（1）選材。采用金屬材料制造齒輪不僅工序繁多、加工復(fù)雜、周期長，而且制件重、工作時需要潤滑。而塑料雙齒輪不僅具有質(zhì)量輕、耐腐蝕性好、耐磨性優(yōu)良、自潤滑性能好、不需另加潤滑油等特點，而且一次成型工藝簡便、成本低。聚甲醛和聚酰胺的摩擦系數(shù)低、耐磨性好，都可用于制造齒輪，但聚酰胺的高吸濕性會引起尺寸變化，影響齒輪精度。聚甲醛的尺寸穩(wěn)定性極好很適合制造小模數(shù)齒輪。雙齒輪模數(shù)為0.4mm，屬于小模數(shù)齒輪，因此選用聚甲醛（聚甲醛M120）作為制作材料。
（2）主要設(shè)備。SZ68/40型注射機，塑料注射模，101－3型電熱鼓風(fēng)箱。
（3）制備工藝。雙齒輪選用聚甲醛注射模塑成型。其制作工藝流程如下所示。
關(guān)鍵工序控制如下。
①嵌件熱處理。該雙齒輪所用的組合金屬嵌件中尺寸[敏感詞] 的嵌件是用板材冷沖而成的。若不進行熱處理，其內(nèi)部會存在很大的內(nèi)應(yīng)力，在比齒輪成型和使用過程中內(nèi)應(yīng)力釋放會引起變形而影響精度，嚴重時會引起制件開裂。所以在嵌件成型后必須對嵌件進行熱處理，以消除嵌件的內(nèi)應(yīng)力。
②嵌件預(yù)熱。預(yù)熱金屬嵌件的目的在于減少金屬與塑料冷卻時由于二者線膨脹系數(shù)的不同在嵌伯周圍產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，尤其是加工過程中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的塑料（如PS、PC、PSU和PPO等）制件或嵌件尺寸較大時必須預(yù)熱嵌件，聚甲醛雖說不屬易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的塑料，但該齒輪的嵌件尺寸較大，故必須對嵌件進行預(yù)熱。預(yù)熱溫度一般為120～130℃，預(yù)熱時間一般為20～30min。
③原材料干燥。由于聚甲醛的吸濕性很低，且對成型工藝的影響也小，一般情況下可以不干燥。若造粒是浸水冷卻或其他原因使樹脂沾有水分時就需要干燥，干燥可在普通烘箱中進行，在110～120℃下烘3～4h即可。
① 注射成型。表5-24列出聚甲醛雙齒輪注射成型的主要工藝條件。
表5-24 聚甲醛雙齒輪注射成型的主要工藝條件
|
項 目 |
數(shù) 值 |
項 目 |
數(shù) 值 |
|
料筒前段溫度/℃ |
190～200 |
注射壓力（表壓）/MPa |
8～9 |
|
料筒后段溫度/℃ |
160～170 |
注射時間/s |
20～30 |
|
模具溫度/℃ |
90～110 |
保壓時間/s |
50～60 |
聚甲醛在熔融狀態(tài)下的流變特性為非牛頓型流體，在成型加工過程中，要降低熔體黏度，增加其流動性，調(diào)節(jié)壓力（增加剪切力）比提高溫度有效得多。另外聚甲醛的熱穩(wěn)定性差，為了增大流動性而提高溫度不僅效果差，而且還會引起熱降解，使制件變色和產(chǎn)生氣泡，影響產(chǎn)品性能。因此成型時宜采用提高成型壓力的辦法來改善熔體的流動性。
聚甲醛熔程較窄，固化速度也很快，成型收縮率較大，影響尺寸精度，因此一定要進行保壓補料。同時由于聚甲醛易結(jié)晶且結(jié)晶速度快，為了使其充模完整，模具必須預(yù)熱，并保持一定的溫度。
⑤制品熱處理。為了提高制品的尺寸穩(wěn)定性和減小內(nèi)應(yīng)力，需將制品在130℃下熱處理3～4h，然后緩冷到室溫。如不進行熱處理，在室溫放置過程中隨著結(jié)晶度慢慢提高，制品會產(chǎn)生較大的收縮。制品的熱處理，既可消除一些內(nèi)應(yīng)力，又可減小制品的后收縮。特別是對于有金屬嵌件的制品中，由于塑料和金屬的線膨脹系數(shù)不同，制件內(nèi)殘存有較大的內(nèi)應(yīng)力，故必須對制品進行熱處理。
（4）注意事項。
①小模數(shù)塑料齒輪宜采用聚甲醛制造。
②金屬嵌件加工后需進行熱處理以消除其內(nèi)應(yīng)力。
③雙齒輪成型前應(yīng)對嵌件進行預(yù)熱，以防止塑料件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而引起變形，甚至開裂。
④聚甲醛雙齒輪成型后應(yīng)進行熱處理，以消除其內(nèi)應(yīng)力。
