CN115091281B - 一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统及其加工方法，涉及金属加工相关技术领域。它包括升降转动机构、测量组件、小内圈磨床，内法兰盘套圈的侧壁设有压接面，测量组件包括标准小内圈、测量圆套、电感笔，电感笔与小内圈磨床通讯连接，升降转动机构上升且转动，标准小内圈沟道与钢球接触、测量圆套的下端与压接面压接，电感笔测到测量圆套的位移信息且传递给小内圈磨床，小内圈磨床加工小内圈端面。本发明克服了现有技术中汽车轮毂轴承小内圈端面加工误差累积过大，降使用寿命的缺陷，本发明有益效果为：消除了汽车轮毂轴承小内圈的端面加工和装配造成的误差累积，保证了汽车轮毂轴承的游隙稳定，提高了使用寿命。

Description

一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统及其加工方法

技术领域

本发明涉及金属加工相关技术领域，尤其是指一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统及其加工方法。

背景技术

汽车轮毂轴承是汽车的重要零部件。汽车轮毂轴承既承载重量又为轮毂转动提供精确引导，所以对汽车轮毂轴承加工要求非常高。现有的汽车轮毂轴承主要有内外法兰盘套圈、小内圈、一列或两列滚珠以及保持架等组成。汽车轮毂轴承的外沟道在外法兰盘套圈的内侧壁上。汽车轮毂轴承的内沟道一部分在内法兰盘套圈的外壁上，另外一部分在小内圈。汽车轮毂轴承单元在组装时，滚珠安装在内、外沟道中，采用螺母或者螺栓将小内圈的沟道与滚珠压接。小内圈的沟道与滚珠压接，需要一定的轴承游隙。轴承游隙既要保证轴承得以灵活无阻滞地运转，同时也要求能保证轴承运转平稳。小内圈端面是以内法兰盘套圈的台阶为安装基准。汽车轮毂轴承小内圈的端面的加工关系到汽车轮毂轴承的游隙，对轴承的动态性能(噪声，振动和摩擦)和旋转精度，使用寿命(磨损与疲劳)的承载能力有很大影响。中国专利授权公告号：CN203804782U，授权公告日为2014年9月3日，公开了一种汽车轮毂轴承内圈小端定位磨沟道工装，包括磁极，磁极内孔中设有芯轴，芯轴连接轮毂轴承，轮毂轴承一侧设有左支承，左支承经销轴连接左支承架，轮毂轴承另一侧设有右支承，右支承经销轴连接右支承架。左支承架、右支承架上设有腰形孔。该加工技术汽车轮毂轴承小内圈端面加工二次定位产生误差大，增加了小内圈的加工误差和安装误差累积，影响到汽车轮毂轴承的游隙，从而降低汽车轮毂轴承的使用寿命。

发明内容

本发明为了克服现有技术中汽车轮毂轴承小内圈的端面加工误差累积过大影响到汽车轮毂轴承的游隙，从而降低汽车轮毂轴承的使用寿命的缺陷，提供一种消除汽车轮毂轴承小内圈的端面加工误差和安装误差的加工系统及其加工方法，达到保证汽车轮毂轴承的动态性能，延长汽车轮毂轴承使用寿命的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统，它包括，基座、与基座的下部连接的升降转动机构、与基座的上部连接的测量组件、与升降转动机构可拆装连接的内法兰盘套圈、与内法兰盘套圈套接的外法兰盘套圈，安装在内法兰盘套圈与外法兰盘套圈之间的钢球、小内圈磨床、在小内圈磨床加工的小内圈，内法兰盘套圈的侧壁为阶梯状，阶梯的踏面为压接面，测量组件包括，与基座固定连接的内圈安装座、标准小内圈、与标准小内圈套接的测量圆套、位于升降转动机构上方的测量架体、与测量架体连接的电感笔、顶芯，标准小内圈为圆柱状，标准小内圈的上部与内圈安装座固定连接，标准小内圈的下部外侧面设有标准小内圈沟道，顶芯位于电感笔与测量圆套之间且与测量架体可上下移动连接，电感笔与小内圈磨床通讯连接，升降转动机构上升且转动，标准小内圈沟道与钢球接触、测量圆套的下端与压接面压接，电感笔通过顶芯检测到测量圆套的位移信息，且将位移信息传递给小内圈磨床，小内圈磨床磨削小内圈的加工端面。

