轴承内圈超精机预紧夹具装置、轴承内圈超精机

技术领域

本发明属于轴承超精加工技术领域，具体涉及一种轴承内圈超精机预紧夹具装置、轴承内圈超精机。

背景技术

为了提高轴承内圈沟道(具体如角接触球轴承内圈)与滚动体接触质量，接触表面粗糙度应较小，以降低轴承使用的噪音和提高轴承使用寿命。角接触球轴承在粗加工、细加工、精加工后进行超精加工，超精加工过程中通过轴承内圈超精辅助夹具对轴承沟道进行超精加工。轴承超精辅助夹具具有用于轴承套装的定心轴，定心轴与超精机上的驱动装置相连接，定心轴上具有固定轴承的卡盘，轴承内圈一端(对于角接触球轴承而言，则为大径端)为加工基准面，其与卡盘定心连接，并随之转动。轴承内圈另一侧与定压组件相连其保证给予轴承内圈提供轴向压力，使轴承内圈在转动过程中轴承内圈基准面始终与卡盘相接触。

轴承内圈在定压组件施加载荷过程中处于受载状态，该过程中会产生一个与定压组件的轴向施力方向相反的轴向反力，而现有技术中，两辅助加载轴承分别连接于圆柱轴的两端，圆柱轴则插装定位于定位轴的圆柱孔内，圆柱轴与圆柱孔之间仅存在非常小的组装间隙，轴向受载不均时的调节能力有限，也即定压组件在轴承内圈轴向受载不均时调节能力有限，辅助加载轴承在加载过程中与轴承内圈端面之间的接触由线接触变为点接触，接触处受载增大，这导致轴承内圈在超精过程中容易松动，从而降低了轴承内圈的超精加工质量(精度)，为了克服现有技术的前述不足，提出本发明。

发明内容

因此，本发明提供一种轴承内圈超精机预紧夹具装置、轴承内圈超精机，能够解决现有技术中轴承内圈超精机预紧夹具装置中定压组件在轴承内圈轴向受载不均时调节能力有限，辅助加载轴承在加载过程中与轴承内圈端面之间的接触由线接触变为点接触，接触处受载增大，导致轴承内圈在超精过程中容易松动，降低了轴承内圈的超精加工质量(精度)的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种轴承内圈超精机预紧夹具装置，包括定心夹持组件以及滚动支撑加载组件，所述定心夹持组件能够被驱动旋转且能够定心夹持轴承内圈的第一端，所述滚动支撑加载组件包括定位轴以及连接于所述定位轴上的滚动轴承组件，所述滚动轴承组件包括两个加载轴承，所述滚动支撑加载组件通过两个所述加载轴承施加轴向压力至所述轴承内圈的第二端的端面上，所述定位轴包括第一轴段以及第二轴段，所述滚动轴承组件组装于所述第一轴段上，所述第二轴段用于与轴向定压装置连接，所述第一轴段与所述第二轴段之间通过预紧弹性件形成连接。

在一些实施方式中，所述预紧弹性件具有多个，多个所述预紧弹性件沿着所述轴承内圈的圆周方向间隔设置。

在一些实施方式中，所述第一轴段以及所述第二轴段相对的两个端面上分别对应设置有多个容置凹槽，所述预紧弹性件的两端分别容置并连接于各所述容置凹槽内；和/或，所述预紧弹性件的两端分别固定连接于所述第一轴段以及所述第二轴段相对的两个端面上。

在一些实施方式中，所述第一轴段远离所述第二轴段的一端具有定位芯轴，所述定位芯轴插装于所述轴承内圈的中心通孔内，且所述定位芯轴与所述中心通孔之间具有组装间隙。

在一些实施方式中，所述第一轴段内构造有润滑油流道，所述润滑油流道的出口构造于所述定位芯轴的外圆周壁上。

在一些实施方式中，所述出口具有多个，多个所述出口沿所述定位芯轴的周向间隔设置；和/或，所述轴承内圈的外侧还设置有润滑油喷淋装置。

在一些实施方式中，所述滚动轴承组件还包括摆动轴，所述摆动轴的轴径沿着其轴向由端部位置往中间位置越来越大，两个所述加载轴承分别装设于所述摆动轴的两端，所述第一轴段上构造有沿其径向贯通的组装孔，所述组装孔为圆柱孔，所述摆动轴的所述中间位置具有转轴，在对所述轴承内圈超精加工过程中，所述摆动轴能够在所述轴承内圈受载不均时被驱动围绕所述转轴摆动。

