塑料角接觸球軸承保持架注塑成型制備方法及其專用模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及角接觸球軸承保持架，特別提供一種塑料角接觸球軸承保持架的注塑成型制備方法及其專用注塑成型模具。
【背景技術】
[0002]角接觸球軸承可同時承受徑向負荷和軸向負荷，能在較高的轉速下工作。接觸角越大，軸向承載能力越高，高精度和高速軸承通常取15°接觸角。可用于高頻馬達、離心分離機等。高速精密角接觸球軸承，主要用于載荷較輕的高速旋轉場合，要求軸承具有高精度、高轉速、低溫升低振動和一定的使用壽命。常作高速電主軸的支承件成對安裝使用，是內表面磨床高速電主軸的關鍵配套件。
[0003]保持架的性能和運行的可靠性是保證軸承正常工作的關鍵之一。目前我國軸承行業生產的角接觸球軸承所使用的保持架大部分均采用酚醛層壓布材料。酚醛層壓布材料密度小、機械強度較高、機械加工性能好、有一定的耐熱溫度和吸油、滲油等性能，在我國被廣泛應用于制造內徑2?200mm角接觸球軸承的保持架。然而，軸承在高轉速情況下工作時，要求保持架能夠承受較高的扭矩，抗拉力，摩擦力，此時現有酚醛層壓布材料將無法滿足要求。另外，酚醛層壓布軸承保持架加工鋼球兜孔時采用分度方法鉆孔，這種方法誤差較大，會造成孔距誤差大，孔徑公差大，每個孔平行差不好，達不到高精度尺寸要求且生產效率不高，材料使用率低。由于酚醛層壓布制作的保持架在使用時具有一定的局限性，國外發達國家已不再將其作為生產保持架的材料使用。國外一些公司現在都在大量使用塑料保持架，與國內酚醛層壓布保持架相比在使用壽命，旋轉精度等方面都存在較大優勢。
[0004]塑料及其復合材料作為保持架材料具有如下優點:
[0005](I)、比重小、耐磨損、耐腐蝕、耐輻射、韌性好，能抗震、能嵌埋固體異物，噪音低，實現強度和彈性的完美結合，在潤滑的鋼材表面有良好的滑動性能，極低的摩擦力，從而使軸承的磨損和發熱保持在最低的水平；
[0006](2)、加工方便，可直接注塑成型復雜的結構；
[0007](3)、低密度材料的慣性低，即使在缺乏潤滑劑的條件下，塑料保持架也仍具有優良的運行性能，因此軸承即使是連續工作也不會有卡死和二次損傷的風險；
[0008](4)、塑料保持架可在相同外形尺寸和截面條件下容納數量更多、尺寸更大的滾動體，從而提尚軸承的承載能力，
[0009]近年來，國內也相繼開發出了使用PA，PTFE, PPS, PEEK，PI等工程塑料及其復合材料制作的各類保持架產品，但使用塑料復合材料注塑成型制作的角接觸軸承保持架尚未見報道。
[0010]注塑成型是指在一定溫度下，通過螺桿攪拌完全熔融的塑料材料，用高壓射入模具腔，經冷卻固化后，得到成型品的方法。在注塑成型的過程中，模具的設計將直接影響最終產品的質量和精度。由于角接觸球軸承保持架結構復雜，產品尺寸精度要求高，其模具設計上存在以下難點:
[0011]1、難以保證精確的分度，使每個圓孔的中心距相等；
[0012]2、一般設計的抽芯尺寸與形狀，難以保證每個圓孔尺寸與形狀的統一；
[0013]3、由于模具結構復雜，抽芯較多，因此存在脫模困難的問題；
[0014]4、澆口位置的設計不合理，將難以保持熔體的流動順暢。
[0015]以上問題的存在，導致注塑成型制造角接觸球軸承塑料保持架難以實現，從而制約了高精度角接觸球軸承塑料保持架的發展。
【發明內容】
