
2. MOLHA
A estrutura do molde, também conhecida como base do molde, é uma parte auxiliar da parte do molde de engrenagem. O processo de usinagem da estrutura do molde é semelhante ao dos moldes comuns de injeção plástica. Portanto, este artigo não será elaborado sobre ele. A Figura 8 mostra a imagem real da usinagem da estrutura do molde de engrenagem.
