一种轴承圈外径尺寸检测专用夹具的制作方法

本发明涉及一种夹具，尤其是涉及一种轴承圈外径尺寸检测专用夹具。

背景技术：

轴承是旋转机械系统的重要组成零部件，其质量好坏直接关系到整个机构系统的寿命、稳定性和安全性。生产出高质量等级、高精度的轴承，除了保证合理先进的加工工艺与先进的轴承质量检测设备，还要保证有高精度、高效的专用夹具。

申请号为201820626739.7的中国专利公开了一种轴承检测夹具，该夹具包括检测平台、底座、夹持件和限位件，所述限位件上具有波浪型的固定孔，固定孔上安装有限位柱，通过调整限位柱在固定孔中的位置从而调整轴承的放置位置，但只能对轴承进行粗略定位，导致测量结果误差大；而且在检测过程中不能对轴承圈进行自动夹紧，对大量的轴承进行检测时，降低了检测效率。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的问题是，提供一种轴承圈外径尺寸检测专用夹具，该夹具可以对轴承圈进行自动夹紧，减少了人工定位夹紧的误差，提高了检测效率。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种轴承圈外径尺寸检测专用夹具，其特征在于，该夹具包括夹具底板、传动机构、夹紧机构和定位机构；所述传动机构安装在夹具底板的一端，夹紧机构与定位机构均固定在夹具底板上，夹紧机构的一端与传动机构接触；

所述传动机构包括偏心轮压板、偏心轮、齿轮、转轴、第一轴承和第二轴承；偏心轮压板横跨在夹具底板中心轴线两侧且固定在夹具底板上；转轴的一端通过第一轴承与偏心轮压板相连，另一端通过第二轴承与夹具底板相连；转轴上固定安装有偏心轮和齿轮；齿轮的齿数是外部检测装置上齿条齿数的两倍；

所述夹紧机构包括推力挡块、滑杆、限位套、弹簧止推块、弹簧柱、弹簧和滑杆限位件；滑杆限位件固定在夹具底板上，滑杆安装在滑杆限位件上，滑杆能在滑杆限位件上来回移动；滑杆的一端始终与偏心轮接触，另一端固定有限位套；弹簧止推块固定在夹具底板的一侧；弹簧止推块的一端固定有弹簧柱，弹簧柱上套装有弹簧；弹簧的一端始终与弹簧止推块的端面接触，另一端始终与限位套的一端接触；推力挡块固定在滑杆上。

所述夹具底板的一端具有阶梯面，偏心轮压板安装在阶梯面上；夹具底板上设置有两个限位槽和一个通槽，通槽位于中心轴线上；两个限位槽位于靠近夹具底板阶梯面的一端且对称设置在通槽的两侧，两个限位槽的一端均与夹具底板中心处的安装孔相通。

所述定位机构包括a定位块、b定位块、a精镗头、b精镗头、a精镗头顶柱和b精镗头顶柱；a定位块和b定位块的下部沿着限位槽长度方向设置有长通槽，通过长通槽对称固定在相应限位槽内，a定位块的上部固定安装a精镗头，a精镗头的上端安装有a精镗头顶柱；b定位块的上部固定安装精镗头，b精镗头的上端安装有b精镗头顶柱，两个精镗头顶柱均背向相应定位块上长通槽所在方向。

所述a定位块和b定位块的结构相同，均由开有中心长通槽的水平长方体和具有中心孔的竖直圆柱体相贯而成，两个竖直圆柱体的一侧均开有与中心孔相通的螺纹孔。

所述滑杆限位件为限位条，限位条上开有与滑杆相配合的滑槽。

所述限位套的一端开有与滑杆相配合的凹槽，另一端具有与弹簧相配合的圆环槽。

所述转轴为方轴，方轴的两端分别通过第一轴承和第二轴承与偏心轮压板及夹具底板固定，偏心轮和齿轮从上至下依次过盈配合安装在方轴上。

所述推力挡块由水平长方体与竖直半圆柱体相贯而成，推力挡块的水平长方体上开有长条形通槽，用于与滑杆的固定安装；推力挡块的底部具有与滑杆相配合的卡槽，推力挡块能在滑杆上沿滑杆滑动；推力挡块的竖直半圆柱体的圆弧面与待测轴承圈的内侧接触。

