CN109759950A - 一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，包括力传感器、支撑夹具、信号放大器、AD采集卡和计算机，所述力传感器、所述信号放大器、所述AD采集卡和所述计算机依次连接，所述力传感器的两端分别设有螺纹孔M_k，呈棒状结构的所述支撑夹具通过带有螺纹的一端与所述螺纹孔M_k紧密连接形成传感测量机构，待测轮毂轴承通过气动夹具装置固定在机床上，所述轮毂轴承的侧壁沿径向开有一对槽，所述传感测量机构可沿所述轮毂轴承径向并垂直开槽方向嵌设于所述轮毂轴承内圈沟道内；本发明通过对轮毂轴承开槽处理，并通过与计算机连接的力传感器、信号放大器和AD采集卡实现对气动夹具装置的夹紧力的实时精准测量，便于操作和提高加工精度。

Description

一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置及测量方法

技术领域

本发明是涉及一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置及测量方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

轮毂轴承的主要作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导，它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的汽车零部件。轮毂轴承外圈内圆磨削加工过程，如说明书附图8所示。采用气动夹具装置提供夹紧力以夹装轮毂轴承，轮毂轴承随着工件主轴一起转动。磨削加工过程中，砂轮通过进给系统进入轮毂轴承进行内圆切入磨削。在以往加工过程中，气动夹具装置对轮毂轴承夹紧力的大小往往由操作工人的经验所决定，很难准确获得夹紧力大小。当夹紧力不足时，轮毂轴承在磨削过程中容易发生偏移和打滑；当夹紧力过大时，轮毂轴承会发生较大的弹性变形，影响磨削精度。所以，需要准确测量气动夹具装置对轮毂轴承所施加的夹紧力大小，来提高轮毂轴承磨削稳定性和加工精度。因此，有必要研制一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置及测量方法，对气动夹具装置的夹紧力进行准确测量，来提高磨削质量及磨削效率。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置及测量方法，实现气动夹具装置对轮毂轴承磨削夹紧力的准确测量，以便将夹紧力调整至合理范围，从而提高轮毂轴承磨削精度和质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，待测的轮毂轴承通过气动夹具装置固定在机床上，其特征在于：包括力传感器、支撑夹具、信号放大器、AD采集卡和计算机，所述力传感器、所述信号放大器、所述AD采集卡和所述计算机依次连接，所述力传感器的两端分别设有螺纹孔M_k，呈棒状结构的所述支撑夹具通过带有螺纹的一端与所述螺纹孔M_k紧密连接形成传感测量机构，所述轮毂轴承的侧壁沿径向开有一对槽，所述传感测量机构沿所述轮毂轴承径向并垂直开槽方向嵌设于所述轮毂轴承内圈沟道内，所述传感测量机构总长度L₂比所述轮毂轴承的内圈沟道直径Φ₁长10μm～50μm，以使得所述力传感器恰好能过盈配合嵌入到所述轮毂轴承内圈沟道中进行测量。

作为优选方案，所述力传感器的直径Φ₂小于所述轮毂轴承轴向高度H₁，所述力传感器的长度L₁为所述轮毂轴承内圈沟道直径Φ₁的

作为进一步优选方案，所述支撑夹具的直径Φ₃为所述力传感器直径Φ₂的所述支撑夹具末端圆弧面的曲率半径R₂与所述轮毂轴承内圈沟道曲率半径R₁相同。

作为优选方案，所述的一对槽在所述轮毂轴承上对称开设，以使轮毂轴承容易产生弹性变形便于测量。

作为进一步优选方案，所述槽的宽度b为1mm～2mm，所述槽的深度H₂为所述轮毂轴承轴向高度H₁的

作为进一步优选方案，所述槽采用线切割技术处理得到。

一种轮毂轴承磨削夹紧力测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)将力传感器的两端分别与支撑夹具通过螺纹紧密连接形成传感测量机构，将传感测量机构垂直于轮毂轴承的开槽方向嵌入到轮毂轴承的内圈沟道里并装夹到机床的气动夹具装置上，确认力传感器、信号放大器、AD采集卡和计算机依次连接并调试处于正常工作状态；

