本發(fā)明涉及一種高精度齒輪的制造方法。

背景技術(shù)：

齒輪作為傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的最基本零件之一，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。樹(shù)脂齒輪價(jià)格便宜且可大量生產(chǎn)，但是樹(shù)脂具有收縮特性，在一體加工過(guò)程中容易產(chǎn)生形狀和尺寸的變化。目前，生產(chǎn)樹(shù)脂齒輪的方法是一次注塑成型，樹(shù)脂的收縮特性造成生產(chǎn)出來(lái)的齒輪的尺寸偏小。為了保證齒輪尺寸的精度，需要在高溫高壓的環(huán)境中進(jìn)行，而且還要盡可能多的往模具的型腔中注塑材料，以滿(mǎn)足冷卻收縮后齒輪的尺寸與所需要的齒輪的尺寸大致相同，這樣就會(huì)造成成型后的齒輪外壁緊貼模具型腔內(nèi)壁，齒輪對(duì)模具型腔的抱合力增大，從而導(dǎo)致脫模困難，即使脫模成功，也會(huì)對(duì)齒輪的外表面造成較大的磨損，導(dǎo)致齒輪在使用時(shí)嚙合度不佳、振動(dòng)較大、產(chǎn)生較大的噪聲,尺寸精度和表面光潔度不佳甚至?xí)霈F(xiàn)困油和泄漏的現(xiàn)象；將注塑成型的齒輪放到齒輪加工設(shè)備上進(jìn)行精加工，不僅會(huì)破壞齒輪的外表面材料的分子結(jié)構(gòu),造成齒輪的物理和化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，而且還降低了生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種高精度齒輪的制造方法,其主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的齒輪在使用時(shí)存在的嚙合度不佳、振動(dòng)較大、產(chǎn)生較大的噪聲、尺寸精度和表面光潔度不佳造成的困油和泄漏的現(xiàn)象、脫模困難和生產(chǎn)效率低的缺陷。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高精度齒輪的制造方法，包括以下步驟，

第一步：

a.以標(biāo)準(zhǔn)模為樣本，制作一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)模等高、模具型腔直徑小于標(biāo)準(zhǔn)模型腔直徑的第一模具；

b.第一次注塑：在第一模具的中心垂直固定放置一心軸，并對(duì)第一模具進(jìn)行注塑，注塑溫度為550-600℃，注塑壓力為28-30MPa；

c.第一次冷卻：使填入到第一模具的材料冷卻成型；

d.第一次脫模：得到粗制品齒輪，且不取出與該粗制品齒輪固定在一起的心軸；

第二步：

A.第二次注塑：利用心軸把第一步中制得的齒輪垂直的固定在標(biāo)準(zhǔn)模的中心，并沿標(biāo)準(zhǔn)模的周邊間隙進(jìn)行二次注塑，注塑溫度為180-200℃，注塑壓力為18-20MPa；

B.第二次冷卻：使第一次成型的齒輪與第二次注塑的材料冷卻疊加成型為一體；

C.第二次脫模：將疊加成型為一體的產(chǎn)品取出，得到最終產(chǎn)品。

優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)模的型腔直徑與第一模具的型腔直徑差≧2mm。

優(yōu)選的，所述心軸是一圓柱形陶瓷棒。

優(yōu)選的，注塑所用的材料為PEEK材料。

由上述對(duì)本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.采用該方案制造的齒輪是通過(guò)兩步注塑成型的，第二步注塑的材料補(bǔ)充了第一步中齒輪成型時(shí)因材料收縮造成的尺寸偏小的缺陷，而且第二步材料的注塑量與第一步材料的注塑量相比大大減少，所以當(dāng)?shù)谝淮纬尚偷凝X輪與第二次注塑的材料冷卻疊加成型為一體后，該齒輪冷卻后的收縮量也會(huì)減小，從而保證了成型后的齒輪的尺寸與所需要的齒輪的尺寸大致相同。

2.通過(guò)第一步注塑成型的齒輪的尺寸雖然不能滿(mǎn)足要求，但也大體接近，所以第二步材料的注塑量很少，而且不是在高溫高壓的環(huán)境中進(jìn)行的，所以經(jīng)二次注塑成型后的齒輪外壁不會(huì)緊貼模具型腔內(nèi)壁，齒輪對(duì)模具型腔的抱合力也較小，不僅使成型后的齒輪更好脫模，而且脫模后的齒輪表面非常光潔，齒輪的嚙合度也越好、噪音也越小，減小了困油和泄漏的現(xiàn)象，也不要再對(duì)齒輪進(jìn)行精加工，提高了生產(chǎn)效率。