所述滑杆上等距设置有多个用于固定推力挡块的螺纹孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该夹具通过定位机构实现轴承圈的自动定位，通过传动机构与夹紧机构的相互配合实现了轴承圈的自动夹紧，减少了人工定位夹紧所产生的误差，降低了工人了劳动强度，适用于对轴承的大批量检测，为轴承圈的自动化检测与采集奠定了基础。

2、该夹具在轴承圈送至检测位置过程中通过齿轮与齿条的啮合实现了轴承圈的自动夹紧，而且对于检测相同尺寸的轴承时定位机构和推力挡块的位置只需要调整一次，进一步减少了送检时间，提高了检测效率。

3、该夹具在使用之前经过多次调试，通过精镗头的微调机构使待测轴承圈与该夹具对心，精确定位轴承圈，提高了轴承圈的定位精度。

4、该夹具利用三爪卡盘的原理实现轴承圈的定位与夹紧，稳定性高，进一步提高了轴承圈的定位精度。

附图说明

图1为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具的使用状态图；

图2为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具的整体结构示意图；

图3为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具夹具底板1的结构示意图；

图4为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具定位块的结构示意图；

图5为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具偏心轮压板6的结构示意图；

图6为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具推力挡块4的结构示意图；

图7为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具图1中沿a-a方向的剖面图；

图8为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具限位套12的结构示意图；

图9为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具转轴16的结构示意图；

图10为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具齿轮8的结构示意图；

图11为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具偏心轮7的结构示意图；

图12为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具转轴16与齿轮8连接的结构示意图；

图13为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具转轴16与偏心轮6连接的结构示意图；

图14为本发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具的转轴16与偏心轮7、齿轮8连接的结构示意图；

图15为发明轴承圈外径尺寸检测专用夹具在检测装置上的安装示意图；

图中，1—夹具底板；2—待测轴承圈；3—a定位块；4—推力挡块；5—滑杆；6—偏心轮压板；7—偏心轮；8—齿轮；9—b定位块；10—a滑杆限位块；11—b滑杆限位块；12—限位套；13—弹簧止推块；14—弹簧柱；15—弹簧；16—转轴；17—第一轴承；18—第二轴承；19—a精镗头；20—b精镗头；21—a精镗头顶柱；22—b精镗头顶柱；23—齿条；24—气缸；25—滑台；26—底板；27—检测平台。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步介绍本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。

本发明轴承圈外径尺寸检测的专用夹具(简称夹具，见图1-15)，该夹具包括夹具底板1、传动机构、夹紧机构和定位机构；传动机构安装在夹具底板1的一端；夹紧机构与定位机构均固定在夹具底板1上，夹紧机构的一端与传动机构接触；

所述夹具底板1的中心处具有安装孔，用于与检测装置的安装；夹具底板1的一端具有阶梯面，阶梯面的中心轴线上开有沉头孔；夹具底板1上设置有两个限位槽和一个通槽，通槽位于夹具底板1的中心轴线上；两个限位槽位于靠近夹具底板1阶梯面的一端且对称设置在通槽的两侧，两个限位槽的一端均与夹具底板1中心处的安装孔相通，且与通槽的夹角为60°；

所述传动机构包括偏心轮压板6、偏心轮7、齿轮8、转轴16、第一轴承17和第二轴承18；偏心轮压板6固定安装在夹具底板1的阶梯面上，偏心轮压板6横跨在夹具底板1中心轴线的两侧；在偏心轮压板6和夹具底板1之间的空间内由上至下依次布置偏心轮7和齿轮8，转轴16依次穿入偏心轮压板6、偏心轮7、齿轮8及夹具底板1的沉头孔，在偏心轮压板6与偏心轮7之间的转轴位置设置第一轴承17，在夹具底板1与齿轮8之间的转轴上设置第二轴承18，通过两个轴承实现转轴16的相对固定和转动；齿轮8的齿数是外部检测装置上齿条23齿数的两倍；通过齿轮8与外部检测装置上的齿条23相互啮合，使偏心轮7转动从而对待测轴承圈2进行夹紧；

所述夹紧机构包括推力挡块4、滑杆5、限位套12、弹簧止推块13、弹簧15、弹簧柱14和滑杆限位件；滑杆限位件固定在夹具底板1的通槽内，滑杆5安装在滑杆限位件上，滑杆5可以在滑杆限位件上自由滑动；推力挡块4固定在滑杆5远离夹具底板1阶梯面的一端；滑杆5的一端与偏心轮7侧面接触，另一端固定有限位套12；弹簧止推块13固定在夹具底板1通槽的末端；弹簧止推块13的一端固定有弹簧柱14，弹簧柱14上套装有弹簧15；弹簧15的一端始终与弹簧止推块13的端面接触，另一端始终与限位套12的一端接触，通过弹簧15的伸缩使滑杆5与偏心轮7始终保持接触；

