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　　在齒輪建模功能較強(qiáng)的二維軟件CAXA中將齒輪外輪廓線根據(jù)齒輪參數(shù)繪制出二維圖形，然后以dwg中間文件格式進(jìn)行CAXA與三維建模軟件SolidWorks的數(shù)據(jù)交換，最終在SolidWorks中完成塑料齒輪三維模型的建立。三維模型建立成功后，將塑料齒輪模型以。stl文件格式輸入CAE分析軟件中，然后對(duì)注塑工藝進(jìn)行分析。

　　CAE注塑軟件的選擇與分析目前應(yīng)用較廣泛的CAE注塑軟件主要有2種，一種是華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室華塑CAE研究中心所研發(fā)的華塑HSCAE華塑注塑成型仿真系統(tǒng);另一種是美國Moldflow公司研發(fā)的(MPI)。MPI能夠模擬熱塑性塑料注射成型過程中的充填、保壓以及冷卻階段，并能較準(zhǔn)確預(yù)測出制品成型后的缺陷，如制品的收縮與翹曲。由于MPI預(yù)測收縮與翹曲的精度較高，筆者采用MPI對(duì)塑料齒輪的收縮進(jìn)行分析。

　　塑料制品收縮的主要原因在整個(gè)注塑和保壓過程中，由于溫度和壓力不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致了塑料制品體積與密度的變化。保壓過程中，由于模溫比較低，塑料被持續(xù)冷卻，導(dǎo)致塑料的密度和黏度持續(xù)升高，造成熱塑料不易被補(bǔ)入，因此保壓壓力與保壓時(shí)間決定著塑料制品補(bǔ)償收縮的程度。在冷卻過程中，模具溫度決定了冷卻速度，從而決定了塑料制品的收縮程度。

　　最佳澆口位置與澆口數(shù)量的確定在進(jìn)行齒輪收縮量預(yù)測分析以前，利用MPI中的GateLocation分析模塊進(jìn)行最佳澆口的分析，根據(jù)分析結(jié)果來選擇適當(dāng)?shù)臐部谖恢?，以避免澆口位置不?dāng)造成的塑料齒輪不均勻收縮。塑料齒輪最佳澆口位置分析結(jié)果。在進(jìn)行澆口位置設(shè)置時(shí)，理論上為了減少熔接痕的產(chǎn)生，澆口數(shù)量不宜過多;但由于塑料齒輪注塑

　　各種材料齒輪注塑工藝分析與結(jié)果,塑料對(duì)POM(N2720M63)材料齒輪收縮缺陷的分析是利用MPI中的Warp(翹曲)模塊進(jìn)行的，此模塊能較準(zhǔn)確地預(yù)測收縮的位置和程度，根據(jù)分析結(jié)果可以對(duì)注塑工藝參數(shù)的交互作用進(jìn)行判斷，并確定影響塑料齒輪注塑成型質(zhì)量的主要工藝參數(shù)。對(duì)于本文選定的3個(gè)注塑工藝參數(shù)：保壓壓力(A)，保壓時(shí)間(B)和模具溫度(C)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)2水平的全面實(shí)驗(yàn)，把所有可能的注塑工藝參數(shù)組合都包括在內(nèi)，使對(duì)注塑工藝參數(shù)間交互作用以及對(duì)齒輪收縮變形的影響分析全面而科學(xué)。因素間的交互作用用符號(hào)/@0表示，例如：因素A和因素B的交互作用用A@B表示。根據(jù)注塑機(jī)類型選取保壓壓力(A)的2個(gè)水平為60MPa(A1)和80MPa(A2);根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定保壓時(shí)間(B)的2個(gè)水平為10s(B1)和20s(B2);根據(jù)材料供應(yīng)商提供的模具溫度范圍和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，選取模具溫度(C)的2個(gè)水平為80e(C1)和100e(C1)。

　　POM(N2720M63)材料塑料齒輪收縮量最大，在實(shí)驗(yàn)中的最佳注塑工藝條件下，其最大收縮量達(dá)到了0.4107mm;PA66(RTP0205)材料塑料齒輪在實(shí)驗(yàn)中的最佳注塑工藝條件下收縮量最小，僅為0.2489mm，UHMWPE(GUREP4221)材料塑料齒輪在實(shí)驗(yàn)中的最佳注塑工藝條件下的收縮量為0.2751mm，處于較好水平，綜合其力學(xué)性能和吸水率低的特點(diǎn)，得出UHMWPE(GUREP4221)材料是制造直齒小模數(shù)塑料齒輪的較好材料。從齒輪收縮均勻度來看，POM(N2720M63)材料塑料齒輪主要表現(xiàn)為整體收縮，齒輪齒牙的局部收縮不明顯，這樣對(duì)其注塑模具模腔尺寸的確定就較為容易，可根據(jù)等比例縮放的方法制造同軸度較好，與配對(duì)齒輪的配合質(zhì)量高的塑料齒輪。PA66(RTP0205)材料塑料齒輪與UHMWPE(GUREP4221)材料齒輪局部收縮較明顯，收縮不均勻，需要根據(jù)澆口位置對(duì)模腔的尺寸進(jìn)行局部擴(kuò)大，技術(shù)難度較大，制造精度難以保證，制品易出現(xiàn)同軸度公差較大的情況。從塑料齒輪收縮量對(duì)注塑工藝參數(shù)的敏感度來看，保壓時(shí)間的大小對(duì)塑料齒輪收縮量的影響最大，模具溫度對(duì)齒輪收縮量的影響相對(duì)小一些，保壓壓力達(dá)到一定值后，其壓力數(shù)值的改變對(duì)齒輪收縮量的影響并不嚴(yán)重。