一种无需装配的关节轴承用一体成型模具及成型方法技术

本发明专利技术公开了一种无需装配的关节轴承用一体成型模具及成型方法，所述成型模具包括内圈模具和外圈模具，所述内圈模具内设置有与关节轴承内圈相匹配的腔体和定位孔，内圈模具由内圈母模具和内圈子模具对接而成，并与定位芯轴配合使用；所述外圈模具内设置有与关节轴承外圈相匹配的腔体、与部分关节轴承内圈相匹配的腔体和定位孔，外圈模具由外圈母模具和外圈子模具对接而成，并与定位芯轴配合使用；本发明专利技术可以通过内圈模具先制备得到关节轴承内圈，然后将关节轴承内圈放置在外圈模具中，直接制备得到关节轴承的一体部件，生产陶瓷关节轴承可避免由于结构引起的受力不均匀、承载能力小等弊端，同时也可避免装配过程中对内外圈造成的损伤。的损伤。的损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种无需装配的关节轴承用一体成型模具及成型方法


[0001]本专利技术涉及轴承制造
，具体涉及一种无需装配的关节轴承用一体成型模具及成型方法。

技术介绍

[0002]关节轴承具有结构简单、承载能力高、可靠性高和易维护等特点，适用于有往复摆动、载荷大、滑动速度较慢的场合使用，常用作传动、回转、连接、支撑结构件，被广泛应用于航空航天、机器人、轨道交通、工程机械、海洋设备等领域。随着航空航天、船舶等高精尖领域的发展对关节轴承轻量化、重载、耐高温、耐腐蚀等性能要求越来越高，陶瓷关节轴承应运而生。但由于受陶瓷材料的限制，陶瓷关节轴承内、外圈装配，不能采用普通关节轴承的装配方式。
[0003]目前陶瓷关节轴承的生产有以下几种方式：第一种，轴承内圈、外圈单独制造，在外圈上加工缺口使其对称分布，宽度为轴承内圈的宽度，将内圈竖起放到外圈中，使内圈和外圈球面配合；由于外圈内侧存在缺口，造成外圈受力不均匀、承载能力较小，进而影响关节轴承的使用性能。第二种，将轴承外圈分为左半圈和右半圈，装配时将两个半外圈套装在内圈外侧，再将保护套套在外圈外侧，其中保护套和轴承外圈是过盈配合；由于外圈是两个半圈组成，造成轴承在使用过程中外圈受力不均匀，从而降低了关节轴承的使用寿命，长时间使用后，两半圈产生位移误差，加速内圈的摩擦损伤；所需要的装配精度较高，生产效率较低、生产成本较高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种无需装配的关节轴承用一体成型模具及成型方法，在制备关节轴承时无需装配，可避免由于结构引起的受力不均匀、承载能力小等弊端，同时也可避免装配过程中对内外圈造成的损伤。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]在本专利技术的第一方面，提供了一种无需装配的关节轴承用一体成型模具，包括内圈模具和外圈模具，所述内圈模具内设置有与关节轴承内圈相匹配的腔体和定位孔，内圈模具由内圈母模具和内圈子模具对接而成，并与定位芯轴配合使用；所述外圈模具内设置有与关节轴承外圈相匹配的腔体、与部分关节轴承内圈相匹配的腔体和定位孔，外圈模具由外圈母模具和外圈子模具对接而成，并与定位芯轴配合使用。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述内圈模具还包括内圈压头，所述内圈压头为环形结构，内圈压头的外径与内圈模具的上端孔的直径相同，内圈压头的内径与定位芯轴的直径相同。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述外圈模具还包括外圈压头，所述外圈压头为环形结构，外圈压头的外径与外圈模具的上端孔的直径相同，外圈压头环形端面与关节轴承外圈端面相贴合。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述内圈子模具上设置定位销，内圈母模具与定位销相对应的位置设置定位孔，所述外圈子模具上设置定位销，外圈母模具与定位销相对应的位置设置定位孔，所述定位销与定位孔相配合。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述定位芯轴包括基座和芯轴，所述基座与内圈模具内的定位孔或外圈模具内的定位孔相互配合。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述芯轴的直径与关节轴承的内圈内径相同，所述芯轴的高度大于外圈模具和内圈模具的高度。
[0012]在本专利技术的第二方面，提供了一种无需装配的关节轴承用一体成型方法，包括以下步骤：
[0013]将内圈母模具和内圈子模具进行对接，将定位芯轴放置在内圈模具定位孔内，从模具端口倒入关节轴承内圈原料，然后用内圈压头将原料压实；
[0014]待关节轴承内圈成型后，放入常压加热容器中，进行烧结；
[0015]在烧结好的关节轴承内圈外表面喷涂石墨粉并贴附一层柔性石墨纸，然后置于定位芯轴上，将定位芯轴放置在外圈模具的定位孔内，从模具端口倒入关节轴承外圈原料，用外圈压头压紧；
