TWI545273B - 軸承裝置的製造方法 - Google Patents

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Description

軸承裝置的製造方法
本發明涉及一種軸承裝置的製造方法。
目前，軸承廣泛應用於各種設備中，尤其動壓軸承在電子裝置中使用得更加普遍，如硬碟驅動器(HDD)、光碟驅動器(CD-ROM)、數位化視頻光碟機(DVD)、微型光碟機(MiniDisc)、磁光碟機(MO)及散熱風扇等領域，該等裝置中馬達的軸承尺寸小，對軸承的回轉精度及壽命的要求高。
動壓軸承係在轉軸與軸承之間的微小間隙內形成一層流體(可為氣體或液體)潤滑油膜，潤滑油通過流經不同斷面積的剪力作用而產生一動壓效果，使得該動壓軸承以高剛性對轉軸進行支承及潤滑，從而使得轉軸與軸承不直接接觸，可減少磨損、降低噪音。在動壓軸承中，其承載油膜的形成方式有幾何形狀楔效應、擠壓效應、表面伸縮效應、密度楔效應、黏度楔效應及膨脹效應。
然而如何保油和注油仍係動壓軸承所面臨的問題。轉軸與軸承間的潤滑油在動壓效果引起的各種作用(如毛細管作用、泵作用)下傾向沿著軸向朝軸承的端部洩露而逸散於大氣中，從而使得該動壓軸承因潤滑油不足而無法正常工作，最後導致該動壓軸承失效；同時，在組裝轉軸時，當轉軸被擠入該動壓軸承內孔時，該內孔中空氣被壓縮時會產生一巨大反作用力，使得注油及裝配轉軸 變得困難。業界通常通過在動壓軸承的內周面上開設儲油槽來解決潤滑油的儲存和洩露問題，然而由於軸承的微型化趨勢使得軸承內徑相對地縮小，軸承的中空部分相對狹小，因此在形成該儲油槽時非常地困難，難以提高產品的量產性及穩定性。
有鑒於此，有必要提供一種可具有較好保油效果的軸承裝置的製造方法。
一種軸承裝置的製造方法，包括如下步驟：提供一軸承模具；以射出成型方式將金屬粉末與熔融黏結劑的混合物射入該軸承模具中以分別形成一軸承本體的胚體及一上蓋的胚體；去除該軸承本體的胚體及上蓋的胚體中黏結劑；燒結軸承本體的胚體及上蓋的胚體以制得一軸承本體及一上蓋；將上蓋組裝在軸承本體上以形成該軸承裝置。
與習知技術相比，該軸承裝置通過金屬粉末射出成型而成，具有很高的形狀自由度，能夠最大限度得到接近最終形狀的零件，有效減少後續加工量，且相對於其他成型方式更有利於製造高熔點、高強度、複雜形狀的零件，易實現自動化、大批量生產。
100‧‧‧軸承裝置
10‧‧‧軸承本體
20‧‧‧上蓋
11‧‧‧凹槽
12‧‧‧環槽
13‧‧‧導引面
14‧‧‧擋壁
15‧‧‧開口
16‧‧‧導油槽
17‧‧‧軸孔
18‧‧‧通孔
21‧‧‧頂壁
23‧‧‧側壁
25‧‧‧導引部
110‧‧‧平面
112‧‧‧斜面
210‧‧‧穿孔
230‧‧‧組裝面
30‧‧‧軸套
40‧‧‧轉軸
50‧‧‧第一儲油空間
60‧‧‧第二儲油空間
圖1為本發明軸承裝置第一實施例的立體組裝圖。
圖2為圖1所示的軸承裝置的立體分解圖。
圖3為圖2所示的軸承裝置的倒置圖。
圖4為本發明軸承裝置具體應用時的縱向剖面示意圖。
圖5為本發明軸承裝置具體應用時的另一角度的縱向剖面示意圖 。
圖6為本發明軸承裝置的製造方法的流程圖。
圖7為本發明軸承裝置具體應用時的第二實施例的縱向剖面示意圖。
如圖1及圖2所示，該軸承裝置100包括一軸承本體10及設於該軸承本體10上的一上蓋20。
所述軸承本體10為圓柱狀，其內形成一由其頂面貫穿至底面的軸孔17。該軸承本體10的頂面向內凹進形成一凹槽11。所述凹槽11包括一平面110及由該平面110的周緣向上延伸形成的斜面112。所述平面110為圓環形。所述斜面112為環狀，並由所述平面110的外緣傾斜向上延伸而成。該軸承本體10的底端設有一圍繞軸承本體10底端的環槽12。所述軸承本體10於環槽12的頂端形成一導引面13。所述導引面13由上向下呈漸縮狀延伸。請同時參閱圖3，該軸承本體10的底面周緣的相對兩側分別向下延伸各形成一擋壁14，並於兩擋壁14的邊端之間分別形成一開口15。該軸承本體10的側面於靠近其底端位置的相對兩側分別向內凹進形成一導油槽16。每一導油槽16對應設於開口15的上方，由軸承本體10的中部向下延伸至貫穿該軸承本體10的底端，並分別與開口15連通。該軸承本體10於右側的導油槽16內形成一與軸孔17連通的通孔18。所述通孔18為圓形，其設於右側的導油槽16的頂端。
