一种圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具

摘要

本发明公开一种圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，包括自定心装夹机构和柔性支撑机构；所述自定心装夹机构包括电磁无心夹具、自导向圆锥以及定心驱动机构；所述柔性支撑机构包括支撑座和可调弹性支撑组件，所述可调弹性支撑组件设置在支撑座上，该可调弹性支撑组件包括安装件、螺纹套筒、锥形顶尖以及压缩弹簧，所述螺纹套筒贯穿在安装件上，所述锥形顶尖的一端延伸至螺纹套筒中，另一端延伸至螺纹套筒之外，用于支撑在轴承内圈外壁上；所述压缩弹簧的设置在螺纹套筒中，该压缩弹簧抵紧在锥形顶尖延伸至螺纹套筒中的一端上。该冲研强化自定心柔性夹具不仅能够实现自定心装夹，而且还能够提供柔性的支撑，提高冲研强化的加工质量。

权利要求

1.一种圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，其特征在于，包括自定心装夹机构和柔性支撑机构；

所述自定心装夹机构包括用于对轴承内圈进行夹持的电磁无心夹具、用于将轴承内圈定心在电磁无心夹具上的自导向圆锥以及用于驱动自导向圆锥靠近或远离电磁无心夹具的定心驱动机构；

所述柔性支撑机构至少设有两组，该柔性支撑机构包括支撑座和可调弹性支撑组件，所述可调弹性支撑组件设置在支撑座上，该可调弹性支撑组件包括安装件、螺纹套筒、锥形顶尖以及压缩弹簧，所述螺纹套筒通过螺纹结构贯穿在安装件上，所述锥形顶尖的一端延伸至螺纹套筒中，另一端延伸至螺纹套筒之外，用于支撑在轴承内圈外壁上；所述压缩弹簧设置在螺纹套筒中，该压缩弹簧抵紧在锥形顶尖延伸至螺纹套筒中的一端上；

所述定心驱动机构包括伸缩驱动机构和摆动驱动机构，所述伸缩驱动机构包括电磁伸缩轴和电磁伸缩套筒；

所述摆动驱动机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的两端分别与电磁伸缩套筒和第二连杆连接，所述第二连杆的两端分别与第一连杆和自导向圆锥连接。

2.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，其特征在于，所述自导向圆锥的尖端设有直径为10mm的球面，该球面的末端与自导向圆锥的锥面相切。

3.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，其特征在于，所述螺纹套筒远离锥形顶尖的端部内设有弹力调节螺钉，该弹力调节螺钉通过螺纹连接结构连接在所述螺纹套筒上；

所述压缩弹簧的两端分别抵紧在弹力调节螺钉和锥形顶尖上。

4.根据权利要求1或3所述的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，其特征在于，所述锥形顶尖的尖端设有可自转的活动球体，该活动球体的直径为1mm。

5.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，其特征在于，所述安装件上设有与螺纹套筒的延伸方向垂直的锁紧孔，该锁紧孔内设有锁紧螺钉。

6.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，其特征在于，所述安装件通过长度调节结构设置在支撑座上，所述长度调节结构包括长度调节杆和长度调节螺钉，所述长度调节杆与安装件铰接；

所述长度调节杆上设有长圆孔，所述支撑座上设有T型槽；所述长度调节螺钉穿过长度调节杆的长圆孔将长度调节杆固定在支撑座上。

7.根据权利要求1所述的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，其特征在于，所述支撑座通过弧形导向结构设置在立板上，所述弧形导向结构包括弧形导轨和紧固螺钉，所述弧形导轨设置在电磁无心夹具的下方；所述紧固螺钉将支撑座固定连接在弧形导轨上。

说明书

一种圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具

技术领域

[0001] 本发明涉及圆锥滚子轴承内圈加工夹具，具体涉及一种圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具。