内法兰盘套圈、外法兰盘套圈、钢球组装后置于升降转动机构。小内圈磨床加工小内圈，以小内圈的大端面为定位面，加工小内圈的沟道，小内圈的小端面到大端面的距离由电感笔提供的测量圆套的位移信息来定。实现一个小内圈与一套轮毂轴承组装件的单配。消除汽车轮毂轴承小内圈的端面加工误差和装配误差累积过大的因素，保证了汽车轮毂轴承的游隙稳定，提高了汽车轮毂轴承的使用寿命。不需要配置小内圈料库，降低了生产成本。

作为优选，标准小内圈为圆柱状，标准小内圈设有标准小内圈通孔，测量圆套包括，圆盘状的顶盘、圆柱状的套环，套环的直径小于顶盘的直径，套环设有套环孔，套环孔与内法兰盘套圈的上部相匹配，套环与标准小内圈通孔套接，内圈安装座设有阶梯状的安装座孔，安装座孔包括，顶盘配孔、套环配孔、标准小内圈配孔，顶盘配孔与顶盘套接，套环配孔与套环套接，标准小内圈配孔与标准小内圈的上部套接。

作为优选，测量架体与基座固定连接，测量架体设有限位条，顶芯为柱状，顶芯的上端设有限位盘，限位盘与限位条相适应配合，顶芯的下端设有测量钢珠，顶盘的上表面设有测量块，测量块的上表面与顶芯的中轴线垂直，测量钢珠与测量块相配合顶芯上下移动。

作为优选，升降转动机构包括，升降机构、转动机构、升降板、转动轴、外圈下压模，转动轴的上端与外圈下压模固定连接，转动轴的下端与升降机构的升降部件连接，转动机构通过齿轮与转动轴连接。

作为优选，基座设有导柱，升降板设有导套，导套与导柱套接，导柱的中轴线与转动轴的中轴线平行。

作为优选，外圈下压模的上端设有卡接部，卡接部与内法兰盘套圈的下端相匹配。

一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统的加工方法，小内圈包括小端面、小内圈沟道、大端面，小内圈磨床以大端面为基准面加工小内圈沟道；内法兰盘套圈、外法兰盘套圈、钢球组装成为轮毂组件；轮毂组件与升降转动机构连接，升降转动机构上升且转动，轮毂组件的内法兰盘套圈的上部与测量圆套套接，标准小内圈与轮毂组件的钢球接触，测量圆套下端被压接面顶起；电感笔通过顶芯探测到测量圆套顶起的位移信息且将位移信息传输给小内圈磨床；小内圈磨床依据接受的信息数据加工小端面。

作为优选，升降转动机构转动，标准小内圈与钢球接触部具有游隙。

本发明的有益效果是：小内圈磨床加工小内圈，以小内圈的大端面为定位面，加工小内圈的沟道，小内圈的大端面到小端面的距离由电感笔提供的测量圆套的位移信息来定，实现一个小内圈与一套轮毂轴承组装件的单配，有效地消除了汽车轮毂轴承小内圈的端面加工和装配造成的误差累积过大的因素。保证了汽车轮毂轴承的游隙稳定，提高了汽车轮毂轴承的使用寿命。