(2)开动机床，在气动夹具装置施加夹紧力之前，通过计算机上设有的软件将力传感器的数值设置到零位；

(3)通过调节气动夹具装置的气压调节阀，使气动夹具装置夹紧轮毂轴承，同时测量装置准确测量出气动夹具装置的夹紧力大小；

(4)根据计算机显示的夹紧力的大小，通过不断调节气动夹具装置的气压调节阀，改变气压压力，使气动夹具装置的夹紧力达到预设范围；

(5)重复步骤(2)～(4)5次，直到每次调整的气动夹具装置的夹紧力稳定在预设范围内。

作为优选方案，所述预设范围为50N～70N。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过对轮毂轴承、力传感器及支撑夹具的匹配设计，在轮毂轴承开凿有槽结构，并通过与计算机连接的力传感器、信号放大器和AD采集卡实现对气动夹具装置的夹紧力的实时精准测量，便于操作人员将气动夹具装置的夹紧力调整至合理范围，从而提高轮毂轴承磨削精度和质量；另外，本发明结构简单、方法操作便利、原理可靠，具有突出的实质性特点和明显的进步性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轮毂轴承的轴向剖面图；

图3为本发明实施例提供的轮毂轴承的轴向侧视图；

图4为本发明实施例提供的轮毂轴承的轴向俯视图；

图5为本发明实施例提供的传感测量机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的安装在轮毂轴承内圈沟道的传感测量机构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的安装在轮毂轴承内圈沟道的传感测量机构的俯视图；

图8为本发明实施例提供的用于实现轮毂轴承外圈内圆磨削加工的机床的结构示意图。

图中标号示意如下：1、力传感器；11、螺纹孔M_k；2、支撑夹具；3、信号放大器；4、AD采集卡；5、计算机；6、轮毂轴承；61、内圈沟道；62、槽；7、机床；71、气动夹具装置；72、工件主轴；73、进给系统；74、砂轮；75、砂轮主轴。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。

实施例

结合图1至8所示，本实施例提供一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，包括力传感器1、支撑夹具2、信号放大器3、AD采集卡4和计算机5，所述力传感器1、所述信号放大器3、所述AD采集卡4和所述计算机5依次连接，所述力传感器1的两端分别设有螺纹孔M_k11，呈棒状结构的所述支撑夹具2通过带有螺纹的一端与所述螺纹孔M_k11紧密连接形成传感测量机构，待测的轮毂轴承6通过气动夹具装置71固定在机床7上，所述轮毂轴承6具有沿轴向上下对称的内圈沟道61，所述轮毂轴承6的侧壁沿径向开有一对槽62，所述传感测量机构沿所述轮毂轴承6径向并垂直开槽方向嵌设于所述轮毂轴承内圈沟道61内，所述传感测量机构总长度L₂比所述轮毂轴承的内圈沟道直径Φ₁长10μm～50μm，以使得传感测量机构恰好能过盈配合嵌入到所述轮毂轴承内圈沟道61中进行测量。

为了便于传感测量机构在轮毂轴承6内的固定，在本实施例中，如图5所示，所述力传感器1的直径Φ₂小于所述轮毂轴承6轴向高度H₁，所述力传感器1的长度L₁为所述轮毂轴内圈沟道61直径Φ₁的所述支撑夹具2的直径Φ₃为所述力传感器1直径Φ₂的所述支撑夹具2末端圆弧面的曲率半径R₂与所述轮毂轴承内圈沟道61曲率半径R₁相同。

在本实施例中，所述的一对槽62在所述轮毂轴承6上对称开设，所述槽62采用线切割技术处理得到，以实现开槽处理，使轮毂轴承6容易产生弹性变形，如图3、图4所示；所述槽62的宽度b为1mm～2mm，所述槽62的深度H₂为所述轮毂轴承6轴向高度H₁的这样，当轮毂轴承6外圆受到气动夹具装置71的夹紧力时，经开槽处理的轮毂轴承6更容易产生弹性变形，方便测量气动夹具装置71的夹紧力。

在本实施例中，所述机床7主要包括工件主轴72、进给系统73、砂轮74和砂轮主轴75，如图8所示。测量气动夹具装置71的加紧力之前，将通过螺纹连接的力传感器1与支撑夹具2嵌入到经过开槽处理的轮毂轴承6的内圈沟道61中，确保力传感器1安装方向BB'与轮毂轴承6的开槽方向AA'相垂直，支撑夹具2末端圆弧曲率半径与内圈沟道61曲率半径相同；如图1所示，将轮毂轴承6安装到气动夹具装置71上，力传感器1测量得到的气动夹具装置71的夹紧力通过信号线，依次经过信号放大器3、AD采集卡4传输到计算机5，完成测量和数据收集。

本实施例还提供一种轮毂轴承磨削夹紧力测量方法，具体包括以下步骤：

(1)将力传感器1的两端分别与支撑夹具2通过螺纹紧密连接形成传感测量机构，将传感测量机构垂直于轮毂轴承6的开槽方向嵌入到轮毂轴承的内圈沟道61里并装夹到机床7的气动夹具装置71上，确认力传感器1、信号放大器3、AD采集卡4和计算机5依次连接并调试处于正常工作状态；

