CN117182775A - 一种用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，包括夹紧部分和支撑部分；磨削工作时，绝缘轴承内圈表面通过4个扇形压紧块的端面和圆弧面共同定位，限定5个自由度。本发明用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置与现有技术相比较具有以下优点：通过设计4个可滑动扇形块解决定位支撑和外圈薄壁装夹易变形问题；定位精度高，工件装卸效率高；通过设计螺旋升降支撑机构解决轴承安装过程中轴承套圈安装位置无法确定的问题，安装便捷；定位、夹紧方案可扩展到类似结构工件的工装夹具设计；能通用于绝缘轴承外圈端面和圆周面涂层磨削的夹紧。
Description
技术领域
本发明涉及轴承加工技术，尤其涉及一种用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置。
背景技术
绝缘轴承的外圈外表面带有陶瓷绝缘涂层，用以隔绝轴电流，防止滚道发生电蚀损伤。该涂层采用等离子喷涂技术制备，存在一定的尺寸误差和形位误差，且喷涂表面较为粗糙，因此需要经过磨削加工使其达到所需的尺寸精度、形位精度以及表面粗糙度。由于涂层存在一定的形位误差，若以其作为定位基准磨削外圈外表面，将难以保证磨削后外圈涂层的圆度误差、涂层与金属外圈滚道的同轴度误差以及涂层厚度的均匀性，这为涂层的高精度磨削加工带来一定困难。
以外圈内外径表面作为定位基准面，采用普通外圆磨床磨削外圈外圆面时，若装夹不当易于导致外圈发生变形，影响加工精度；利用电磁无心夹具进行无心磨削时，当涂层厚度较大时，外圈不能被有效吸附，易于导致外圈跌落，损伤涂层。在磨削外圈端面时，电磁工作台同样不能有效吸附带涂层外圈，需要借助导磁挡块辅助夹紧，同时需要反复交替磨削两端面才能保证涂层厚度的均匀性，磨削效率低，成本高。
综上所述，需要发明一种夹具能够解决以上问题，且同时适用于外圈外圆面磨削和端面磨削，以实现绝缘轴承外圈外表面的高精度高效率磨削加工。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，该装置能解决绝缘轴承外圈外径面涂层磨削的工艺难点，减少了因为装夹变形而导致的圆度误差，保证磨削后涂层的形位精度和厚度均匀性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，包括夹紧部分和支撑部分；
夹紧部分包括：中心螺柱1、夹具体外壳2、N个导向块3、顶盖螺钉4、N个弹簧固定销5、N个弹簧6、顶盖7、锥形压紧块8、压紧块移动垫圈9、内六角螺钉10、2N个导向块螺钉11和N个扇形压紧块12；
支撑部分包括：支撑环14、N个纵向支撑销15、N个销转向块16、N个支撑螺杆17、纵向定位销18、固定销钉20、转动螺杆21、升降螺母22、轴套23、转轴24、深沟球轴承25、小底盖26、垫片27、键28和大底盖29；
所述N为3-6；
所述中心螺柱1下端外圈有螺纹，上端外圈无螺纹，顶端中心有内螺纹孔；所述中心螺柱1穿过夹具体外壳2的中心孔，并螺纹配合；N个导向块3通过2N个导向块螺钉11固定在夹具体外壳2的上方凹槽处；N个弹簧固定销5通过过盈配合安装在N个导向块3侧面孔中；N个扇形压紧块12设置在N个导向块3上端，所述扇形压紧块12中部设置有容纳导向块3上端的通孔，所述弹簧6通过弹簧固定销5安装在导向块3侧壁和扇形压紧块12通孔内壁之间；所述锥形压紧块8通过间隙配合安装在中心螺柱1上端无螺纹段；所述压紧块移动垫圈9通过间隙配合安装在中心螺柱1上端外圈、锥形压紧块8内部；所述中心内六角螺钉10通过螺纹安装在中心螺柱1顶端中心内螺纹孔中；所述顶盖7通过顶盖螺钉4固定安装在导向块3顶部；
