CN104502211A - 一种工装及精密主轴用圆柱滚子轴承洛氏硬度测量方法 - Google Patents

Abstract

一种工装及精密主轴用圆柱滚子轴承洛氏硬度测量方法，该工装包括悬臂、梯形螺母、调整块、紧定螺栓、调整垫片，其中：悬臂为长条形钢板，其一端与主轴通过光孔进行配合，另一端悬臂状态，上平面设有一凹槽，凹槽中有条形孔；在悬臂正下方的主轴上旋入一梯形螺母，依靠工作台和梯形螺母共同作用，使悬臂紧贴在工作台正下方；悬臂伸出端上方设置有一可根据实测套圈或成品组件的外径调整其位置的调整块。同时提供一种洛氏硬度测量方法。本发明设计的洛氏硬度计工装具有制作方便、操作简单，测量范围可调整的显著优点，解决了中大型尺寸的精密主轴用圆柱滚子轴承成品组件无法进行洛氏硬度测量的难题。

Description

一种工装及精密主轴用圆柱滚子轴承洛氏硬度测量方法

技术领域

本发明涉及洛氏硬度测量技术领域，主要涉及一种洛氏硬度工装及精密主轴用圆柱滚子轴承洛氏硬度测量方法。

背景技术

洛氏硬度值为轴承检验项目中的一项重要指标，其数值的大小直接影响到轴承的耐磨性和尺寸稳定性，亦可间接反映出淬回火热处理质量的好坏。目前，洛氏硬度计HR-150A因其硬度测量数值准确、示值稳定性好、操作方便等特点在轴承生产企业已经得到普遍应用。

洛氏硬度计HR-150A，其结构如图1和图2所示，其结构和原理属于现有技术，不再赘述。

受结构设计原因，该洛氏硬度计存在测量范围小的明显缺点，具体地，对于外径尺寸200mm以上的套圈或轴承组件无法进行硬度测量,在实际应用中，不得不采用切割试样或采用测量数值精确度较低且示值稳定性差的里氏硬度计代替。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于增加HR-150A洛氏硬度计测量范围的工装结构型式，该工装结构型式具有制作方便、操作简单，测量范围可调整的显著优点。同时提供一种应用上述工装结构型式进行精密主轴用圆柱滚子轴承组件或成品的洛氏硬度测量方法。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：一种工装，包括悬臂、梯形螺母、调整块、紧定螺钉、调整垫片，其特征在于：所述悬臂为长条形钢板，且在一端设有一与洛氏硬度计主轴梯形丝杆外径相同的光孔，另一端端面为平面，所述悬臂上平面设有一凹槽，且在凹槽中央设置有一上下贯通的条形孔，装配时悬臂紧靠在工作台下方；在悬臂正下方的主轴上旋入一梯形螺母，梯形螺母牙型、螺距与主轴牙型及螺距相同，依靠洛氏硬度计工作台和梯形螺母共同作用，使悬臂紧贴在工作台正下方；所述凹槽中有一调整块，所述调整块轴向截面为倒“凸”形，其凸出部分与悬臂的凹槽间隙配合且可沿凹槽长度方向滑动，所述调整块下平面设置有一螺纹孔，并通过一紧固螺钉将所述调整块固定在凹槽中，并在凹槽和调整块之间设置一个带有光孔的调整垫片。

进一步地，所述调整垫片形状为长方形，所述调整垫片的厚度尺寸分0.5mm、1mm、2mm三种，可根据测量需要调整调整块上下高度。

一种精密主轴用圆柱滚子轴承洛氏硬度测量方法，步骤如下：

步骤一，准备一HR-150A型洛氏硬度计，旋下工作台，将工作台下表面机加工成一平面，在主轴上端由上而下依次装入梯形螺母和悬臂，且悬臂凹槽朝上，然后，安装工作台并旋紧；

步骤二，向上旋转梯形螺母，使悬臂紧贴在工作台正下方，且使得悬臂处于可旋转状态；

步骤三，把调整垫片放入悬臂的凹槽底平面上，将调整块的倒“凸”形底平面放在调整垫片正上方，凸起部分两侧面靠在悬臂凹槽两侧面上，通过紧定螺钉将调整块固定在凹槽中，且调整块可沿凹槽长度方向滑动；