背景技术

[0002] 冲研强化是通过将钢珠、研磨粉、改性液组成的多相射流斜向冲击工件加工区域，同时实现研磨微切削、纳米孪晶强化以及摩擦化学改性等目的的加工技术，主要应用于耐磨性能要求高的关键零部件表面加工，如轴承套圈滚道表面强化处理。由于圆锥滚子轴承套圈滚道为锥形面，运行时易发生表面擦伤，因而对其进行强化处理显得尤为重要。在圆锥滚子轴承内圈滚道表面的强化研磨加工过程中，工件通常采用无心装夹的方式固定。因其轴线方向质量分布不均匀，导致装夹中轴心定位困难、支承调节不便、装夹效率低、受冲击易脱落等问题。

[0003] 为了解决锥面支承调节不便、装夹效率低的问题，现有技术提供一些轴承加工装置，例如授权公告号为CN210678212U的实用新型专利公开的一种圆锥滚子轴承加工用无心磨床，通过导轮与砂轮无心磨削外圆面，实现高效加工。但该装置仅适用于磨削力较连贯、无冲击载荷的磨削过程，无法应用于冲研强化加工领域；以及申请公布号为CN111805314A的发明申请公开的一种轴承圈加工装置，采用旋转筒和固定板对轴承套圈进行快速装夹，但该装置具有轴心固定、套圈外表面加工不便的不足，也无法用于圆锥滚子轴承内圈滚道表面的冲研强化加工。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，该冲研强化自定心柔性夹具不仅能够实现自定心装夹，而且还能够提供柔性的支撑，避免与轴承内圈发生刚性冲击及刮擦，提高冲研强化的加工质量。

[0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现：

[0006] 一种圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，包括自定心装夹机构和柔性支撑机构；

[0007] 所述自定心装夹机构包括用于对轴承内圈进行夹持的电磁无心夹具、用于将轴承内圈定心在电磁无心夹具上的自导向圆锥以及用于驱动自导向圆锥靠近或远离电磁无心夹具的定心驱动机构；

[0008] 所述柔性支撑机构至少设有两组，该柔性支撑机构包括支撑座和可调弹性支撑组件，所述可调弹性支撑组件设置在支撑座上，该可调弹性支撑组件包括安装件、螺纹套筒、锥形顶尖以及压缩弹簧，所述螺纹套筒通过螺纹结构贯穿在安装件上，所述锥形顶尖的一端延伸至螺纹套筒中，另一端延伸至螺纹套筒之外，用于支撑在轴承内圈外壁上；所述压缩弹簧的设置在螺纹套筒中，该压缩弹簧抵紧在锥形顶尖延伸至螺纹套筒中的一端上。

[0009] 上述圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具的工作原理为：

[0010] 工作时，将圆锥滚子轴承内圈放至电磁无心夹具的磁吸位置，启动定心驱动机构，定心驱动机构驱动自导向圆锥沿靠近电磁无心夹具的方向水平方移动，同时驱动自导向圆锥压入圆锥滚子轴承内圈的内孔，电磁无心夹具充磁，吸附轴承内圈，完成自定心工作。

[0011] 先粗调柔性支撑机构的位置，使得锥形顶尖的轴线垂直于圆锥滚子轴承内圈滚道母线；调节螺纹套筒，微调锥形顶尖与轴承内圈表面之间的间距。接着，定心驱动机构驱动自导向圆锥沿远离电磁无心夹具的方向水平移动，使之远离电磁无心夹具。

[0012] 启动电磁无心夹具主轴，驱动轴承内圈旋转。在加工过程中，当轴承内圈承受的冲研强化冲击力过大时，弹性支承的锥形顶尖可沿其轴线方向后移，避免支承与轴承内圈之间的刚性冲击及刮擦，提高冲研强化的加工质量。

[0013] 本发明的一个优选方案，其中，所述定心驱动机构包括伸缩驱动机构和摆动驱动机构，所述伸缩驱动机构包括电磁伸缩轴和电磁伸缩套筒；

[0014] 所述摆动驱动机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的两端分别与电磁伸缩套筒和第二连杆连接，所述第二连杆的两端分别与第一连杆和自导向圆锥连接。通过上述结构，可以驱动自导向圆锥进行水平或竖向移动，自动完成定心工作。