所述定位机构包括a定位块3、b定位块9、a精镗头19、b精镗头20、a精镗头顶柱21和b精镗头顶柱22；a定位块3和b定位块9对称安装在夹具底板1的两个限位槽内，a定位块3和b定位块9的下部沿着限位槽长度方向设置有长通槽，通过长通槽固定在相应限位槽内；a定位块3的上部固定安装a精镗头19，a精镗头19的上端安装有a精镗头顶柱21；b定位块9的上部固定安装b精镗头20，b精镗头20的上端安装有b精镗头顶柱22，两个精镗头顶柱均背向相应定位块上长通槽所在方向。

转轴16可以为方轴、阶梯轴，为方轴时转轴16的中部为方形，方形的高度等于齿轮8与偏心轮7的厚度之和，两端为圆柱形；齿轮8和偏心轮7上分别开有与方轴相配合的方孔，使齿轮8与偏心轮7同步转动；为阶梯轴时，齿轮8和偏心轮7上分别开有与阶梯轴相配合的圆孔，分别通过键与阶梯轴相连。

夹具底板1的通槽内设置有多个用于安装滑杆限位件的螺纹孔，夹具底板1的两条限位槽内均设置有多个用于安装定位块的等距螺纹孔。

推力挡块4由水平长方体与竖直半圆柱体相贯而成，推力挡块4的水平长方体上开有长条形通槽，用于与滑杆5的固定安装，可以根据轴承圈的大小调整推力挡块4的安装位置；推力挡块4的底部具有与滑杆5相配合的卡槽，推力挡块4能在滑杆5上沿滑杆滑动；滑杆5上等距设置有多个用于固定推力挡块4的螺纹孔，推力挡块4的竖直半圆柱体的圆弧面可顶紧待测轴承圈的内侧。

滑杆限位件可以为一个限位条也可以为多个限位块，为一个限位条时，限位条固定在位于夹具底板1中心轴线上的通槽内，限位条上表面开有与滑杆5相配合的滑槽，滑杆5能在限位条的滑槽内前后移动；为多个限位块时，滑杆限位件包括a滑杆限位块10和b滑杆限位块11，a滑杆限位块10和b滑杆限位块11分别固定在位于夹具底板1中心轴线上的通槽内；a滑杆限位块10和b滑杆限位块11的结构相同，其上均开有与滑杆5相配合的滑槽，滑杆5能在a滑杆限位块10和b滑杆限位块11的滑槽内前后移动；a滑杆限位块10和b滑杆限位块11的两侧均设置有螺纹孔，用于与夹具底板1的固定安装；

限位套12一侧的端面上开有与滑杆5相配合的凹槽(图中未画出)，使限位套12卡扣在滑杆5的端部；限位套12另一侧的端面具有与弹簧15相配合的圆环槽，对弹簧15进行限位，使弹簧15始终保持水平伸缩。

偏心轮压板6呈“u”型，中心具有阶梯孔，两端螺纹孔用于与夹具底板固定。

a定位块3和b定位块9的结构相同，均由开有中心长通槽的水平长方体和具有中心孔的竖直圆柱体相贯而成；两个竖直圆柱体的一侧均具有与中心孔相通的螺纹孔，用于安装相应的精镗头。

a精镗头19与b精镗头20结构相同，a精镗头19底部具有与a定位块3上的中心孔相配合的凸起，凸起上具有螺纹孔，用于与a定位块3的固定安装；b精镗头20底部具有和b定位块9上的中心孔相配合的凸起，凸起上具有螺纹孔，用于与b定位块9的固定安装；a精镗头19与b精镗头20均为现有技术中的精镗头，将其刀头分别替换为a精镗头顶柱21和b精镗头顶柱22，通过a精镗头19与b精镗头20的微调机构使待测轴承圈2与该夹具对心。