該上蓋20包括一頂壁21及由該頂壁21的周緣向下延伸的圓筒狀的側壁23。該頂壁21為圓形板狀，其中部設有一穿孔210。該側壁 23由頂壁21的周緣向下垂直延伸而成，其底端形成一與軸承本體10的斜面112對應的組裝面230。該組裝面230的外緣由所述側壁23向外呈漸縮狀延伸。
請同時參閱圖4及圖5，具體應用時，所述軸承裝置100設置於一軸套30內，一轉軸40穿設於軸承裝置100的軸孔17內，並通過所述上蓋20的穿孔210延伸至上蓋20的外側。所述軸套30包括一底板32及由該底板32的周緣向上延伸形成的一圓筒狀的套筒34。所述軸承本體10的底端抵靠於底板32上，並於所述兩擋壁14的內側與軸承本體10的底面之間合圍成第一儲油空間50，於所述兩擋壁14及環槽12的外側與套筒34之間合圍成第二儲油空間60。所述第一儲油空間50、第二儲油空間60及所述軸承本體10與轉軸40之間充滿潤滑流體。所述上蓋20擋設於套筒34的頂端。使用時，所述轉軸40轉動擠壓潤滑流體，從而於軸承本體10與轉軸40之間建立動壓，防止二者之間直接接觸。在所述轉軸40轉動的過程中，所述第一儲油空間50內的潤滑流體上升至轉軸40與軸承本體10之間的間隙內，該轉軸40與軸承本體10之間的部分的潤滑流體會透過通孔18並通過導油槽16的導引流到第二儲油空間60內，再由開口15回流至第一儲油空間50內，從而達成轉軸40與軸承本體10之間的建立動壓的目的及潤滑流體回流的效果，防止潤滑流體由軸承裝置100的頂端飛濺出去。所述軸承本體10底端的導引面13擋設於第二儲油空間60的頂端，可以防止第二儲油空間60內的潤滑流體溢至軸承本體10與套筒34的間隙內，且所述導引面13由上向下的漸縮狀設計，可以導引流至第二儲油空間60頂端的潤滑流體向下流動，從而加速第一儲油空間50與第二儲油空間60內潤滑流體的循環。所述上蓋20可防止上升到軸承本體10頂端的潤滑流體飛 濺至軸承裝置100的外側，從而起到保油的效果。
圖6為圖2所示的軸承裝置的製造方法的流程圖。首先，提供一軸承模具(圖未示)，並以射出成型方式將金屬粉末與熔融黏結劑的混合物射入軸承模具中以分別形成軸承本體10的胚體及上蓋20的胚體。其次，通過脫脂或萃取方法將該軸承本體10的胚體及上蓋20的胚體中的黏結劑去除。在脫脂過程後，由於黏結劑被去除，所得到的軸承本體10的胚體及上蓋20的胚體往往比較疏鬆，需要對該軸承本體10的胚體及上蓋20的胚體進行燒結使其變得更緻密化，以得到高密度、高強度的製品。根據不同的軸承本體10的胚體及上蓋20的胚體材料，可選擇在真空、氧氣或氮氣等氛圍下進行高溫燒結。燒結後，該軸承本體10的胚體將會發生收縮變形，可採用機械加工方式對軸承本體10的胚體及上蓋20的胚體進行尺寸修整。常用的機械加工方式有多種，比如拉刀修整，鑽頭修整，研磨，數控等等，亦可使用化學蝕刻或電解放電方式以機械加工方式修整該軸承本體10的胚體及上蓋20的胚體以得到所述軸承本體10及上蓋20。制得的上蓋20通過組裝面230預組裝至軸承本體10的斜面112上，再通過燒結將上蓋20與軸承本體10固定在一起，從而得到本發明的軸承裝置100。該軸承裝置100通過金屬粉末射出成型而成，具有很高的形狀自由度，能夠最大限度得到接近最終形狀的零件，有效減少後續加工量，且相對於其他成型方式更有利於製造高熔點、高強度、複雜形狀的零件，易實現自動化、大批量生產。