[0015] 本发明的一个优选方案，其中，所述自导向圆锥的尖端设有直径为10mm的球面，该球面的末端与自导向圆锥的锥面相切。

[0016] 本发明的一个优选方案，其中，所述螺纹套筒远离锥形顶尖的端部内设有弹力调节螺钉，该弹力调节螺钉通过螺纹连接结构连接在所述螺纹套筒上；

[0017] 所述压缩弹簧的两端分别抵紧在弹力调节螺钉和锥形顶尖上。通过上述结构，可以调节弹力调节螺钉位置，给锥形顶尖施加预紧力。

[0018] 本发明的一个优选方案，其中，所述锥形顶尖的尖端设有可自转的活动球体，该活动球体的直径为1mm。

[0019] 本发明的一个优选方案，其中，所述安装件上设有与螺纹套筒的延伸方向垂直的锁紧孔，该锁紧孔内设有锁紧螺钉。这样，在调节完螺纹套筒后，通过锁紧螺钉将螺纹套筒锁紧，防止螺纹套筒发生松动。

[0020] 本发明的一个优选方案，其中，所述安装件通过长度调节结构设置在支撑座上，所述长度调节结构包括长度调节杆和长度调节螺钉，所述长度调节杆与安装件铰接；

[0021] 所述长度调节杆上设有长圆孔，所述支撑座上设有T型槽；所述长度调节螺钉穿过长度调节杆的长圆孔将长度调节杆固定在支撑座上。

[0022] 本发明的一个优选方案，其中，所述支撑座通过弧形导向结构设置在立板上，所述弧形导向结构包括弧形导轨和紧固螺钉，所述弧形导轨设置在电磁无心夹具的下方；所述紧固螺钉将支撑座固定连接在弧形导轨上。通过上述结构，可以沿着弧形导轨的延伸方向，将支撑座安装在想要的位置，适应不同大小的轴承内圈。

[0023] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

[0024] 1、本发明的冲研强化自定心柔性夹具通过定心驱动机构驱动自导向圆锥沿靠近电磁无心夹具的方向水平方移动，同时驱动自导向圆锥压入圆锥滚子轴承内圈的内孔，从而实现自定心装夹，降低无心装夹难度。

[0025] 2、通过设置可调弹性支撑组件，不仅能够调节锥形顶尖的相对位置，还能够在轴承内圈承受的冲研强化冲击力过大时，弹性支承的锥形顶尖可沿其轴线方向后移，避免支承与轴承内圈之间的刚性冲击及刮擦，减少轴承内圈形变，提高冲研强化的加工质量。

附图说明

[0026] 图1为本发明中的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具的立体结构示意图。

[0027] 图2为本发明中的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具的正视图。

[0028] 图3为本发明中的柔性支撑机构的立体爆炸示意图。

具体实施方式

[0029] 为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

[0030] 参见图1‑3，本实施例中的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具，包括自定心装夹机构和柔性支撑机构；所述自定心装夹机构包括用于对轴承内圈1进行夹持的电磁无心夹具2、用于将轴承内圈1定心在电磁无心夹具2上的自导向圆锥3以及用于驱动自导向圆锥3靠近或远离电磁无心夹具2的定心驱动机构。

[0031] 所述定心驱动机构包括伸缩驱动机构和摆动驱动机构，所述伸缩驱动机构包括电磁伸缩轴4和电磁伸缩套筒5；所述摆动驱动机构包括第一连杆6(自带旋转动力)和第二连杆7(自带旋转动力)，所述第一连杆6的两端分别与电磁伸缩套筒5和第二连杆7连接，所述第二连杆7的两端分别与第一连杆6和自导向圆锥3连接。通过上述结构，可以驱动自导向圆锥3进行水平或竖向移动，自动完成定心工作。