[0016]本發明的目的在于提供一種由塑料復合材料經注塑成型制得角接觸球軸承的方法及其專用模具。采用該方法所制得的保持架具有較高的機械強度，良好的耐磨性及耐腐蝕性，尺寸精度高，表面光滑，容易加工，生產效率高，節省材料等特點，能夠適應在高轉速高精度等苛刻條件下的使用。
[0017]本發明具體提供了一種塑料角接觸球軸承保持架的注塑成型制備方法，其特征在于，采用塑料復合材料通過注塑成型方法制備角接觸球軸承保持架，具體過程為:
[0018](I)、根據需要設計相應尺寸的角接觸軸承保持架模具；
[0019](2)、將塑料復合材料的粒料或粉料放入注塑機的料筒內，經過加熱、壓縮、剪切、混合和輸送，使其融化均勻；借助柱塞或螺桿向熔體施加壓力，使高溫熔體通過料筒前面的噴嘴和模具的澆道系統注射入閉合好的型腔中，經冷卻定型，開啟模具，頂出，得到角接觸軸承保持架；
[0020](3)、經熱處理，退火處理得到形狀尺寸穩定的角接觸軸承保持架。
[0021]本發明所述塑料角接觸球軸承保持架的注塑成型制備方法，其特征在于:所述塑料復合材料主要指工程塑料(優選尼龍、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亞胺等)及其復合材料，所述軸承保持架為直孔或兜孔的塑料角接觸球軸承保持架。
[0022]本發明還提供了塑料角接觸球軸承保持架注塑成型制備方法的專用模具，所述模具包括定模板1、動模板2、流道3、流道口 31、抽芯結構4、澆口 5和型腔6 ;
[0023]多個圓柱形抽芯結構4與動模板2滑動連接，每個抽芯結構4的延長線均通過動模板2的圓心，使用時所有抽芯結構4在模具內的一端可圍成圓形但兩兩不相接觸；在動模板2的圓心上還設有一截流道3，流道3兩端各設有一個澆口 5 ;定模板I設置在動模板2安有抽芯結構4的一側，定模板I上與流道3相對應的位置設有流道口 31 ;定模板1、動模板2與抽芯結構4圍成的空間構成型腔6。
[0024]本發明所述模具，其特征在于:所述抽芯結構4還設有滑動裝置，包括斜滑塊7、導柱8 ;隨著模具開合時動模板2的移動，導柱8也會移動，帶動斜滑塊7滑動，進而帶動抽芯結構4的滑動，實現抽芯。
[0025]本發明所述模具，其特征在于:所述模具中流道3的寬度為型腔6厚度的1/3?1，最佳設計寬度為2/3。
[0026]本發明所述模具，其特征在于:所述模具中流道3為一字型、十字型或米字型流道，可以依據具體產品尺寸的大小而選擇設計。
[0027]本發明提供的專用模具克服了注塑模具設計中存在的難點，實現了角接觸軸承塑料保持架的注塑成型，同采用分度方法鉆孔加工鋼球兜孔的傳統加工工藝相比，采用該模具生產的角接觸軸承塑料保持架能夠達到較高精度，實現了生產自動化，提高了生產效率。
[0028]有益效果:
[0029]與酚醛層壓布材料相比，塑料復合材料能滿足精密軸承高轉數情況下的物理性能。具有高的機械強度，良好的耐磨性及耐腐蝕性，尺寸穩定。
[0030]此種角接觸球軸承保持架采用注塑成型方法生產制造，保持架一次塑注成形，產品表面光滑，摩擦系數低，所有尺寸精度，幾何精度都能達到高標準要求，無需機械加工，生產效率高，且軸承裝配方便，容易實現自動化控制。
[0031]采用塑料復合材料注塑成型制得的角接觸軸承保持架能夠適應在高轉速高精度等苛刻條件下的使用，滿足高精度角接觸軸承的使用要求。
【附圖說明】
[0032]圖1注塑成型的塑料復合材料角接觸球軸承保持架示意圖。
[0033]圖2角接觸