步骤四，观察载荷调整旋钮对应的数值是否为150kgf，若不是，旋转至该数值；

步骤五，将精密主轴用圆柱滚子轴承组件水平放置在工作台正上方，沿悬臂的凹槽调整调整块、调整垫片、紧定螺钉构成的组件的位置并使轴承组件外侧悬空部分放置在调整块的上平面上；

步骤六，旋转手轮，使工作台、精密主轴用圆柱滚子轴承组件和工装组件一起上移，直至金刚石压头距离精密主轴用圆柱滚子轴承组件套圈上端面1mm至2mm处，在旋转手轮上移过程中，悬臂并不随着工作台旋转，其朝向基本不变；

步骤七，利用扳手旋紧梯形螺母和紧定螺钉，此时，观察精密主轴用圆柱滚子轴承组件是否为水平放置，若不是，调整调整垫片不同厚度直至水平后再旋紧紧定螺钉；

步骤八，缓慢旋转手轮，使金刚石压头接触到精密主轴用圆柱滚子轴承组件端面平面区域，继续缓慢旋转手轮，观察示值表盘的小针和大针位置，直至旋转示值表盘中小针在红色标记处且大针垂直向上时停止旋转手轮，此时，旋转示值表盘的角度，使表盘外围的字母“C”与大针对齐；

步骤九，向操作者内侧方向搬动加载手柄，此时，示值表盘的大针会逆时针旋转且卸载手柄由操作者外侧方向向内侧方向转动；

步骤十，待步骤九动作完全停止后，反向推动卸载手柄，此时示值表盘的大针对应的外围数值即为该精密主轴用圆柱滚子轴承组件的洛氏硬度值。

本发明的有益效果：

该工装结构型式具有制作方便、操作简单，测量范围可调整，且调整范围大的显著优点。同时通过该测量方法的的使用，在现有的HR-150A洛氏硬度计基础上进行改装即可实现大尺寸精密主轴用圆柱滚子轴承的硬度测量工作，使用方便，且使用成本低。

附图说明

附图1和附图2为洛氏硬度计结构示意图。

附图3洛氏硬度计加入工装后立体图。

附图4为洛氏硬度计加入工装后另一角度结构示意图。

附图5为梯形螺母主俯视图。

附图6为梯形螺母剖主视图。

附图7为悬臂结构示意图。

附图8为图7的剖视图。

附图9为调整块结构示意图。

附图10为调整垫片结构示意图。

附图11为调整垫片剖视图。

附图12为洛氏硬度计加入工装后测量成品轴承组件时的立体图。

附图13为洛氏硬度计加入工装后测量成品轴承组件时的主视图。

图中：1壳体，2手轮，3主轴，4梯形螺母，4.1旋转工作面，4.2圆弧平面，5悬臂，5.1圆弧相切样式，5.2光孔，5.3伸出端端面，5.4凹槽，5.5条形孔，6.调整垫片，6.1垫片光孔，7调整块，7.1倒“凸”形，7.2螺纹孔，8.紧定螺钉，9工作台，9.1工作台凸台，10示值表盘，11金刚石压头，12载荷调整旋钮，13卸载手柄，14加载手柄，15精密主轴用圆柱滚子轴承组件。