(2)开动机床，在气动夹具装置71施加夹紧力之前，通过计算机5上设有的软件将力传感器的数值设置到零位；

(3)通过调节气动夹具装置71的气压调节阀，使气动夹具装置71夹紧轮毂轴承6，同时测量装置准确测量出气动夹具装置71的夹紧力大小；

(4)根据计算机5显示的夹紧力的大小，通过不断调节气动夹具装置71的气压调节阀，改变气压压力，使气动夹具装置71的夹紧力达到合理的预设范围50N～70N；

(5)重复步骤(2)～(4)5次，直到每次调整的气动夹具装置71的夹紧力稳定在预设范围50N～70N内，完成测量；以验证系统稳定性、保证测量准确度。

通过上述方法控制的气动夹具装置的气压和夹紧力用于该轮毂轴承磨削加工，可有效提高加工精度。

综上所述可见：本发明通过对轮毂轴承6、力传感器1及支撑夹具2的匹配设计，在轮毂轴承6开凿有槽62结构，并通过与计算机5连接的力传感器1、信号放大器3和AD采集卡4实现对气动夹具装置71的夹紧力的实时精准测量，便于操作人员将气动夹具装置71的夹紧力调整至合理范围，从而提高轮毂轴承6磨削精度和质量；另外，本发明结构简单、方法操作便利、原理可靠，具有突出的实质性特点和明显的进步性。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，待测的轮毂轴承通过气动夹具装置固定在机床上，其特征在于：包括力传感器、支撑夹具、信号放大器、AD采集卡和计算机，所述力传感器、所述信号放大器、所述AD采集卡和所述计算机依次连接，所述力传感器的两端分别设有螺纹孔M_k，呈棒状结构的所述支撑夹具通过带有螺纹的一端与所述螺纹孔M_k紧密连接形成传感测量机构，所述轮毂轴承的侧壁沿径向开有一对槽，所述传感测量机构沿所述轮毂轴承径向并垂直开槽方向嵌设于所述轮毂轴承内圈沟道内，所述传感测量机构总长度L₂比所述轮毂轴承的内圈沟道直径Φ₁长10μm～50μm。

2.根据权利要求1所述的轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，其特征在于：所述力传感器的直径Φ₂小于所述轮毂轴承轴向高度H₁，所述力传感器的长度L₁为所述轮毂轴承内圈沟道直径Φ₁的

3.根据权利要求2所述的轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，其特征在于：所述支撑夹具的直径Φ₃为所述力传感器直径Φ₂的所述支撑夹具末端圆弧面的曲率半径R₂与所述轮毂轴承内圈沟道曲率半径R₁相同。

4.根据权利要求1所述的轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，其特征在于：所述的一对槽在所述轮毂轴承上对称开设，以使轮毂轴承容易产生弹性变形便于测量。

5.根据权利要求4所述的轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，其特征在于：所述槽的宽度b为1mm～2mm，所述槽的深度H₂为所述轮毂轴承轴向高度H₁的

6.根据权利要求5所述的轮毂轴承磨削夹紧力测量装置，其特征在于：所述槽采用线切割技术处理得到。

7.一种轮毂轴承磨削夹紧力测量方法，其特征在于，在权利要求1-6任一权利要求所述的轮毂轴承磨削夹紧力测量装置中进行，具体包括以下步骤：

(1)将力传感器的两端分别与支撑夹具通过螺纹紧密连接形成传感测量机构，将传感测量机构垂直于轮毂轴承的开槽方向嵌入到轮毂轴承的内圈沟道里并装夹到机床的气动夹具装置上，确认力传感器、信号放大器、AD采集卡和计算机依次连接并调试处于正常工作状态；

(2)开动机床，在气动夹具装置施加夹紧力之前，通过计算机上设有的软件将力传感器的数值设置到零位；

(3)通过调节气动夹具装置的气压调节阀，使气动夹具装置夹紧轮毂轴承，同时测量装置准确测量出气动夹具装置的夹紧力大小；

(4)根据计算机显示的夹紧力的大小，通过不断调节气动夹具装置的气压调节阀，改变气压压力，使气动夹具装置的夹紧力达到预设范围；

(5)重复步骤(2)～(4)5次，直到每次调整的气动夹具装置的夹紧力稳定在预设范围内。

8.根据权利要求7所述的轮毂轴承磨削夹紧力测量方法，其特征在于：所述预设范围为50N～70N。