附图说明

附图1为本发明的立体图；

附图2为图1中A-A剖视图；

附图3为轮毂组件与测量组件连接的剖视图；

附图4为汽车轮毂轴承连接的剖视图；

附图5为小内圈的立体图；

附图6为内圈安装座的立体图；

附图7为图6的中D-D剖视图；

附图8为测量圆套与标准小内圈连接的立体图；

附图9为图3中B的放大图；

附图10为3测量圆套上升后的放大图；

附图11为图4中C的放大图。

图中：

基座1、升降转动机构2、内法兰盘套圈3、外法兰盘套圈4、钢球5、测量组件6、小内圈7、固定盖8、密封罩9、

导柱11、顶板12、

升降机构21、转动机构22、升降板23、导套231、

主动齿轮24、从动齿轮25、转动轴26、外圈下压模27、卡接部271、

内法兰盘沟道31、压接面32、

标准小内圈61、标准小内圈沟道611、

内圈安装座62、安装座孔621、顶盘配孔6211、套环配孔6212、标准小内圈配孔6213、测量圆套63、顶盘631、测量块6311、套环632、套环孔633、

顶芯64、测量钢珠641、限位盘642、

电感笔65、

测量架体66、限位条661、

小端面71、小内圈沟道72、大端面73。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：

如图1、2、4、5所示，一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统，它包括：基座1、升降转动机构2、内法兰盘套圈3、外法兰盘套圈4、钢球5、测量组件6、小内圈7、固定盖8、密封罩9、小内圈磨床。

内法兰盘套圈3上部为圆柱状。内法兰盘套圈3圆柱体的外侧壁设有内法兰盘沟道31。内法兰盘套圈3的侧壁为阶梯状。内法兰盘套圈3靠近上端的圆柱直径小于设有内法兰盘沟道31圆柱的直径。两个不同直径的圆柱面形成阶梯的踢面，两个踢面的连接面形成阶梯的踏面。阶梯的踏面为压接面32。外法兰盘套圈4的内壁设有外法兰盘套圈沟道。小内圈7包括小端面71、小内圈沟道72、大端面73。小内圈7为圆柱状，一端的外侧面设有小内圈沟道72。小内圈7设有小内圈沟道72一端的端面为小端面71、另一端的端面为大端面73(参见图5)。整个汽车轮毂轴承安装后如图4所示，内法兰盘套圈3上部的圆柱体与外法兰盘套圈4套接，钢球5位于内法兰盘套圈3与外法兰盘套圈4之间。钢球5分别与外法兰盘套圈沟道、内法兰盘沟道31接触。小内圈沟道72与钢球5接触。小端面71与压接面32压接。固定盖8与大端面73压接且与内法兰盘套圈3端面固定连接。密封罩9与外法兰盘套圈4端部连接，固定盖8、小内圈7、钢球5落在密封罩9内。为了方便，本实施例将内法兰盘套圈3、外法兰盘套圈4、钢球5组装后的组件简称为轮毂组件。

升降转动机构2包括：升降机构21、转动机构22、升降板23、主动齿轮24、从动齿轮25、转动轴26、外圈下压模27。升降机构21可以是气缸、液压缸等。本实施例以气缸为例说明。本实施例转动机构22以电动机为例说明。升降板23为平板。升降板23设有导套231。本实施例以三个导套231为例说明。三个导套231呈三角形布置。转动轴26的下端与升降机构21的升降部件连接。转动轴26的下端通过轴承与升降板23可转动连接。轴承位于三个导套231的中心。基座1为立柱状。基座1设有导柱11。升降转动机构2与基座1的下部连接。导柱11位于基座1的一侧(本实施例以导柱11位于基座1的前侧为例说明)的下部。本实施例以三条导柱11为例说明。三条导柱11呈三角形布置，三条导柱11的中轴线相互平行。导柱11的中轴线与转动轴26的中轴线平行。导套231与导柱11套接。三个导套231分别与三条导柱11套接。气缸的缸体与基座1前侧的下部固定连接。气缸的伸缩杆的端部通过浮动接头与升降板23连接。浮动接头用以减小伸缩杆对升降板23的冲击。气缸的伸缩杆伸缩，升降板23则沿导柱11上下平稳移动。

转动轴26的上端与外圈下压模27固定连接。升降转动机构2与内法兰盘套圈3可拆装连接。外圈下压模27的上端设有卡接部271。卡接部271为圆孔。卡接部271的孔壁的开口端设有弹性柱。内法兰盘套圈3的下端设有圆盘状的凸台。凸台的直径与卡接部271的孔径相等。内法兰盘套圈3置于外圈下压模27上，内法兰盘套圈3的下端的凸台与卡接部271的孔套接。卡接部271的孔壁的开口端的弹性柱卡住内法兰盘套圈3的下端的凸台。内法兰盘套圈3与卡接部271卡接，连接可靠、方便，提高生产效率。

