滚动轴承f型轴承保持架注塑模具设计
目录
一、引言 4
二、F型轴承保持架零件图分析 5
（一）图纸分析 5
（二）绘图工具的选择 7
三、产品注塑模设计 8
（一）成型结构 8
（二）顶出机构 13
（三）浇注系统 15
（四）冷却系统 17
（五）模架 19
四、模流分析 21
六、常见问题分析与改善 23
（一）注塑模设计常见问题分析 23
（二）如何提高注塑模设计的效率 23
总结 24
参考文献 25
谢辞 26
一、引言
轴承作为现代机械设备中一种重要零部件之一，其主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，保证旋转体的回转精度。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈通常装配在轴上，并与轴一起旋转。外圈通常装配在轴承座内或机械部件壳体中起盘承作用。滚动体（钢球或滚子）在内圈和外圈之间滚动．它们的大小和数量直接影响轴承的载荷能力。保持架将轴承中的一组滚动体均匀地相互隔开，改善轴承内部载荷分配，引导滚动体运动，促进轴承平稳运转。保持架是轴承中承受各种复杂应力的动态摩擦磨损零件。保持架材料通常由钢、铜和酚醛层压布管塑料制造。如图1-1所示:
图1-1 金属材料与塑料轴承保持架
轴承保持架主要有金属材料与非金属材料制成，随着材料技术与注塑工艺的不断进步，各种工程塑料越来越多的被选作制造轴承保持架的材料。在现代滚动轴承技术发展的过程中，为提高轴承承载能力，进行轴承优化设计，降低轴承噪声振动，提高轴承可靠性，延长轴承使用寿命，降低生产成本，采用工程塑料制作保持架，已经显示出独特的优越性。
本文将针对注塑轴承保持架的的产品特性、主要制造工艺以及该产品注塑模具的设计展开分析和研究。该塑件虽然不是很复杂，但其设计的难点在于其浇注系统、顶出机构以及关键成型部件的加工工艺的设计与安排，与此同时对加工过程中出现的问题进行分析，最终形成较为完善的模具设计方案。
二、F型轴承保持架零件图分析
使用寿命，降低生产成本，采用工程塑料制作保持架，已经显示出独特的优越性。
本文将针对注塑轴承保持架的的产品特性、主要制造工艺以及该产品注塑模具的设计展开分析和研究。该塑件虽然不是很复杂，但其设计的难点在于其浇注系统、顶出机构以及关键成型部件的加工工艺的设计与安排，与此同时对加工过程中出现的问题进行分析，最终形成较为完善的模具设计方案。
二、F型轴承保持架零件图分析
图2-1 轴承保持架图纸
（一）图纸分析
如图2-1，轴承保持架材料为尼龙+玻纤，通过注射模注塑成形，产品外观颜色为原料原色的黑色，主体外观为环状，整圈一面布有11个POCKET槽用于安装轴承钢珠。
本课题主要讨论该轴承保持架注塑模的设计理念。其中比较重要的尺寸如图2-2和图2-3：
图2-2 产品重要尺寸
图2-3 产品重要尺寸
（二）绘图工具的选择
本次设计所使用的绘图软件选择的是UG NX6.0，如图2-4：
图2-4 UG NX6.0
UG绘图软件是我在学校学习使用的一款3D绘图软件，其易用性且强大而丰富的功能是我选择它的主要原因。
不同于其他的绘图软件的功能单一，UG NX6.0是集CAD/CAM/CAE的3D参数化软件，涵盖了从产品设计到工程和制造的全套开发流程，为使用者提供了产品开发周期全套的解决方案。其更加细致的功能和特性在此就不再多加赘述。
三、产品注塑模设计
通常注塑模具一般由一下几部分组成：
(1)浇注系统；
(2)成型零件。包括凹模（型腔）、凸模和行芯等；
(3)脱模系统。包括推出和抽芯机构等；
（一）成型结构
自己设计通常从产品的成型结构开始着手，那么先来看一下产品的外观，如图3-1：
图3-1 滚动轴承F型轴承保持架
通过对产品外观进行3D扫描得到产品的3D图档，接下来所有的设计都要围绕这样的一个产品3D展开，所以产品3D图扫描的准确性十分重要，通常得到产品的3d扫描图档后我们都要对照产品的2D图纸进行仔细的检查比对，以免出现错误导致之后的所有设计报废。产品3D图如图3-2：
图3-2 轴承保持架3D图
前模成型部件模仁部分的绘制，首先根据对图档的观察可以发现产品的内侧又一圈C角，如图3-3所示：
图3-3 产品内侧C角
为避免形成倒扣，产品内侧分型线必定要安排在倒角最小投影面上，同时处于对产品的结构特性及外观要求的考量，暂定将前模模仁分型面安排在如图3-4所示橙色线部位：
图3-4 模仁分型面
如此一来，产品的前模模仁就可以通过简单的拉伸做块以及求差命令生成，其简化体如图3-5所示：
（b）
图3-5 前模模仁
模仁的水路布置则是因地制宜地选择了环型槽状的布置，在保证工件强度及结构的稳定条件下尽量做宽做深以保证水路的流畅以及冷却效果的良好，图中上下两圈黄色的槽则用于安装防水胶圈，建成前模模仁图如3-6所示:
该部件加工工艺为：柱体→数控车床→数控铣床→放电加工
图3-6 前模模仁
接下来是后模成型部件的设计。再次观察产品结构，如图3-7：
如图3-7 钢珠槽
如图3-7所示，橙色标记为产品轴承保持架用于安装轴承钢珠的部分是一个球状腔体，这是比较有趣的部分，按照产品外观光洁度要求
一、引言 4
二、F型轴承保持架零件图分析 5