[0016]待关节轴承外圈成型后，将关节轴承整体放入常压加热容器中，进行烧结；
[0017]将成型的关节轴承从加热容器中取出，然后在氧化炉中加热至720℃
‑
800℃把石墨纸层烧掉，即得到关节轴承。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，关节轴承内圈烧结时，封闭常压加热容器，充入氮气，压力控制在80Mpa
‑
190Mpa，烧结温度为1950℃
‑
2200℃，保温1
‑
2小时。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，关节轴承整体烧结时，封闭常压加热容器，充入氮气，压力控制在2Mpa
‑
8Mpa范围内，烧结温度为1200℃
‑
1350℃，保温1
‑
3小时。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述石墨纸层的厚度为0.01mm
‑
0.1mm。
[0021]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术提供的成型模具，包括内圈模具和外圈模具，可以通过内圈模具先制备得到关节轴承内圈，然后将关节轴承内圈放置在外圈模具中，直接制备得到关节轴承的一体部件，生产陶瓷关节轴承可避免由于结构引起的受力不均匀、承载能力小等弊端，同时也可避免装配过程中对内外圈造成的损伤。
[0023](2)本专利技术提供的成型方法，通过在关节轴承内圈的外壁面上喷涂石墨粉以及贴附柔性石墨纸，可以在制备得到整体关节轴承后，再放入纯氧气氛炉中加热至720℃
‑
800℃将石墨层烧掉，可以得到整体的全陶瓷关节轴承，免去了关节轴承内圈和外圈进行装配的过程。
[0024](3)本专利技术的成型模具结构简单，容易实现，制备关节轴承的过程也比较简单，无需装配，提高了关节轴承的精度和生产效率。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的内圈子模具结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的内圈母模具结构示意图；
[0027]图3本专利技术的关节轴承内圈压制剖面结构示意图；
[0028]图4本专利技术的外圈子模具结构示意图；
[0029]图5本专利技术的外圈母模具结构示意图；
[0030]图6本专利技术的关节轴承外圈压制剖面结构示意图；
[0031]图7本专利技术制备的关节轴承内圈示意图；
[0032]图8本专利技术制备的关节轴承外圈示意图；
[0033]图9本专利技术制备的关节轴承整体示意图。
[0034]图中：1
‑
陶瓷关节轴承内圈；2
‑
陶瓷关节轴承外圈；3
‑
内圈压头；4
‑
内圈母模具；41
‑
内圈母模具定位孔；42
‑
内圈母模具芯轴定位面；43
‑
内圈母模具芯轴定位孔；44
‑
内圈母模具端面；5
‑
内圈子模具；51
‑
内圈子模具定位销；52
‑
内圈子模具芯轴定位面；53
‑
内圈子模具芯轴定位孔；54
‑
内圈子模具端面；6
‑
轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无需装配的关节轴承用一体成型模具，其特征在于，包括内圈模具和外圈模具，所述内圈模具内设置有与关节轴承内圈相匹配的腔体和定位孔，内圈模具由内圈母模具和内圈子模具对接而成，并与定位芯轴配合使用；所述外圈模具内设置有与关节轴承外圈相匹配的腔体、与部分关节轴承内圈相匹配的腔体和定位孔，外圈模具由外圈母模具和外圈子模具对接而成，并与定位芯轴配合使用。2.如权利要求1所述的无需装配的关节轴承用一体成型模具，其特征在于，所述内圈模具还包括内圈压头，所述内圈压头为环形结构，内圈压头的外径与内圈模具的上端孔的直径相同，内圈压头的内径与定位芯轴的直径相同。3.如权利要求1所述的无需装配的关节轴承用一体成型模具，其特征在于，所述外圈模具还包括外圈压头，所述外圈压头为环形结构，外圈压头的外径与外圈模具的上端孔的直径相同，外圈压头环形端面与关节轴承外圈端面相贴合。4.如权利要求1所述的无需装配的关节轴承用一体成型模具，其特征在于，所述内圈子模具上设置定位销，内圈母模具与定位销相对应的位置设置定位孔，所述外圈子模具上设置定位销，外圈母模具与定位销相对应的位置设置定位孔，所述定位销与定位孔相配合。5.如权利要求1所述的无需装配的关节轴承用一体成型模具，其特征在于，所述定位芯轴包括基座和芯轴，所述基座与内圈模具内的定位孔或外圈模具内的定位孔相互配合。6.如权利要求5所述的无需装配的关节轴承用一体成型模具，其特征在于，所述芯轴的直径与关节轴承的内圈内径相同，所述芯轴的高度大于外圈模具和内圈模具的高度。7.一种无需装配的关...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，刘香港，许崇海，张静婕，肖光春，孙泽，苏伟光，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：