转动机构22通过齿轮与转动轴26连接。电动机与升降板23固定连接。主动齿轮24与电动机的输出轴固定连接。在转动轴26的下部、转动轴26与升降板23连接的轴承上方，从动齿轮25与转动轴26固定连接。主动齿轮24、从动齿轮25啮合。电动机转动，转动轴26即可转动。外圈下压模27转动平稳，保证电感笔65测试的数据可靠。

如图1、2、3、6、7、8所示，测量组件6与基座1的上部连接。测量组件6包括：标准小内圈61、内圈安装座62、测量圆套63、顶芯64、电感笔65、测量架体66。

测量架体66与基座1固定连接。测量架体66位于的升降转动机构2上方。基座1的上端设有顶板12。顶板12的一端与基座1的上端固定连接，顶板12的另一端悬空。测量架体66与顶板12的悬空端的上表面固定连接。测量架体66设有限位条661。电感笔65与测量架体66的上端固定连接。电感笔65的测量端位于电感笔65的下端。

内圈安装座62与基座1固定连接。内圈安装座62的上端与顶板12的悬空端的下表面固定连接。内圈安装座62的下端悬空。内圈安装座62设有阶梯状的安装座孔621(参见图6)。安装座孔621包括：顶盘配孔6211、套环配孔6212、标准小内圈配孔6213。标准小内圈配孔6213位于内圈安装座62的下端。顶盘配孔6211的孔径大于套环配孔6212的孔径(参见图7)。

标准小内圈61为圆柱状。标准小内圈61的下部外侧面设有标准小内圈沟道611。标准小内圈61设有标准小内圈通孔。标准小内圈通孔贯通标准小内圈61端面。标准小内圈61与测量圆套63套接。测量圆套63包括：顶盘631、套环632。顶盘631为圆盘状。套环632为圆柱状。顶盘631圆盘的直径大于套环632圆柱的直径。套环632与标准小内圈通孔套接。套环632与标准小内圈通孔间隙配合。套环632设有套环孔633(参见图8)。

套环孔633的孔径与内法兰盘套圈3靠近上端的圆柱直径相等。顶盘配孔6211与顶盘631套接。顶盘配孔6211与顶盘631间隙配合。套环配孔6212与套环632套接。套环配孔6212与套环632间隙配合。标准小内圈配孔6213与标准小内圈61的上部套接。标准小内圈配孔6213与标准小内圈61为过盈配合。标准小内圈61的上部与内圈安装座62固定连接(参见图3)。

顶芯64位于电感笔65与测量圆套63之间。顶芯64为柱状。顶芯64的上端设有限位盘642。限位盘642设有限位盘槽。限位盘槽位于限位盘642的侧面且贯通限位盘642的端面。限位条661嵌入限位盘槽。顶芯64受限位盘642与限位条661配合的限制，顶芯64与测量架体66可上下移动。顶芯64的下端设有测量钢珠641。顶盘631的上表面设有测量块6311。测量块6311位于顶芯64的中轴线上。测量块6311的上表面为平面。测量块6311的上表面与顶芯64的中轴线垂直测量钢珠641与测量块6311相配合顶芯64上下移动(参见图2、3)。

小内圈7在小内圈磨床(图中未示)加工。电感笔65与小内圈磨床通讯连接。升降转动机构2上升且转动，标准小内圈沟道611与钢球5接触、测量圆套63的下端与压接面32压接。电感笔65通过顶芯64检测到测量圆套63的位移信息，且将位移信息传递给小内圈磨床。小内圈磨床依据位移信息，计算出磨削小内圈7的加工端面磨削量，加工小端面71。

