一種用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種防止塑料齒輪在高溫或低溫中變形的熱 處理方法，特別涉及一種用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 塑料齒輪廣泛應(yīng)用于精密傳感器、儀器儀表、紡織、印染、造紙、食品等領(lǐng)域，起到 傳遞扭矩、傳遞運(yùn)動(dòng)形式的作用，同時(shí)通過采集齒輪運(yùn)動(dòng)過程中輪輻上透光孔范圍及次數(shù) 而達(dá)到計(jì)數(shù)的目的。與金屬齒輪相比，塑料齒輪具有摩擦小、重量輕、噪音低、成本底等優(yōu) 點(diǎn)，特別是對(duì)于精密傳感器及儀器儀表行業(yè)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪，比如齒輪輪輻需要有 多種不同形狀且分布不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，塑料齒輪優(yōu)勢(shì)更加明顯。
[0003] 目前塑料齒輪注塑加工過程中，通常存在批次間產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定，填充不良，精度 低等缺陷，特別是在60°C -100°C高溫環(huán)境或-20°C -30°C低溫環(huán)境中長(zhǎng)期使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生變 形，從而導(dǎo)致采用該齒輪的傳感器產(chǎn)品性能不佳甚至損壞。
[0004] 因此塑料齒輪在生產(chǎn)中需要保證成型精度和尺寸穩(wěn)定性，在使用過程中、特別是 高溫環(huán)境使用時(shí)具有較好的抗變形能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有精密光電傳感器所用塑料齒輪的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提 供一種用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法，該方法解決了塑料齒輪 加工中尺寸不穩(wěn)定，成型精度低等缺陷，大大降低了塑料齒輪在60°C -KKTC高溫環(huán)境 或-20°C--3(TC低溫環(huán)境中長(zhǎng)期使用時(shí)產(chǎn)生的變形，保證了使用該塑料齒輪的精密光電傳 感器在高溫環(huán)境或低溫環(huán)境的穩(wěn)定性及性能。
[0006] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法，其特征在于：該方法采用 聚甲醛為原料，具體適用原料為均聚型POM 100P，通過注塑工藝生產(chǎn)塑料齒輪，在塑料齒輪 出模后進(jìn)行抗變形熱處理，所述抗變形熱處理包括以下步驟： Sl塑料齒輪出模后，在不超過12小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，將塑料齒輪在50°C -60°C的密閉環(huán)境 中放置8-10小時(shí)； S2將步驟Sl處理后的塑料齒輪立即放置在75°C -85°C密閉干燥環(huán)境中烘烤5-8小 時(shí)； S3將步驟S2處理后塑料齒輪放置在10°C -25°C空氣中自然冷卻。
[0007] 本發(fā)明中，所述注塑工藝條件為： (1) 注塑機(jī)熔料溫度：炮嘴溫度210°C，第一段196±3°C，第二段196±3°C，第三段 176±3°C，第四段 170±3°C ; (2) 注塑機(jī)注塑段工藝參數(shù)：第一段：射出時(shí)速度和壓力分別為85±3m/s、110±3MPa， 注射時(shí)間為2±0. 2秒，射膠量達(dá)塑料齒輪的85-90%，保壓時(shí)速度和壓力分別為15±2m/s、 55±3MPa，保壓時(shí)間為2±0. 2秒；第二段：射出時(shí)速度和壓力分別為32±3m/s、80±3MPa， 注射時(shí)間為l±〇. 1秒，射膠量至產(chǎn)品水口的100%，保壓時(shí)速度和壓力分別為12±2m/s、 50±3MPa，保壓時(shí)間為2±0. 2秒。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有精密光電傳感器用塑料齒輪注塑時(shí)尺寸 不穩(wěn)定、精度低的問題，特別是在60°C -100°C高溫環(huán)境或-20°C -30°C低溫環(huán)境中使用時(shí)， 塑料齒輪幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形，大大提高了使用該齒輪的產(chǎn)品性能穩(wěn)定性。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 實(shí)施例1 : 塑料齒輪材質(zhì)采用均聚型POM，品牌型號(hào)為杜邦100P。
[0010] 將干燥好的塑料齒輪材料顆粒送入注塑機(jī)，設(shè)置注塑機(jī)熔料溫度：炮嘴溫度 210°C，第一段 196°C，第二段 196°C，第三段 176°C，第四段 170°C。
[0011] 塑料齒輪注塑段成型工藝參數(shù)實(shí)施： a、第一段：射出時(shí)速度和壓力分別為85m/s、llOMPa，注射時(shí)間為2秒，射膠量達(dá)塑料齒 輪的85-90% ;保壓時(shí)速度和壓力分別為15m/s、55MPa，保壓時(shí)間為2秒。
[0012] b、第二段：射出時(shí)速度和壓力分別為32m/s、80MPa，注射時(shí)間為1秒，射膠量至產(chǎn) 品水口的100% ;保壓時(shí)速度和壓力分別為12m/s、50MPa，保壓時(shí)間為2秒。
[0013] 塑料齒輪成型、脫模。
[0014] 經(jīng)過上述注塑工藝制作超過200套，通過隨機(jī)取樣，按50套為一組選取四組，標(biāo)記 為齒輪組樣1、齒輪組樣2、齒輪組樣3、齒輪組樣4。其中，齒輪組樣1作為對(duì)比樣組，齒輪 組樣2、齒輪組樣3、齒輪組樣4通過實(shí)施例2進(jìn)行處理。