圖7為本發明軸承裝置具體應用時的第二實施例的剖面圖。本實施例與前一實施例的不同之處在於：所述上蓋20於穿孔210的內 周緣向下延伸形成一導引部25。所述導引部25可單獨通過金屬粉末射出成型後，再通過燒結的方式與上蓋20相連接。所述導引部25可將上升到軸承本體10頂端的潤滑流體向下導引，從而進一步防止上升到軸承本體10頂端的潤滑流體由上蓋20的穿孔210飛濺至軸承裝置100的外側。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種軸承裝置的製造方法，包括如下步驟：提供一軸承模具；以射出成型方式將金屬粉末與熔融黏結劑的混合物射入該軸承模具中以分別形成一軸承本體的胚體及一上蓋的胚體；去除該軸承本體的胚體及上蓋的胚體中黏結劑；燒結軸承本體的胚體及上蓋的胚體以制得一軸承本體及一上蓋；所述上蓋包括頂壁及由該頂壁的周緣向下延伸的圓筒狀的側壁，該軸承本體的周緣向上延伸形成一斜面，該上蓋之側壁的底端形成一與軸承本體的斜面對應的組裝面，該組裝面的外緣由所述側壁向外呈漸縮狀延伸，所述上蓋通過組裝面預組裝至軸承本體的斜面上，再通過燒結將上蓋與軸承本體固定在一起以形成該軸承裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的軸承裝置的製造方法，其中通過熱脫脂或萃取方法將該軸承本體的胚體及上蓋的胚體的黏結劑去除。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的軸承裝置的製造方法，其中燒結軸承本體的胚體及上蓋的胚體後，再修整軸承本體的胚體及上蓋的胚體以制得一軸承本體及一上蓋。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的軸承裝置的製造方法，其中使用機械加工方式對該軸承本體的胚體及上蓋的胚體進行修整。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的軸承裝置的製造方法，其中將上蓋組裝在軸承本體上後再燒結在一起形成該軸承裝置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的軸承裝置的製造方法，其中該軸承本體內設有一用於收容一轉軸的軸孔，該轉軸與軸承本體之間設有潤滑流體，該 軸承本體的側面向內凹進形成一導油槽，所述導油槽由軸承本體的中部向下延伸至軸承本體的底端，該導油槽內設有一與軸孔連通的通孔，所述轉軸旋轉帶動潤滑流體由軸孔上升而使轉軸與軸承本體之間建立動壓，所述轉軸與軸承本體之間的部分潤滑流體透過通孔並通過導油槽的導引流到軸承本體的底端，再回流至軸孔的底端而往復循環，所述上蓋將流至軸承本體頂端的潤滑流體擋設其內。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的軸承裝置的製造方法，其中該頂壁上設有一供轉軸穿設的穿孔，所述頂壁於穿孔的內緣向下延伸形成一導引部，所述導引部將流至軸承本體頂端的潤滑流體向下導引而流向軸孔內，所述軸承本體的底端對應導油槽下方的位置設有開口，潤滑流體由所述開口回流至軸孔的底端。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的軸承裝置的製造方法，其中該軸承裝置用於設於一軸套內，所述軸承本體的底面的相對兩側分別向下延伸各形成一擋壁，所述開口形成於兩擋壁的端部之間，所述兩擋壁與軸套的底壁合圍成第一儲油空間，在所述轉軸轉動過程中，所述第一儲油空間內的潤滑流體沿軸孔向上流動。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的軸承裝置的製造方法，其中所述兩擋壁與軸套的側壁之間形成第二儲油空間，所述轉軸與軸承本體之間的部分潤滑流體透過通孔並通過導油槽的導引流到第二儲油空間，再由開口回流至第一儲油空間而往復循環。
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