一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统的加工方法，小内圈7的小内圈沟道72中心为设计基准。小内圈7的大端面73到小端面71的距离为小内圈高度n。小内圈沟道72中心到大端面73的距离为大端面高度m。小内圈沟道72的中心到小端面71的距离为小端面高度h。小内圈高度n为大端面高度m与小端面高度h之和(参见图11)。实际加工时，设计中心需要转换成加工中心，方便定位。先加工出小内圈7的大端面73。再在小内圈磨床上(图中未示)以加工出的大端面73为基准面加工小内圈沟道72，然后加工出小端面高度h。

将加工完成的内法兰盘套圈3、外法兰盘套圈4套接，钢球5置于内法兰盘沟道31、外法兰盘套圈沟道中。内法兰盘套圈3、外法兰盘套圈4、钢球5组装成为轮毂组件。轮毂组件置于升降转动机构2上。轮毂组件的内法兰盘套圈3的下端的凸台与卡接部271卡接。轮毂组件与升降转动机构2连接。

顶芯64依靠自重将测量钢珠641与测量块6311压接。升降转动机构2上升且转动：气缸的伸缩杆的端部上升，轮毂组件的内法兰盘套圈3的上部与测量圆套63套接。标准小内圈61与轮毂组件的钢球5接触。钢球5与标准小内圈沟道611接触。测量圆套63依靠自重，顶盘631和套环632连接的端面与顶盘配孔6211的孔底面压接。钢球5与标准小内圈沟道611接触需要一定的游隙才能使得汽车轮毂轴承转动时不会产生噪声、振动和摩擦，运行平稳。

按设计要求，在无加工误差情况下，此时标准小内圈沟道611的中心到套环632的下端的距离为设计位移I(参见图9)。设计位移I即为小内圈沟道72的中心到小端面71的设计高度。但是，由于加工误差的存在，小端面高度h是小于设计位移I的。

电动机转动，主动齿轮24转动。主动齿轮24带动从动齿轮25转动，转动轴26也转动。转动轴26带动外圈下压模27转动。与外圈下压模27连接的轮毂组件也转动。轮毂组件在上升中转动，当钢球5与标准小内圈沟道611接触能转动但是不至于卡死，此时，钢球5与标准小内圈沟道611具有了游隙。同时，测量圆套63下端被压接面32顶起。测量块6311顶住钢珠641，钢珠641顶起顶芯64。顶芯64在限位盘642与限位条661配合下只能向上移动。限位盘642的上表面顶住电感笔65的测量端。顶盘631和套环632连接的端面与顶盘配孔6211的孔底面形成顶起高度，该顶起高度为顶起位移H(参见图10)。

电感笔65通过顶芯64探测到测量圆套63顶起的位移信息且将位移信息传输给小内圈磨床。电感笔65将顶起位移H传输给小内圈磨床。设计位移I减去顶起位移H即为该轮毂组件的小端面高度h。小端面高度h与大端面高度m之和可以得到小内圈高度n。以大端面73为基准，在小内圈磨床上以大端面73为基准加工出小端面71。加工完成的小内圈7与被测量的轮毂组件组装成为汽车轮毂轴承。

Claims (7)