所述夹具体外壳2内部，纵向定位销18上端通过过盈配合固定在夹具体外壳2内部销钉孔中，下端通过间隙配合与升降螺母22端面通孔相安装；所述支撑螺杆17一端有螺纹，一端无螺纹，无螺纹端通过过盈配合安装于升降螺母22径向面销钉孔中，有螺纹端通过螺纹连接于销转向块16的螺纹孔中；所述纵向支撑销15两端分别通过过盈配合安装于支撑环14的销钉孔和销转向块16的无螺纹销钉孔中；所述支撑环14同心安装于夹具体外壳2外部、绝缘轴承13下方；所述升降螺母22与转轴24通过螺纹同轴连接；所述转轴24和轴套23通过键28连接；所述转动螺杆21带螺纹一端通过螺纹连接于转轴24径向的螺纹孔中；所述夹具体外壳2圆柱侧面90-145°(优选为120°)范围内开有槽孔，供转动螺杆21穿过；所述转动螺杆21另一端通过固定销钉20固定在的夹具体外壳2底座上；所述大底盖29固定于夹具体外壳2的底端；所述小底盖26固定在大底盖29底部中间凹槽处；所述垫片27通过过盈配合固定至转轴24下端；深沟球轴承25通过过盈配合固定到转轴24上，垫片27下端。
所述中心内六角螺钉10通过螺纹旋转可上下移动，顺时针旋转内六角螺钉10，内六角螺钉头10部与压紧块移动垫圈9接触向下移动；压紧块移动垫圈9向下移动使锥形压紧块8向下移动；锥形压紧块8下方锥形结构挤压扇形压紧块12；扇形压紧块12受挤压后沿导向块3径向向外支撑夹紧绝缘轴承13，弹簧6处于压缩状态；逆时针旋转内六角螺钉10，扇形压紧块12受弹簧6弹力影响，沿径向向内移动，以上所有机构反方向移动，此时可拆卸绝缘轴承13。
进一步地，所述N为4。
进一步地，所述顶盖7外圆柱表面与待夹紧绝缘轴承13内圈表面相配合。
进一步地，所述导向块3为倒置T型块。
进一步地，所述锥形压紧块8为内部空心的倒锥形压紧块，倒锥形是上端直径大于下端直径的锥形。所述锥形压紧块8下端通过间隙配合安装在中心螺柱1上端无螺纹段。
进一步地，所述纵向定位销18为多个，优选为两个。
进一步地，所述转动螺杆21远离转轴24的一端开有竖直设置的通孔，所述固定销钉20穿过通孔与夹具体外壳2底座部分的盲销钉孔过盈配合，实现固定。
进一步地，所述大底盖29通过多个连接螺钉19固定于夹具体外壳2的底端，所述连接螺钉19为2-6个，优选为3个。
进一步地，所述小底盖26通过底盖固定螺钉30固定在大底盖29底部中间凹槽处。
进一步地，所述压紧块移动垫圈9为Q235钢材质。
进一步地，所述垫片27为Q235钢材质。
本发明用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置的工作原理如下：
如图2所示，磨削工作时，绝缘轴承内圈表面通过4个扇形压紧块的端面和圆弧面进行定位和外圈支撑夹紧，限制5个自由度(以夹具体外壳轴线方向为z方向，限制x方向移动和转动，y方向移动和转动，z方向移动)。
支撑部分工作原理：
支撑部分抬起：将固定销钉拔出，顺时针旋转转动螺杆，并经由轴套和键带动转轴顺时针旋转。由于2个纵向定位销限制了升降螺母的转动，升降螺母会沿轴线上升，而不旋转。从而带动4个支撑螺杆、4个销转向块、4个纵向支撑销上升，支撑起支撑环上升，从而起支撑绝缘轴承的作用。
夹紧部分工作原理：
将绝缘轴承沿夹具体外壳和顶盖轴向放入装夹装置中，此时顺时针旋转转动螺杆，转动到位后将固定销钉插入对应的限位孔中，固定转动螺杆的位置，使支撑环抬起，支撑住绝缘轴承；再顺时针旋转内六角螺钉，压紧块移动垫向下移动，锥形压紧块向下移动；锥形压紧块下方锥形结构挤压4个扇形压紧块；4个扇形压紧块沿4个导向块3向外移动，径向向外支撑夹紧绝缘轴承，实现绝缘轴承的定位和夹紧。此时逆时针旋转转动螺杆，转动到位后将固定销钉插入对应的限位孔中，固定转动螺杆，支撑环下降不再与绝缘轴承接触，保证绝缘轴承由4个扇形压紧块定位，此时装夹完毕。利用平面磨床或者无心磨床电磁工作台吸附夹紧装置底座，进行绝缘轴承外圈外径面涂层磨削。
