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1. 小模数玩具齿轮加工生产流程
设计阶段
齿轮参数设计:根据玩具的功能需求确定齿轮的模数、齿数、压力角、齿宽等基本参数。模数通常较小,一般在0.5 1.5之间,以适应玩具的小尺寸和低负载要求。例如,一个玩具汽车传动齿轮的模数可能为0.8,齿数根据传动比设计,如主动齿轮10齿,从动齿轮20齿,实现2:1的减速传动。
材料选择:考虑玩具的使用环境、强度要求和成本等因素选择合适的材料。常用的材料有尼龙、聚甲醛(POM)、ABS塑料等。尼龙材料具有良好的耐磨性和自润滑性,适合用于有相对运动的齿轮;POM材料硬度较高、尺寸稳定性好,能满足较高精度的要求。
模具制造阶段(注塑成型适用)
模具设计:根据齿轮的形状和尺寸设计注塑模具或压铸模具。模具的型腔精度要高,以保证齿轮的齿形精度和尺寸精度。例如,对于精度要求较高的小模数塑料齿轮,模具型腔的尺寸公差控制在±0.02mm以内。
模具加工:采用数控加工技术制造模具,如数控铣削、电火花加工等。在加工过程中,要严格控制模具的表面粗糙度,一般要求模具型腔表面粗糙度Ra达到0.8 0.4μm,以确保成型后的齿轮表面质量。
成型加工阶段(注塑或压铸)
注塑成型:将塑料原料加热至熔融状态,通过注塑机注入模具型腔,经过保压、冷却等过程成型。注塑过程中,要控制好注塑温度、压力和速度等参数。例如,对于尼龙材料,注塑温度一般在240 280℃之间,注塑压力根据模具结构和齿轮尺寸在30 80MPa之间调整。
压铸成型(金属齿轮):对于金属小模数玩具齿轮,将熔融的金属(如锌合金)在高压下注入模具型腔。压铸时要注意金属液的温度、压铸压力和模具的预热温度等。例如,锌合金压铸温度通常在400 430℃,压铸压力在30 50MPa左右。
机械加工阶段(适用于精度要求更高的情况)
车削加工:对于有轴孔或轴颈的齿轮,可能需要进行车削加工。在车削过程中,要控制好尺寸精度和表面粗糙度。例如,齿轮轴孔的尺寸公差控制在±0.02mm以内,表面粗糙度Ra达到1.6μm以下。
滚齿加工(塑料或金属齿轮):利用滚齿机对齿轮进行齿形加工,滚齿可以精确地加工出齿轮的齿形。对于小模数齿轮,滚刀的精度要高,滚齿过程中要控制好切削速度、进给量等参数。例如,滚齿切削速度一般在20 50m/min之间,进给量在0.1 0.3mm/r之间。
剃齿加工(提高齿面精度):通过剃齿机对齿轮齿面进行精加工,去除滚齿后的齿面余量,提高齿面精度和表面质量。剃齿余量一般在0.03 0.08mm之间。
后处理阶段
去毛刺:无论是注塑、压铸还是机械加工后的齿轮,都可能存在毛刺。采用手工打磨、振动光饰、化学腐蚀等方法去除毛刺,以保证齿轮的外观质量和运动顺畅性。
表面处理(金属齿轮):对于金属齿轮,可以进行表面处理,如镀锌、镀铬等,提高齿轮的耐腐蚀性和外观质量。
质量检验:对加工完成的齿轮进行全面的质量检验,包括尺寸精度、齿形精度、表面质量、硬度等方面的检查。采用量具如卡尺、千分尺、齿轮测量仪等进行测量,不符合质量要求的齿轮要进行返工或报废处理。
2. 加工件(小模数玩具齿轮)的特征
尺寸较小:小模数玩具齿轮的外径一般在几毫米到几十毫米之间,如常见的玩具齿轮外径在5 30mm范围内。由于尺寸小,加工过程中对设备的精度要求更高,同时操作时要更加精细,以避免损坏齿轮。
精度要求相对较低(与工业齿轮相比):玩具齿轮主要用于玩具的简单传动,承受的负载较小,所以在齿形精度、尺寸精度等方面的要求相对工业齿轮较低。例如,玩具齿轮的齿形误差允许在±0.05 ±0.1mm之间,而工业齿轮的齿形误差要求则更严格。
材料多样:如前面所述,材料可以是塑料(尼龙、POM、ABS等)或金属(锌合金等)。塑料齿轮具有重量轻、成本低、自润滑性好等优点;金属齿轮则强度较高、耐磨性好,适用于负载稍高的玩具传动。
外观要求较高:作为玩具的一部分,小模数玩具齿轮的外观质量很重要。除了要保证齿轮的形状规则、无明显缺陷外,有时还需要有不同的颜色来满足玩具的美观需求。例如,彩色的塑料齿轮可以通过在塑料原料中添加颜料来实现。