具体实施方式

结合附图，说明本发明的具体实施例。

实施例一，如附图3和4所示：本发明HR-150A洛氏硬度计工装结构型式零件包括：梯形螺母4、悬臂5、调整垫片6、调整块7、紧定螺钉8。

如附图1至11所示：在安装本工装之前，先将工作台9从原位置旋转卸下，利用普通车床或平面磨床将工作台凸台9.1机加工去除，其目的是补偿因加入梯形螺母4和悬臂5造成的高度方向测量范围的减小；在主轴3梯形螺纹中旋入一梯形螺母4，其牙型、螺距与主轴3的梯形螺纹牙型及螺距相同，梯形螺母4外径面上设置有正六方形的旋转工作面4.1，方便利用扳手调整梯形螺母4松紧，为简化毛刺去除工艺，梯形螺母4上下平面设置为圆弧平面4.2；悬臂5结构为长条形钢板，与主轴3梯形丝杆配合端为半圆弧相切样式5.1，该端设置有一与主轴3梯形丝杆外径相同的光孔5.2，套置在主轴3上形成悬臂量，悬臂5伸出端端面5.3为平面，上平面设有一凹槽5.4，其作用是为调整块7提供以主轴3为圆心的周向限位，下平面设置有一条形孔5.5，可使紧定螺钉8通过该条形孔对调整块7进行任意位置旋紧后定位，装配时悬臂5依靠工作台9及梯形螺母4共同作用，使其紧贴在工作台9正下方；悬臂伸出部位的上方设置有一调整块7，其轴向截面为倒“凸”形7.1，凸出部分与悬臂5的凹槽5.4间隙配合，在非紧固状态下，可沿凹槽的方向进行调整位置，调整块7下平面设置有一螺纹孔7.2，可根据实测套圈或成品组件的外径调整其位置；调整垫片6形状为长方形，正中设置有一个与调整块7下平面螺纹孔7.2大径尺寸对应的垫片光孔6.1，调整垫片6的厚度尺寸分0.5mm、1mm、2mm三种，可根据测量需要调整调整块7上下高度；调整块7位置及调整垫片6尺寸确定后，紧定螺钉8由下而上通过悬臂条形孔5.5旋入调整块7下平面的螺纹孔7.2内，旋紧后使悬臂5、调整垫片6、调整块7成为一体。

实施例二，

如附图12和13所示，对于精密主轴用圆柱滚子轴承成品组件，其外径尺寸200mm以上，应用上述工装结构样式进行洛氏硬度的测量步骤如下：

步骤一，旋下工作台9，在主轴3上端由上而下旋入梯形螺母4。

步骤二，把悬臂5沿光孔5.2装入主轴3内，悬臂凹槽5.4朝上。

步骤三，安装工作台9并旋紧。

步骤四，向上旋转梯形螺母4，使悬臂5紧贴在工作台9正下方，此时，梯形螺母4不要旋紧。

步骤五，把调整垫片6放入悬臂5的凹槽5.4底平面上，将调整块7的倒“凸”形7.1底平面放在调整垫片6正上方，凸起部分两侧面靠在悬臂5凹槽5.4两侧面上。

步骤六，沿悬臂5条形孔5.5由下而上旋入紧定螺钉8，此时，紧定螺钉8不要旋紧，使得悬臂保持在可转动状态。

步骤七，观察载荷调整旋钮12对应的数值是否为150kgf，若不是，旋转至该数值。

步骤八，将精密主轴用圆柱滚子轴承组件15水平放置在工作台9正上方，沿悬臂5的凹槽5.4调整调整块7、调整垫片6、紧定螺钉8构成的组件，使轴承组件外侧悬空部分放置在调整块7的上平面上。

步骤九，旋转手轮2，使工作台9、精密主轴用圆柱滚子轴承组件15和工装组件一起上移，直至金刚石压头11即将接触(一般1mm至2mm处)到精密主轴用圆柱滚子轴承组件15套圈上端面。在旋转手轮2上移过程中，由于梯形螺母4未旋紧，且悬臂5与主轴3梯形螺纹配合处为光孔5.2，因此悬臂5并不随着工作台9旋转，其朝向基本不变。

步骤十，利用扳手旋紧梯形螺母4和紧定螺钉8，此时，观察精密主轴用圆柱滚子轴承组件15是否为水平放置，若不是，调整调整垫片6不同厚度直至水平后再旋紧紧定螺钉8。

步骤十一，缓慢旋转手轮2，使金刚石压头11接触到精密主轴用圆柱滚子轴承组件15端面平面区域，继续缓慢旋转手轮2，观察示值表盘10的小针和大针位置，直至小针在红色标记处且大针垂直向上时停止旋转手轮2，旋转示值表盘10的角度，使表盘外围的字母“C”与大针对齐。