（一）图纸分析 5
（二）绘图工具的选择 7
三、产品注塑模设计 8
（一）成型结构 8
（二）顶出机构 13
（三）浇注系统 15
（四）冷却系统 17
（五）模架 19
四、模流分析 21
六、常见问题分析与改善 23
（一）注塑模设计常见问题分析 23
（二）如何提高注塑模设计的效率 23
总结 24
参考文献 25
谢辞 26
一、引言
轴承作为现代机械设备中一种重要零部件之一，其主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，保证旋转体的回转精度。按运动元件摩擦性质的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈通常装配在轴上，并与轴一起旋转。外圈通常装配在轴承座内或机械部件壳体中起盘承作用。滚动体（钢球或滚子）在内圈和外圈之间滚动．它们的大小和数量直接影响轴承的载荷能力。保持架将轴承中的一组滚动体均匀地相互隔开，改善轴承内部载荷分配，引导滚动体运动，促进轴承平稳运转。保持架是轴承中承受各种复杂应力的动态摩擦磨损零件。保持架材料通常由钢、铜和酚醛层压布管塑料制造。如图1-1所示:
图1-1 金属材料与塑料轴承保持架
轴承保持架主要有金属材料与非金属材料制成，随着材料技术与注塑工艺的不断进步，各种工程塑料越来越多的被选作制造轴承保持架的材料。在现代滚动轴承技术发展的过程中，为提高轴承承载能力，进行轴承优化设计，降低轴承噪声振动，提高轴承可靠性，延长轴承使用寿命，降低生产成本，采用工程塑料制作保持架，已经显示出独特的优越性。
本文将针对注塑轴承保持架的的产品特性、主要制造工艺以及该产品注塑模具的设计展开分析和研究。该塑件虽然不是很复杂，但其设计的难点在于其浇注系统、顶出机构以及关键成型部件的加工工艺的设计与安排，与此同时对加工过程中出现的问题进行分析，最终形成较为完善的模具设计方案。
二、F型轴承保持架零件图分析
使用寿命，降低生产成本，采用工程塑料制作保持架，已经显示出独特的优越性。
本文将针对注塑轴承保持架的的产品特性、主要制造工艺以及该产品注塑模具的设计展开分析和研究。该塑件虽然不是很复杂，但其设计的难点在于其浇注系统、顶出机构以及关键成型部件的加工工艺的设计与安排，与此同时对加工过程中出现的问题进行分析，最终形成较为完善的模具设计方案。
二、F型轴承保持架零件图分析
图2-1 轴承保持架图纸
（一）图纸分析
如图2-1，轴承保持架材料为尼龙+玻纤，通过注射模注塑成形，产品外观颜色为原料原色的黑色，主体外观为环状，整圈一面布有11个POCKET槽用于安装轴承钢珠。
本课题主要讨论该轴承保持架注塑模的设计理念。其中比较重要的尺寸如图2-2和图2-3：
图2-2 产品重要尺寸
图2-3 产品重要尺寸
（二）绘图工具的选择
本次设计所使用的绘图软件选择的是UG NX6.0，如图2-4：
图2-4 UG NX6.0
UG绘图软件是我在学校学习使用的一款3D绘图软件，其易用性且强大而丰富的功能是我选择它的主要原因。
不同于其他的绘图软件的功能单一，UG NX6.0是集CAD/CAM/CAE的3D参数化软件，涵盖了从产品设计到工程和制造的全套开发流程，为使用者提供了产品开发周期全套的解决方案。其更加细致的功能和特性在此就不再多加赘述。
三、产品注塑模设计
通常注塑模具一般由一下几部分组成：
(1)浇注系统；
(2)成型零件。包括凹模（型腔）、凸模和行芯等；
(3)脱模系统。包括推出和抽芯机构等；
（一）成型结构
自己设计通常从产品的成型结构开始着手，那么先来看一下产品的外观，如图3-1：
图3-1 滚动轴承F型轴承保持架
通过对产品外观进行3D扫描得到产品的3D图档，接下来所有的设计都要围绕这样的一个产品3D展开，所以产品3D图扫描的准确性十分重要，通常得到产品的3d扫描图档后我们都要对照产品的2D图纸进行仔细的检查比对，以免出现错误导致之后的所有设计报废。产品3D图如图3-2：
图3-2 轴承保持架3D图
前模成型部件模仁部分的绘制，首先根据对图档的观察可以发现产品的内侧又一圈C角，如图3-3所示：
图3-3 产品内侧C角
为避免形成倒扣，产品内侧分型线必定要安排在倒角最小投影面上，同时处于对产品的结构特性及外观要求的考量，暂定将前模模仁分型面安排在如图3-4所示橙色线部位：
图3-4 模仁分型面
如此一来，产品的前模模仁就可以通过简单的拉伸做块以及求差命令生成，其简化体如图3-5所示：
（b）
图3-5 前模模仁
模仁的水路布置则是因地制宜地选择了环型槽状的布置，在保证工件强度及结构的稳定条件下尽量做宽做深以保证水路的流畅以及冷却效果的良好，图中上下两圈黄色的槽则用于安装防水胶圈，建成前模模仁图如3-6所示:
该部件加工工艺为：柱体→数控车床→数控铣床→放电加工
图3-6 前模模仁
接下来是后模成型部件的设计。再次观察产品结构，如图3-7：
如图3-7 钢珠槽
如图3-7所示，橙色标记为产品轴承保持架用于安装轴承钢珠的部分是一个球状腔体，这是比较有趣的部分，按照产品外观光洁度要求
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