[0015] 實(shí)施例2 : 將實(shí)施例1獲得的齒輪組樣2、齒輪組樣3、齒輪組樣4,在出模時(shí)12小時(shí)內(nèi)，通過以下 條件分別進(jìn)行抗變形熱處理。
[0016] 齒輪組樣2 :將塑料齒輪放置在型號(hào)為L(zhǎng)P-1000U的高低溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，平攤均勻，試 驗(yàn)箱內(nèi)溫度設(shè)置為55°C，恒溫保持10小時(shí)；然后將高低溫試驗(yàn)箱內(nèi)溫度調(diào)整為80°C，恒溫 保持6小時(shí)；然后將60套塑料齒輪從高低溫試驗(yàn)箱取出，放置在20°C的環(huán)境中自然冷卻。
[0017] 齒輪組樣3 :將塑料齒輪放置在型號(hào)為L(zhǎng)P-1000U的高低溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，平攤均勻，試 驗(yàn)箱內(nèi)溫度設(shè)置為50°C，恒溫保持8小時(shí)；然后將高低溫試驗(yàn)箱內(nèi)溫度調(diào)整為75°C，恒溫保 持5小時(shí)；然后將50套塑料齒輪從高低溫試驗(yàn)箱取出，放置在10°C的環(huán)境中自然冷卻。
[0018] 齒輪組樣4 :將塑料齒輪放置在型號(hào)為L(zhǎng)P-1000U的高低溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，平攤均勻，試 驗(yàn)箱內(nèi)溫度設(shè)置為60°C，恒溫保持10小時(shí)；然后將高低溫試驗(yàn)箱內(nèi)溫度調(diào)整為85°C，恒溫 保持8小時(shí)；然后將50套塑料齒輪從高低溫試驗(yàn)箱取出，放置在25°C的環(huán)境中自然冷卻。
[0019] 將實(shí)施例1獲得的齒輪組樣1與實(shí)施例2進(jìn)行過抗熱變形處理的齒輪組樣2、齒輪 組樣3和齒輪組樣4,按以下檢測(cè)方法進(jìn)行塑料齒輪性能比較： 檢測(cè)方法：將齒輪組樣1、齒輪組樣2、齒輪組樣3和齒輪組樣4中塑料齒輪分別安裝到 精密光電傳感器上，然后將精密光電傳感器放置在不同的溫度環(huán)境中進(jìn)行檢測(cè)，若塑料齒 輪變形會(huì)導(dǎo)致精密光電傳感器采集不準(zhǔn)確而引起跳碼，因此可以通過檢測(cè)精密光電傳感器 的合格率來檢測(cè)塑料齒輪的變形情況。若傳感器不跳碼且運(yùn)轉(zhuǎn)順暢為合格，可以使用，否則 為不合格品。
[0020] 檢測(cè)條件：測(cè)試工裝、LP-1000U的高低溫實(shí)驗(yàn)箱。
[0021] 檢測(cè)結(jié)果如下表：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法，其特征在于：該方法采 用聚甲醛為原料，通過注塑工藝生產(chǎn)塑料齒輪，在塑料齒輪出模后進(jìn)行抗變形熱處理，所述 抗變形熱處理包括以下步驟： S1塑料齒輪出模后，在不超過12小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，將塑料齒輪在50°C -60°c的密閉環(huán)境 中放置8-10小時(shí)； S2將步驟S1處理后的塑料齒輪立即放置在75°C -85°C密閉干燥環(huán)境中烘烤5-8小 時(shí)； S3將步驟S2處理后塑料齒輪放置在10°C -25°C空氣中自然冷卻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法，其特 征在于：所述注塑工藝條件為： (1) 注塑機(jī)熔料溫度：炮嘴溫度210°C，第一段196±3°C，第二段196±3°C，第三段 176±3°C，第四段 170±3°C ; (2) 注塑機(jī)注塑段工藝參數(shù)：第一段：射出時(shí)速度和壓力分別為85±3m/s、110±3MPa， 注射時(shí)間為2±0. 2秒，射膠量達(dá)塑料齒輪的85-90%，保壓時(shí)速度和壓力分別為15±2m/s、 55±3MPa，保壓時(shí)間為2±0. 2秒；第二段：射出時(shí)速度和壓力分別為32±3m/s、80±3MPa， 注射時(shí)間為l±〇. 1秒，射膠量至產(chǎn)品水口的100%，保壓時(shí)速度和壓力分別為12±2m/s、 50±3MPa，保壓時(shí)間為2±0. 2秒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法，其特 征在于：所述的聚甲醛為均聚型POM 100P。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于精密光電傳感器的塑料齒輪的抗變形熱處理方法，采用聚甲醛為原料，通過注塑工藝生產(chǎn)塑料齒輪，在塑料齒輪出模后進(jìn)行抗變形熱處理，抗變形熱處理包括以下步驟：塑料齒輪出模后，在不超過12小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，將塑料齒輪在50℃-60℃的密閉環(huán)境中放置8-10小時(shí)；將處理后的塑料齒輪立即放置在75℃-85℃密閉干燥環(huán)境中烘烤5-8小時(shí)；將處理后塑料齒輪放置在10℃-25℃空氣中自然冷卻。本發(fā)明解決了塑料齒輪生產(chǎn)時(shí)各批次尺寸不穩(wěn)定的缺陷，同時(shí)解決了塑料齒輪在長(zhǎng)期高溫或低溫環(huán)境中使用時(shí)，由于塑料齒輪變形導(dǎo)致精密光電傳感器失靈的嚴(yán)重問題。
【IPC分類】B29C71-02, B29C45-00
【公開號(hào)】CN104527098
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410787562
【發(fā)明人】劉國(guó)耀, 禹建勇, 王成, 徐艷超, 褚裕海, 趙淳潔, 陳蒙
【申請(qǐng)人】南京科遠(yuǎn)自動(dòng)化集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日