使用时，将该专用夹具安装在检测平台27的底板26上，齿轮8所在的夹具底板1轴线垂直于气缸24伸出方向，底板26通过滑台25固定在检测平台27上，气缸24沿平行于滑台25方向固定在检测平台27的一端，且气缸24的活塞杆伸出端连接底板26侧面，在气缸24的推动下底板26能在滑台27上来回移动；齿条23、气缸24、滑台25、底板26和检测平台27均属于检测装置的部件，不属于本申请专用夹具的组成部件，这里仅仅是为了说明该夹具的工作流程；滑台25固定在检测平台27上；气缸24安装在检测平台27的一端，气缸24活塞杆露在缸筒外的一端与底板26的一侧相连；底板26安装在滑台25上，可沿滑台25自由滑动；将本申请夹具安装在底板26的旋转台上，底板26的旋转台与夹具底板1中心处的安装孔形成过盈配合，检测装置的旋转电机驱动底板26的旋转台转动，从而使夹具能够相对于底板26转动；齿条23安装在滑台25外侧的检测平台27上，且齿条23高度与夹具上齿轮8的安装高度一致，使二者能够啮合；检测时，气缸24推动底板26在滑台25上移动，移动过程中齿轮8与齿条23啮合，齿轮8啮合完毕后底板26继续在滑台25上移动，将待测轴承圈2送至检测位置。

所述气缸24为airtacsc32x350s型气缸。

本发明的工作原理和工作流程是：

1、安装夹具：将a精镗头19固定在a定位块3上使a精镗头顶柱21背向a定位块3上长通槽的方向，将b精镗头20固定在b定位块9上使b精镗头顶柱22背向b定位块9上长通槽的方向；将标准圈(标准圈与待测轴承圈的大小相当，用于确定待测轴承圈的放置位置)放置在夹具上的中心位置，将a定位块3和b定位块9对称安装在夹具底板1的两个限位槽内，同时调整a定位块3和b定位块9的位置使a精镗头顶柱21与b精镗头顶柱22均顶紧标准圈内侧，顶紧后通过螺栓穿过相应的长通槽固定a定位块3和b定位块9，手动转动齿轮8半圈，齿轮8带动偏心轮7转动，使偏心轮7旋转中心与滑杆5端面的距离最长；将推力挡块4安装在滑杆5远离齿轮8的一端，调整推力挡块4的位置使推力挡块4的圆弧面顶紧标准圈内侧，通过螺钉将推力挡块4固定在当前位置；至此完成对a定位块3、b定位块9和推力挡块4的安装；然后将夹具安装在外部检测装置的底板26上，至此完成夹具的安装。

2、调试夹具：调整底板26的位置使夹具位于检测装置上千分尺的检测范围内，千分尺的检测头水平对准标准圈内侧；启动检测装置使夹具旋转，通过检测装置上的千分尺检测标准圈的外径，若千分尺检测到的数值偏差较大(与标准圈的规格相比数值变化范围大于10um)，说明标准圈与夹具不对心；然后调节a精镗头19和b精镗头20上的微调机构从而通过调整a精镗头顶柱21和b精镗头顶柱22在限位槽长度方向上的伸出长度对标准圈的位置进行微调，再次测量标准圈的外径，直到测量偏差小于10um，即夹具与标准圈对心；取下标准圈，手动回位齿轮8，滑杆5在弹簧15的推力作用下使偏心轮7旋转中心与滑杆5端面的距离最短，至此完成夹具的调试。

3、检测外径：调整底板26的位置使底板26位于滑台25靠近气缸24的一侧，且齿轮8与齿条23不啮合；通过外部机械手抓取与待测轴承圈2放至夹具底板1的相应位置，检测装置的气缸24推动底板26在滑台25上移动，移动过程齿轮8和齿条23啮合，由于齿条23的齿数是齿轮8齿数的一半，因此齿轮8和齿条23啮合转动时齿轮8只转动半圈，齿轮8带动转轴16转动半圈，转轴16带动偏心轮7转动半圈，偏心轮7通过转动推动滑杆5沿a滑杆限位块10和b滑杆限位块11移动一段距离，推力挡块4顶紧待测轴承圈2内侧，此时滑杆5与偏心轮7旋转中心的距离最长，偏心轮7的压力角为0，此时弹簧15收缩，偏心轮7与滑杆5始终处于顶紧状态，即完成待测轴承圈2在夹具上的自动定位夹紧；底板26继续在滑台25上移动，将待测轴承圈2送至检测位置进行检测。

虽然上述具体实施方式已经对本发明作了详细的描述，但在本发明的基础上做一些小修改仍然是属于本发明的范畴之内，因此在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。