逆时针旋转内六角螺钉，4个扇形压紧块沿径向向内移动，此时可拆卸绝缘轴承。
本发明用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，具体用于绝缘轴承外圈外径面和端面磨削，与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明夹紧装置通过设计4个可滑动扇形压紧块解决外圈径向定位支撑问题。
2)本发明夹紧装置通过设计扇形块四个弧面径向胀紧外圈滚道结构解决外圈薄壁装夹易变形问题。
3)本发明夹紧装置定位精度高，工件装卸效率高。
4)本发明通过设计螺旋升降支撑机构解决轴承安装过程中轴承套圈安装位置无法确定的问题，安装便捷。
5)本发明夹紧装置的定位、夹紧方案可扩展到类似结构工件的工装夹具设计。
6)本发明夹紧装置可通用于绝缘轴承外圈端面和圆周面涂层磨削的夹紧。
附图说明
图1为用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置的总装配图；
图2为用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置的剖视图；
图3为夹紧部分示意图；
图4为支撑部分示意图；
图5为夹紧部分爆炸图；
图6为支撑部分爆炸图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，如图1-6所示，包括夹紧部分和支撑部分；
夹紧部分包括：中心螺柱1，夹具体外壳2，4个导向块3，顶盖螺钉4，4个弹簧固定销5，4个弹簧6，顶盖7，锥形压紧块8，压紧块移动垫圈9，内六角螺钉10，8个导向块螺钉11和4个扇形压紧块12；
支撑部分包括：支撑环14，4个纵向支撑销15，4个销转向块16，4个支撑螺杆17，多个纵向定位销18，固定销钉20，转动螺杆21，升降螺母22，轴套23，转轴24，深沟球轴承25，小底盖26，垫片27，键28和大底盖29；
如图2所示，所述中心螺柱1下端外圈有螺纹，上端外圈无螺纹，顶端中心有内螺纹孔；所述中心螺柱1穿过夹具体外壳2的中心孔，并螺纹配合；所述导向块3为倒置T型块，4个导向块3通过2N个导向块螺钉11固定在夹具体外壳2的上方凹槽处；4个弹簧固定销5通过过盈配合安装在4个导向块3侧面孔中；4个扇形压紧块12设置在4个导向块3上端，所述扇形压紧块12中部设置有容纳导向块3上端的通孔，所述弹簧6通过弹簧固定销5安装在导向块3侧壁和扇形压紧块12通孔内壁之间。所述锥形压紧块8为内部空心的倒锥形压紧块，倒锥形是上端直径大于下端直径的锥形；所述锥形压紧块8下端通过间隙配合安装在中心螺柱1上端无螺纹段；所述压紧块移动垫圈9通过间隙配合安装在中心螺柱1上端外圈、锥形压紧块8内部；所述中心内六角螺钉10通过螺纹安装在中心螺柱1顶端中心内螺纹孔中；所述顶盖7通过4个顶盖螺钉4固定安装在导向块3顶部，进而安装在装置顶部；所述顶盖7外圆柱表面与待夹紧绝缘轴承13内圈表面相配合。
如图2所示，所述夹具体外壳2内部，两个纵向定位销18上端通过过盈配合固定在夹具体外壳2内部销钉孔中，下端通过间隙配合与升降螺母22端面通孔相安装；所述支撑螺杆17(水平设置)一端有螺纹，一端无螺纹，无螺纹端通过过盈配合安装于升降螺母22径向面销钉孔中，有螺纹端通过螺纹连接于销转向块16的螺纹孔中；所述纵向支撑销15(竖直设置)两端分别通过过盈配合安装于支撑环14的销钉孔和销转向块16的无螺纹销钉孔中；所述支撑环14同心安装于夹具体外壳2外部、绝缘轴承13下方；所述升降螺母22与转轴24通过螺纹同轴连接；所述转轴24和轴套23通过键28连接；所述转动螺杆21(水平设置)带螺纹一端通过螺纹连接于转轴24径向的螺纹孔中；所述夹具体外壳2圆柱侧面120°范围内开有槽孔，供转动螺杆21穿过；所述转动螺杆21远离转轴24的一端开有竖直设置的通孔，所述固定销钉20穿过通孔与夹具体外壳2底座部分的盲销钉孔过盈配合，实现固定。