[0032] 参见图1‑3，所述柔性支撑机构至少设有两组，该柔性支撑机构包括支撑座8和可调弹性支撑组件，所述可调弹性支撑组件设置在支撑座8上，该可调弹性支撑组件包括安装件9、螺纹套筒10、锥形顶尖11以及压缩弹簧12，所述螺纹套筒10通过螺纹结构贯穿在安装件9上，所述锥形顶尖11的一端延伸至螺纹套筒10中，另一端延伸至螺纹套筒10之外，用于支撑在轴承内圈1外壁上；所述压缩弹簧12的设置在螺纹套筒10中，该压缩弹簧12抵紧在锥形顶尖11延伸至螺纹套筒10中的一端上。

[0033] 其中，所述自导向圆锥3的尖端设有直径为10mm的球面，该球面的末端与自导向圆锥3的锥面相切。

[0034] 参见图1‑3，所述螺纹套筒10远离锥形顶尖11的端部内设有弹力调节螺钉13，该弹力调节螺钉13通过螺纹连接结构连接在所述螺纹套筒10上；所述压缩弹簧12的两端分别抵紧在弹力调节螺钉13和锥形顶尖11上。通过上述结构，可以调节弹力调节螺钉13位置，给锥形顶尖11施加预紧力。

[0035] 其中，所述锥形顶尖11的尖端设有可自转的活动球体，该活动球体的直径为1mm。

[0036] 参见图1‑3，所述安装件9上设有与螺纹套筒10的延伸方向垂直的锁紧孔，该锁紧孔内设有锁紧螺钉14。这样，在调节完螺纹套筒10后，通过锁紧螺钉14将螺纹套筒10锁紧，防止螺纹套筒10发生松动。

[0037] 参见图1‑3，所述安装件9通过长度调节结构设置在支撑座8上，所述长度调节结构包括长度调节杆15和长度调节螺钉16，所述长度调节杆15与安装件9铰接；所述长度调节杆15上设有长圆孔，所述支撑座8上设有T型槽；所述长度调节螺钉16穿过长度调节杆15的长圆孔将长度调节杆15固定在支撑座8上。

[0038] 参见图1‑3，所述支撑座8通过弧形导向结构设置在立板17上，所述弧形导向结构包括弧形导轨18和紧固螺钉，所述弧形导轨18设置在电磁无心夹具2的下方；所述紧固螺钉将支撑座8固定连接在弧形导轨18上。通过上述结构，可以沿着弧形导轨18的延伸方向，将支撑座8安装在想要的位置，适应不同大小的轴承内圈1。

[0039] 参见图1‑3，本实施例中的圆锥滚子轴承内圈的冲研强化自定心柔性夹具的工作原理为：

[0040] 工作时，将圆锥滚子轴承内圈1放至电磁无心夹具2的磁吸位置，启动定心驱动机构，定心驱动机构驱动自导向圆锥3沿靠近电磁无心夹具2的方向水平方移动，同时驱动自导向圆锥3压入圆锥滚子轴承内圈1的内孔，电磁无心夹具2充磁，吸附轴承内圈1，完成自定心工作。

[0041] 先粗调柔性支撑机构的位置，使得锥形顶尖11的轴线垂直于圆锥滚子轴承内圈1滚道母线；调节螺纹套筒10，微调锥形顶尖11与轴承内圈1表面之间的间距。接着，定心驱动机构驱动自导向圆锥3沿远离电磁无心夹具2的方向水平移动，使之远离电磁无心夹具2。

[0042] 启动电磁无心夹具2主轴，驱动轴承内圈1旋转。在加工过程中，当轴承内圈1承受的冲研强化冲击力过大时，弹性支承的锥形顶尖11可沿其轴线方向后移，避免支承与轴承内圈1之间的刚性冲击及刮擦，提高冲研强化的加工质量。

[0043] 上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。