步骤十二，向操作者内侧方向搬动加载手柄14，此时，示值表盘10的大针会逆时针旋转且卸载手柄13由操作者外侧方向向内侧方向转动，

步骤十三，待步骤十二动作完全停止后，反向推动卸载手柄13，此时示值表盘10的大针对应的外围数值即为该精密主轴用圆柱滚子轴承组件15的洛氏硬度值。

由实施例一的工装结构型式，结合实施例二的测量方法可以看出，本发明设计的洛氏硬度计工装结构型式具有制作方便、操作简单，测量范围可调整的显著优点，解决了中大型尺寸的精密主轴用圆柱滚子轴承成品组件无法进行洛氏硬度测量的难题。

Claims (3)

1.一种工装，包括悬臂、梯形螺母、调整块、紧定螺钉、调整垫片，其特征在于：所述悬臂为长条形钢板，且在一端设有一与洛氏硬度计主轴梯形丝杆外径相同的光孔，另一端端面为平面，所述悬臂上平面设有一凹槽，且在凹槽中央设置有一上下贯通的条形孔，装配时悬臂紧靠在工作台下方；在悬臂正下方的主轴上旋入一梯形螺母，梯形螺母牙型、螺距与主轴梯形丝杆牙型及螺距相同，依靠洛氏硬度计工作台和梯形螺母共同作用，使悬臂紧贴在工作台正下方；所述凹槽中有一调整块，所述调整块轴向截面为倒“凸”形，所述调整块凸出部分与悬臂的凹槽间隙配合且可沿凹槽长度方向滑动，所述调整块下平面设置有一螺纹孔，并通过一紧固螺钉将所述调整块固定在凹槽中，并在凹槽和调整块之间设置一个带有光孔的调整垫片。

2.根据权利要求1所述的一种工装，其特征在于，所述调整垫片形状为长方形，所述调整垫片的厚度尺寸分0.5mm、1mm、2mm三种。

3.一种精密主轴用圆柱滚子轴承洛氏硬度测量方法，其步骤如下：

步骤一，准备一HR-150A型洛氏硬度计，旋下工作台，将工作台下表面机加工成一平面，在主轴上端由上而下依次装入梯形螺母和悬臂，且悬臂凹槽朝上，然后，安装工作台并旋紧；

步骤二，向上旋转梯形螺母，使悬臂紧贴在工作台正下方，且使得悬臂处于可旋转状态；

步骤三，把调整垫片放入悬臂的凹槽底平面上，将调整块的倒“凸”形底平面放在调整垫片正上方，凸起部分两侧面靠在悬臂凹槽两侧面上，通过紧定螺钉将调整块固定在凹槽中，且调整块可沿凹槽长度方向滑动；

步骤四，观察载荷调整旋钮对应的数值是否为150kgf，若不是，旋转至该数值；

步骤五，将精密主轴用圆柱滚子轴承组件水平放置在工作台正上方，沿悬臂的凹槽调整调整块、调整垫片、紧定螺钉构成的组件的位置并使轴承组件外侧悬空部分放置在调整块的上平面上；

步骤六，旋转手轮，使工作台、精密主轴用圆柱滚子轴承组件和工装组件一起上移，直至金刚石压头距离精密主轴用圆柱滚子轴承组件套圈上端面1mm至2mm处，在旋转手轮上移过程中，悬臂不随着工作台旋转，其朝向不变；

步骤七，利用扳手旋紧梯形螺母和紧定螺钉，此时，观察精密主轴用圆柱滚子轴承组件是否为水平放置，若不是，调整调整垫片不同厚度直至水平后再旋紧紧定螺钉；

步骤八，缓慢旋转手轮，使金刚石压头接触到精密主轴用圆柱滚子轴承组件端面平面区域，继续缓慢旋转手轮，观察示值表盘的小针和大针位置，直至旋转示值表盘中小针在红色标记处且大针垂直向上时停止旋转手轮，此时，旋转示值表盘的角度，使表盘外围的字母“C”与大针对齐；

步骤九，向操作者内侧方向搬动加载手柄，此时，示值表盘的大针会逆时针旋转且卸载手柄由操作者外侧方向向内侧方向转动；

步骤十，待步骤九动作完全停止后，反向推动卸载手柄，此时示值表盘的大针对应的外围数值即为该精密主轴用圆柱滚子轴承组件的洛氏硬度值。