所述大底盖29通过3个连接螺钉19固定于夹具体外壳2的底端；所述小底盖26通过底盖固定螺钉30固定在大底盖29底部中间凹槽处。所述垫片27通过过盈配合固定至转轴24下端；深沟球轴承25通过过盈配合固定到转轴24上，垫片27下端。
所述中心内六角螺钉10通过螺纹旋转可上下移动，顺时针旋转内六角螺钉10，内六角螺钉头10部与压紧块移动垫圈9接触向下移动；压紧块移动垫圈9向下移动使锥形压紧块8向下移动；锥形压紧块8下方锥形结构挤压扇形压紧块12；扇形压紧块12受挤压后沿导向块3径向向外支撑夹紧绝缘轴承13，弹簧6处于压缩状态；逆时针旋转内六角螺钉10，扇形压紧块12受弹簧6弹力影响，沿径向向内移动，以上所有机构反方向移动，此时可拆卸绝缘轴承13。
本实施例用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置的工作原理和工作过程的示例：
如图2所示，磨削工作时，绝缘轴承13内圈表面通过顶盖7外圆柱表面定位，限制4个自由度，通过4个扇形压紧块13进行外圈支撑夹紧，限制2个自由度。
支撑部分工作原理：
支撑部分抬起：将固定销钉20拔出，顺时针旋转转动螺杆21，并经由轴套23和键28带动转轴24顺时针旋转。由于2个纵向定位销18限制了升降螺母22的转动，升降螺母22会沿轴线上升，而不旋转。从而带动4个支撑螺杆17、4个销转向块16、4个纵向支撑销15上升，支撑起支撑环14上升，从而起支撑绝缘轴承13的作用。
夹紧部分工作原理：
将绝缘轴承13沿夹具体外壳2和顶盖7轴向放入装夹装置中，此时顺时针旋转转动螺杆21，转动到位后将固定销钉20插入对应的限位孔中，固定转动螺杆21的位置，使支撑环14抬起，支撑住绝缘轴承13；再顺时针旋转内六角螺钉10，压紧块移动垫圈9向下移动，锥形压紧块8向下移动；锥形压紧块8下方锥形结构挤压4个扇形压紧块12；4个扇形压紧块12沿4个导向块3向外移动，径向向外支撑夹紧绝缘轴承13，实现绝缘轴承的定位和夹紧。此时逆时针旋转转动螺杆21，转动到位后将固定销钉20插入对应的限位孔中，固定转动螺杆21，支撑环14下降不再与绝缘轴承13接触，保证绝缘轴承13由4个扇形压紧块12定位，此时装夹完毕。利用平面磨床或者无心磨床电磁工作台吸附夹紧装置底座，进行绝缘轴承外圈外径面涂层磨削。
逆时针旋转内六角螺钉10，4个扇形压紧块12沿径向向内移动，此时可拆卸绝缘轴承13。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，包括夹紧部分和支撑部分；
夹紧部分包括：中心螺柱(1)、夹具体外壳(2)、N个导向块(3)、顶盖螺钉(4)、N个弹簧固定销(5)、N个弹簧(6)、顶盖(7)、锥形压紧块(8)、压紧块移动垫圈(9)、内六角螺钉(10)、2N个导向块螺钉(11)和N个扇形压紧块(12)；
支撑部分包括：支撑环(14)、N个纵向支撑销(15)、N个销转向块(16)、N个支撑螺杆(17)、纵向定位销(18)、固定销钉(20)、转动螺杆(21)、升降螺母(22)、轴套(23)、转轴(24)、深沟球轴承(25)、小底盖(26)、垫片(27)、键(28)和大底盖(29)；
其中，N为3-6；