3.標(biāo)準(zhǔn)模的型腔直徑與第一模具的型腔直徑差≧2mm，是為了使PEEK材料能更加順利的沿標(biāo)準(zhǔn)模的周邊間隙進(jìn)行注塑。

4.陶瓷棒相對(duì)于其他材料制作的心軸在高溫高壓的環(huán)境中更不易變形,因而使注塑成型的齒輪的形狀更加標(biāo)準(zhǔn)，尺寸也更加精確。

5.采用PEEK材料生產(chǎn)出來(lái)的齒輪具有耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性好和耐磨等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

一種高精度齒輪的制造方法，包括以下步驟：

第一步：

a.以直徑為40.02mm、高為37.048mm的標(biāo)準(zhǔn)模為樣本，制作一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)模等高、模具型腔直徑為38.00mm的第一模具；標(biāo)準(zhǔn)模與第一模具的型腔直徑差≧2mm，是為了第二次注塑時(shí)，使PEEK材料能更加順利的沿標(biāo)準(zhǔn)模的周邊間隙進(jìn)行注塑；

b.第一次注塑：在第一模具的中心垂直固定放置一圓柱形陶瓷棒的心軸，并往第一模具中注塑PEEK材料，注塑溫度為580℃，注塑壓力為29MPa；在高溫高壓的環(huán)境中注塑，PEEK材料能更加緊密的結(jié)合在一起，增大齒輪的應(yīng)力，不僅使齒輪在使用中不易變形，而且在下一步的注塑工序中也不易變形，生產(chǎn)出來(lái)的齒輪的尺寸和形狀更加精確；陶瓷棒相對(duì)于其他材料制作的心軸在高溫高壓的環(huán)境中更不易變形，因而使注塑成型的齒輪的形狀更加標(biāo)準(zhǔn),尺寸也更加精確；PEEK材料具有耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性好和耐磨等優(yōu)點(diǎn)，所以生產(chǎn)出來(lái)的齒輪也具有耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性好和耐磨等優(yōu)點(diǎn)；

c.第一次冷卻：使填入到第一模具的PEEK材料冷卻成型；

d.第一次脫模：得到粗制品齒輪，且不取出與該粗制品齒輪固定在一起的陶瓷棒心軸，為下一步注塑做準(zhǔn)備；

該步中，齒輪冷卻后的收縮量大約在2％-3％，冷卻后的齒輪的尺寸雖然與所需要的齒輪的尺寸大體接近，但該齒輪的尺寸精度和表面光滑度不符合要求，所以需要進(jìn)行二次注塑；

第二步：

A.第二次注塑：利用陶瓷棒心軸把第一步中制得的齒輪垂直的固定在標(biāo)準(zhǔn)模的中心，并沿標(biāo)準(zhǔn)模的周邊間隙進(jìn)行二次注塑，注塑溫度為190℃，注塑壓力為19MPa，采用該溫度和壓力分別是為了保持第一次注塑成型的齒輪不會(huì)被再次熔化和二次注塑成型后的齒輪外壁不會(huì)緊貼模具型腔內(nèi)壁，齒輪對(duì)模具型腔的抱合力也較小，使二次注塑成型后的齒輪更好脫模；

B.第二次冷卻：使第一次成型的齒輪與第二次注塑的PEEK材料冷卻疊加成型為一體；

C.第二次脫模：將疊加成型為一體的產(chǎn)品取出，得到最終產(chǎn)品；第二步注塑的PEEK材料補(bǔ)充了第一步中齒輪成型時(shí)因PEEK材料收縮造成的尺寸偏小的缺陷，而且第二步PEEK材料的注塑量與第一步PEEK材料的注塑量相比大大減少，所以當(dāng)?shù)谝淮纬尚偷凝X輪與第二次注塑的PEEK材料冷卻疊加成型為一體后，該齒輪冷卻后的收縮量也會(huì)減小，從而保證了最終產(chǎn)品的齒輪的尺寸與所需要的齒輪的尺寸大致相同；

該步中，最終產(chǎn)品的齒輪冷卻后的收縮量大約在0.3%-1%內(nèi),可以滿(mǎn)足對(duì)產(chǎn)品尺寸精度的需求；而且，第二步注塑的PEEK材料很少，所以該步成型后的齒輪外壁不會(huì)緊貼模具型腔內(nèi)壁,齒輪對(duì)模具型腔的抱合力也較小，成型后的齒輪就更好脫模，脫模后的齒輪表面也非常光潔,所以也不需要對(duì)齒輪進(jìn)行精加工，提高了生產(chǎn)效率。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。