塑料角接触球轴承保持架注塑成型制备方法及其专用模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及角接触球轴承保持架，特别提供一种塑料角接触球轴承保持架的注塑成型制备方法及其专用注塑成型模具。
【背景技术】
[0002]角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高，高精度和高速轴承通常取15°接触角。可用于高频马达、离心分离机等。高速精密角接触球轴承，主要用于载荷较轻的高速旋转场合，要求轴承具有高精度、高转速、低温升低振动和一定的使用寿命。常作高速电主轴的支承件成对安装使用，是内表面磨床高速电主轴的关键配套件。
[0003]保持架的性能和运行的可靠性是保证轴承正常工作的关键之一。目前我国轴承行业生产的角接触球轴承所使用的保持架大部分均采用酚醛层压布材料。酚醛层压布材料密度小、机械强度较高、机械加工性能好、有一定的耐热温度和吸油、渗油等性能，在我国被广泛应用于制造内径2?200mm角接触球轴承的保持架。然而，轴承在高转速情况下工作时，要求保持架能够承受较高的扭矩，抗拉力，摩擦力，此时现有酚醛层压布材料将无法满足要求。另外，酚醛层压布轴承保持架加工钢球兜孔时采用分度方法钻孔，这种方法误差较大，会造成孔距误差大，孔径公差大，每个孔平行差不好，达不到高精度尺寸要求且生产效率不高，材料使用率低。由于酚醛层压布制作的保持架在使用时具有一定的局限性，国外发达国家已不再将其作为生产保持架的材料使用。国外一些公司现在都在大量使用塑料保持架，与国内酚醛层压布保持架相比在使用寿命，旋转精度等方面都存在较大优势。
[0004]塑料及其复合材料作为保持架材料具有如下优点:
[0005](I)、比重小、耐磨损、耐腐蚀、耐辐射、韧性好，能抗震、能嵌埋固体异物，噪音低，实现强度和弹性的完美结合，在润滑的钢材表面有良好的滑动性能，极低的摩擦力，从而使轴承的磨损和发热保持在最低的水平；
[0006](2)、加工方便，可直接注塑成型复杂的结构；
[0007](3)、低密度材料的惯性低，即使在缺乏润滑剂的条件下，塑料保持架也仍具有优良的运行性能，因此轴承即使是连续工作也不会有卡死和二次损伤的风险；
[0008](4)、塑料保持架可在相同外形尺寸和截面条件下容纳数量更多、尺寸更大的滚动体，从而提尚轴承的承载能力，
[0009]近年来，国内也相继开发出了使用PA，PTFE, PPS, PEEK，PI等工程塑料及其复合材料制作的各类保持架产品，但使用塑料复合材料注塑成型制作的角接触轴承保持架尚未见报道。
[0010]注塑成型是指在一定温度下，通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料，用高压射入模具腔，经冷却固化后，得到成型品的方法。在注塑成型的过程中，模具的设计将直接影响最终产品的质量和精度。由于角接触球轴承保持架结构复杂，产品尺寸精度要求高，其模具设计上存在以下难点:
[0011]1、难以保证精确的分度，使每个圆孔的中心距相等；
[0012]2、一般设计的抽芯尺寸与形状，难以保证每个圆孔尺寸与形状的统一；
[0013]3、由于模具结构复杂，抽芯较多，因此存在脱模困难的问题；
[0014]4、浇口位置的设计不合理，将难以保持熔体的流动顺畅。
[0015]以上问题的存在，导致注塑成型制造角接触球轴承塑料保持架难以实现，从而制约了高精度角接触球轴承塑料保持架的发展。
【发明内容】
[0016]本发明的目的在于提供一种由塑料复合材料经注塑成型制得角接触球轴承的方法及其专用模具。采用该方法所制得的保持架具有较高的机械强度，良好的耐磨性及耐腐蚀性，尺寸精度高，表面光滑，容易加工，生产效率高，节省材料等特点，能够适应在高转速高精度等苛刻条件下的使用。
[0017]本发明具体提供了一种塑料角接触球轴承保持架的注塑成型制备方法，其特征在于，采用塑料复合材料通过注塑成型方法制备角接触球轴承保持架，具体过程为:
[0018](I)、根据需要设计相应尺寸的角接触轴承保持架模具；
[0019](2)、将塑料复合材料的粒料或粉料放入注塑机的料筒内，经过加热、压缩、剪切、混合和输送，使其融化均匀；借助柱塞或螺杆向熔体施加压力，使高温熔体通过料筒前面的喷嘴和模具的浇道系统注射入闭合好的型腔中，经冷却定型，开启模具，顶出，得到角接触轴承保持架；
[0020](3)、经热处理，退火处理得到形状尺寸稳定的角接触轴承保持架。
[0021]本发明所述塑料角接触球轴承保持架的注塑成型制备方法，其特征在于:所述塑料复合材料主要指工程塑料(优选尼龙、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺等)及其复合材料，所述轴承保持架为直孔或兜孔的塑料角接触球轴承保持架。
[0022]本发明还提供了塑料角接触球轴承保持架注塑成型制备方法的专用模具，所述模具包括定模板1、动模板2、流道3、流道口 31、抽芯结构4、浇口 5和型腔6 ;
[0023]多个圆柱形抽芯结构4与动模板2滑动连接，每个抽芯结构4的延长线均通过动模板2的圆心，使用时所有抽芯结构4在模具内的一端可围成圆形但两两不相接触；在动模板2的圆心上还设有一截流道3，流道3两端各设有一个浇口 5 ;定模板I设置在动模板2安有抽芯结构4的一侧，定模板I上与流道3相对应的位置设有流道口 31 ;定模板1、动模板2与抽芯结构4围成的空间构成型腔6。
[0024]本发明所述模具，其特征在于:所述抽芯结构4还设有滑动装置，包括斜滑块7、导柱8 ;随着模具开合时动模板2的移动，导柱8也会移动，带动斜滑块7滑动，进而带动抽芯结构4的滑动，实现抽芯。
[0025]本发明所述模具，其特征在于:所述模具中流道3的宽度为型腔6厚度的1/3?1，最佳设计宽度为2/3。
[0026]本发明所述模具，其特征在于:所述模具中流道3为一字型、十字型或米字型流道，可以依据具体产品尺寸的大小而选择设计。
[0027]本发明提供的专用模具克服了注塑模具设计中存在的难点，实现了角接触轴承塑料保持架的注塑成型，同采用分度方法钻孔加工钢球兜孔的传统加工工艺相比，采用该模具生产的角接触轴承塑料保持架能够达到较高精度，实现了生产自动化，提高了生产效率。
[0028]有益效果:
[0029]与酚醛层压布材料相比，塑料复合材料能满足精密轴承高转数情况下的物理性能。具有高的机械强度，良好的耐磨性及耐腐蚀性，尺寸稳定。
[0030]此种角接触球轴承保持架采用注塑成型方法生产制造，保持架一次塑注成形，产品表面光滑，摩擦系数低，所有尺寸精度，几何精度都能达到高标准要求，无需机械加工，生产效率高，且轴承装配方便，容易实现自动化控制。
[0031]采用塑料复合材料注塑成型制得的角接触轴承保持架能够适应在高转速高精度等苛刻条件下的使用，满足高精度角接触轴承的使用要求。
【附图说明】
[0032]图1注塑成型的塑料复合材料角接触球轴承保持架示意图。
[0033]图2角接触