所述中心螺柱(1)下端外圈有螺纹，上端外圈无螺纹，顶端中心有内螺纹孔；所述中心螺柱(1)穿过夹具体外壳(2)的中心孔，并螺纹配合；N个导向块(3)通过2N个导向块螺钉(11)固定在夹具体外壳(2)的上方凹槽处；N个弹簧固定销(5)通过过盈配合安装在N个导向块(3)侧面孔中；N个扇形压紧块(12)设置在N个导向块(3)上端，所述扇形压紧块(12)中部设置有容纳导向块(3)上端的通孔，所述弹簧(6)通过弹簧固定销(5)安装在导向块(3)侧壁和扇形压紧块(12)通孔内壁之间；所述锥形压紧块(8)通过间隙配合安装在中心螺柱(1)上端无螺纹段；所述压紧块移动垫圈(9)通过间隙配合安装在中心螺柱(1)上端外圈、锥形压紧块(8)内部；所述中心内六角螺钉(10)通过螺纹安装在中心螺柱(1)顶端中心内螺纹孔中；所述顶盖(7)通过顶盖螺钉(4)固定安装在装置顶部；
所述夹具体外壳(2)内部，纵向定位销(18)上端通过过盈配合固定在夹具体外壳(2)内部销钉孔中，下端通过间隙配合与升降螺母(22)端面通孔相安装；所述支撑螺杆(17)一端有螺纹，一端无螺纹，无螺纹端通过过盈配合安装于升降螺母(22)径向面销钉孔中，有螺纹端通过螺纹连接于销转向块(16)的螺纹孔中；所述纵向支撑销(15)两端分别通过过盈配合安装于支撑环(14)的销钉孔和销转向块(16)的无螺纹销钉孔中；所述支撑环(14)同心安装于夹具体外壳(2)外部、绝缘轴承(13)下方；所述升降螺母(22)与转轴(24)通过螺纹同轴连接；所述转轴(24)和轴套(23)通过键(28)连接；所述转动螺杆(21)带螺纹一端通过螺纹连接于转轴(24)径向的螺纹孔中；所述夹具体外壳(2)圆柱侧面120°范围内开有槽孔，供转动螺杆(21)穿过；所述转动螺杆(21)另一端通过固定销钉(20)固定在的夹具体外壳(2)底座上；所述大底盖(29)固定于夹具体外壳(2)的底端；所述小底盖(26)固定在大底盖(29)底部中间凹槽处；所述垫片(27)通过过盈配合固定至转轴(24)下端；所述深沟球轴承(25)通过过盈配合固定到转轴(24)上，垫片(27)下端。
2.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述N为4。
3.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述顶盖(7)外圆柱表面与待夹紧绝缘轴承(13)内圈表面相配合。
4.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述导向块(3)为倒置T型块。
5.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述锥形压紧块(8)为内部空心的倒锥形压紧块。
6.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述纵向定位销(18)为多个。
7.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述转动螺杆(21)远离转轴(24)的一端开有竖直设置的通孔，所述固定销钉(20)穿过通孔与夹具体外壳(2)底座部分的盲销钉孔过盈配合，实现固定。
8.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述大底盖(29)通过多个连接螺钉(19)固定于夹具体外壳(2)的底端连接螺钉(19)。
9.根据权利要求1所述用于绝缘轴承外圈涂层磨削的夹紧装置，其特征在于，所述小底盖(26)通过底盖固定螺钉(30)固定在大底盖(29)底部中间凹槽处。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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