在一些实施方式中，所述转轴为螺栓，所述螺栓的螺杆与所述第一轴段螺纹连接，且所述摆动轴套装于所述螺杆上。

在一些实施方式中，所述第二轴段远离所述第一轴段的一端具有螺纹连接件；和/或，所述第二轴段的外圆周壁上具有卡槽。

本发明还提供一种轴承内圈超精机，包括上述的轴承内圈超精机预紧夹具装置。

本发明提供的一种轴承内圈超精机预紧夹具装置、轴承内圈超精机，在第一轴段与第二轴段之间设置预紧弹性件，依靠预紧弹性件的弹性补偿作用，使轴向定压装置施加至滚动支撑加载组件之上的轴向压力能够最终更加均匀地施加于轴承内圈的第二端端面上，加载轴承与轴承内圈的端面始终保持线接触，有效防止轴承内圈在超精过程中由于受载不均调节能力有限导致的松动现象的发生，从而提高了轴承内圈的超精加工质量。

附图说明

图1为本发明实施例的轴承内圈超精机预紧夹具装置的正视结构示意图；

图2为图1的部件透视图；

图3为图2中A-A的剖面示意图(局部)；

图4为图1的俯视结构示意图；

图5为图4的部件透视图；

图6为图1中的滚动轴承组件的结构示意图。

附图标记表示为：

1、定心夹持组件；2、滚动支撑加载组件；21、定位轴；211、第一轴段；2111、螺纹连接件；2112、卡槽；212、第二轴段；2121、组装孔；213、预紧弹性件；214、定位芯轴；215、润滑油流道；2151、出口；2152、入口；2153、进油接头；22、滚动轴承组件；221、加载轴承；222、摆动轴；223、转轴；224、螺钉；225、垫片；100、轴承内圈；200、油石。

具体实施方式

结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种轴承内圈超精机预紧夹具装置，包括定心夹持组件1以及滚动支撑加载组件2，定心夹持组件1能够被驱动旋转且能够定心夹持轴承内圈100的第一端，具体而言，定心夹持组件1包括一定心轴以及处于该定心轴之上的卡盘(图中未示出)，轴承内圈100为前述的卡盘形成夹持定心，定心轴为轴承内圈超精机的旋转驱动部件(图中未示出)驱动旋转进而带动轴承内圈100旋转，参见图1所示，临近该轴承内圈100设置有油石200，其与轴承内圈100的外侧壁上的滚道匹配，以实现对滚道的超精加工，滚动支撑加载组件2包括定位轴21以及连接于定位轴21上的滚动轴承组件22，其中的定位轴21在轴向定压装置(图中未示出，其可以为轴承内圈超精机的部件之一)的作用下对轴承内圈100施加轴向压力(也可以称为轴向压紧力)，滚动轴承组件22包括两个加载轴承221，滚动支撑加载组件2通过两个加载轴承221施加轴向压力至轴承内圈100的第二端的端面上，如此，在轴承内圈100被驱动旋转时，两个加载轴承221在其与第二端的端面之间的摩擦力的作用下滚动，实现在对轴承内圈100的轴向施压的同时，实现摩擦力尽可能减小，定位轴21包括第一轴段211以及第二轴段212，滚动轴承组件22组装于第一轴段211上，第二轴段212用于与轴向定压装置连接，第一轴段211与第二轴段212之间通过预紧弹性件213形成连接。

该技术方案中，在第一轴段211与第二轴段212之间设置预紧弹性件213，依靠预紧弹性件213的弹性补偿作用，使轴向定压装置施加至滚动支撑加载组件2之上的轴向压力能够最终更加均匀地施加于轴承内圈100的第二端端面上，加载轴承221与轴承内圈100的端面始终保持线接触，有效防止轴承内圈100在超精过程中由于受载不均调节能力有限导致的松动现象的发生，从而提高了轴承内圈100的超精加工质量。

具体参见图1所示，前述的轴承内圈100的第一端也即其朝向定心夹持组件1的一端，其作为轴承内圈100的定位定心的基准面(如图1中A所示)，而第二端则是朝向滚动支撑加载组件2的一端，该端面作为前述轴向压力的受力面，保证第一端与定心夹持组件1紧贴，具体而言，对于角接触轴承的轴承内圈而言，前述的第一端也即大直径端，前述的第二端也即小直径端。

前述的预紧弹性件213可以为一个整体的大口径的圆环形弹簧，该圆环形弹簧的外径略小于两个轴段的相对端部的外径即可，在一个具体的实施例中，预紧弹性件213具有多个，多个预紧弹性件213沿着轴承内圈100的圆周方向间隔设置，具体可以等间隔设置。与采用单个的圆环形弹簧相比较，采用多个预紧弹性件213在受载不均时产生的扭矩将被多个预紧弹性件213(具体以弹簧为例)给分散了，单个弹簧所受扭矩减小，预紧弹性件213的整体使用寿命将得到延长。前述的预紧弹性件213具体可以采用具有合适刚度的弹簧，而能够理解的是，预紧弹性件213在组装于第一轴段211以及第二轴段212之间后，其轴向位移补偿变形量应该足够，也即第一轴段211与第二轴段212之间形成的轴向间隙(图1中左右方向延伸的间隙)在轴承内圈100的超精加工过程中应始终大于零。