1.一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统，其特征在于，它包括，小内圈磨床、基座（1）、与基座（1）的下部连接的升降转动机构（2）、与基座（1）的上部连接的测量组件（6）、与升降转动机构（2）可拆装连接的内法兰盘套圈（3）、与内法兰盘套圈（3）套接的外法兰盘套圈（4），安装在内法兰盘套圈（3）与外法兰盘套圈（4）之间的钢球（5）、在小内圈磨床加工的小内圈（7），所述内法兰盘套圈（3）的侧壁为阶梯状，阶梯的踏面为压接面（32），所述测量组件（6）包括，与基座（1）固定连接的内圈安装座（62）、标准小内圈（61）、与标准小内圈（61）套接的测量圆套（63）、位于升降转动机构（2）上方的测量架体（66）、与测量架体（66）连接的电感笔（65）、顶芯（64），所述标准小内圈（61）为圆柱状，所述标准小内圈（61）的上部与内圈安装座（62）固定连接，所述标准小内圈（61）的下部外侧面设有标准小内圈沟道（611），所述顶芯（64）位于电感笔（65）与测量圆套（63）之间且与测量架体（66）可上下移动连接，所述电感笔（65）与小内圈磨床通讯连接，所述升降转动机构（2）上升且转动，标准小内圈沟道（611）与钢球（5）接触、测量圆套（63）下端被压接面（32）顶起，电感笔（65）通过顶芯（64）检测到测量圆套（63）的顶起位移H，且将顶起位移H传递给小内圈磨床，小内圈磨床磨削小内圈（7）的加工端面； 所述标准小内圈（61）为圆柱状，所述标准小内圈（61）设有标准小内圈通孔，所述测量圆套（63）包括，圆盘状的顶盘（631）、圆柱状的套环（632），所述套环（632）的直径小于所述顶盘（631）的直径，所述套环（632）设有套环孔（633），所述套环孔（633）与所述内法兰盘套圈（3）的上部相匹配，所述套环（632）与所述标准小内圈通孔套接，所述内圈安装座（62）设有阶梯状的安装座孔（621），所述安装座孔（621）包括，顶盘配孔（6211）、套环配孔（6212）、标准小内圈配孔（6213），所述顶盘配孔（6211）与顶盘（631）套接，所述套环配孔（6212）与套环（632）套接，所述标准小内圈配孔（6213）与所述标准小内圈（61）的上部套接；所述小内圈（7）包括小端面（71）、小内圈沟道（72）、大端面（73）；

所述顶盘（631）和套环（632）连接的端面与顶盘配孔（6211）的孔底面形成顶起高度，该顶起高度为顶起位移H，电感笔（65）将顶起位移H 传输给小内圈磨床。

2.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统，其特征在于，所述测量架体（66）与所述基座（1）固定连接，所述测量架体（66）设有限位条（661），所述顶芯（64）为柱状，所述顶芯（64）的上端设有限位盘（642），所述限位盘（642）与所述限位条（661）相适应配合，所述顶芯（64）的下端设有测量钢珠（641），所述顶盘（631）的上表面设有测量块（6311），所述测量块（6311）的上表面与所述顶芯（64）的中轴线垂直，所述测量钢珠（641）与所述测量块（6311）相配合所述顶芯（64）上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统，其特征在于，所述升降转动机构（2）包括，升降机构（21）、转动机构（22）、升降板（23）、转动轴（26）、外圈下压模（27），所述转动轴（26）的上端与所述外圈下压模（27）固定连接，所述转动轴（26）的下端与所述升降机构（21）的升降部件连接，所述转动机构（22）通过齿轮与转动轴（26）连接。

4.根据权利要求3所述的一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统，其特征在于，所述基座（1）设有导柱（11），所述升降板（23）设有导套（231），所述导套（231）与所述导柱（11）套接，所述导柱（11）的中轴线与转动轴（26）的中轴线平行。

5.根据权利要求3所述的一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统，其特征在于，所述外圈下压模（27）的上端设有卡接部（271），所述卡接部（271）与内法兰盘套圈（3）的下端相匹配。

6.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统的加工方法，其特征在于，所述小内圈磨床以所述大端面（73）为基准面加工所述小内圈沟道（72）；所述内法兰盘套圈（3）、外法兰盘套圈（4）、钢球（5）组装成为轮毂组件；所述轮毂组件与升降转动机构（2）连接，所述升降转动机构（2）上升且转动，所述轮毂组件的内法兰盘套圈（3）的上部与所述测量圆套（63）套接，所述标准小内圈（61）与所述轮毂组件的钢球（5）接触，所述测量圆套（63）下端被压接面（32）顶起；所述电感笔（65）通过所述顶芯（64）探测到测量圆套（63）顶起位移H且将顶起位移H传输给所述小内圈磨床；所述小内圈磨床依据接受的信息数据加工所述小端面（71）。

7.根据权利要求6所述的一种汽车轮毂轴承小内圈的加工系统的加工方法，其特征在于，所述升降转动机构（2）转动，所述标准小内圈（61）与所述钢球（5）接触部具有游隙。