具体而言，在一个实施例中，第一轴段211以及第二轴段212相对的两个端面上分别对应设置有多个容置凹槽，预紧弹性件213的两端分别容置并连接于各容置凹槽内，预紧弹性件213的两端分别容置于对应的容置凹槽内，容置凹槽可以对预紧弹性件213的变形形成导向，保证结构的可靠与稳定；在另一个具体的实施例中，预紧弹性件213的两端分别固定连接于第一轴段211以及第二轴段212相对的两个端面上，例如当预紧弹性件213为金属弹簧时，金属弹簧的两端分别焊接与第一轴段211以及第二轴段212上，能够使定位轴21的结构紧凑性得到提升。当然，更为优选的方案是，预紧弹性件213的两端分别固定连接于对应的容置凹槽内，以使前述两者的优势皆具有。

在一些实施方式中，第一轴段211远离第二轴段212的一端具有定位芯轴214，定位芯轴214插装于轴承内圈100的中心通孔内，且定位芯轴214与中心通孔之间具有组装间隙，也即该定位芯轴214以间隙配合的方式插装于中心通孔内，能够防止旋转的轴承内圈100从前述卡盘脱离，保证超精加工的安全性。

参见图2所示，第一轴段211内构造有润滑油流道215，润滑油流道215的出口2151构造于定位芯轴214的外圆周壁上，润滑油流道215具有的入口2152上连接有进油接头2153，外部的润滑油经由该进油接头2153流入该润滑油流道215内，并从出口2151处流出，实现了轴承内圈100的中心通孔与定位芯轴214之间的润滑，而更为重要的则是，该技术方案中将润滑油通过出口2151引入至轴承内圈100的中心通孔处，从而能够在轴承内圈100的内侧对其进行有效散热冷却，使油石200与轴承内圈100之间在超精加工过程中所产生的热量更加有效地散除，提升加工质量以及精度。当然，更为优选的方案是，在轴承内圈100的外侧还设置润滑油喷淋装置(图中未示出)，该润滑油喷淋装置对轴承内圈100的外侧形成喷淋润滑与散热冷却，其与前述的润滑油流道215的出口2151流出的润滑油共同对轴承内圈100实现了内外全方位的润滑冷却目的，有效提升了超精加工的质量。在一个具体的实施例中，出口2151具有多个，多个出口2151沿所述定位芯轴214的周向间隔设置，如图3所示，图中示出了三个出口2151，采用一个润滑油流道215同时分三路向三个出口2151供油，简化结构的同时，实现对轴承内圈100的中心通孔的均衡冷却，而这种均衡的冷却能够保证轴承内圈100在圆周方向上温升的均匀性，这能够显著提升超精加工的质量。

具体参见图6所示，滚动轴承组件22还包括摆动轴222，摆动轴222的轴径沿着其轴向由端部位置往中间位置越来越大，两个加载轴承221分别装设于摆动轴222的两端，具体结合参见图5及图6所示，各加载轴承221套装于螺钉224上，而螺钉224则螺纹连接于摆动轴222的轴端，螺钉224的轴线与摆动轴222的轴线重合，螺钉224的螺杆上套装有垫片225，垫片225与螺钉224的螺头两者与摆动轴222的轴端共同形成对加载轴承221内圈的夹持，加载轴承221的外圈则与轴承内圈100的第二端端面滚动接触，第一轴段211上构造有沿其径向贯通的组装孔2121，组装孔2121为圆柱孔，摆动轴222的中间位置具有转轴223，在对轴承内圈100超精加工过程中，摆动轴222能够在轴承内圈100受载不均时被驱动围绕转轴223摆动。该技术方案中，摆动轴222的轴径由中间位置向轴端位置越来越小，也即使摆动轴222形成一个由两个锥台形轴段拼接的轴体，如此，在摆动轴222与呈圆柱孔的组装孔2121之间形成一定的间隙，这一间隙允许摆动轴222在轴承内圈100超精加工过程中受载不均时围绕转轴223形成一定偏转角度的摆动，进而进一步提升滚动支撑加载组件对轴承内圈100的加载均匀性，进一步有效防止轴承内圈在超精过程中由于受载不均调节能力有限导致的松动现象的发生，提高轴承内圈的超精加工质量。尤其是其与前述的预紧弹性件的共同作用下，可以进一步提升在轴承内圈受载不均时的调节能力。

具体而言，转轴223可以采用螺栓实现，螺栓的螺杆与第一轴段211螺纹连接且摆动轴222套装于螺杆上，此时摆动轴222与螺杆之间不啮合，而仅是套装配合以实现其摆动的顺畅性，螺杆与第一轴段211之间螺纹连接则实现了对摆动轴222的轴向以及径向的可靠定位，结构简单。在一个较优的实施例中，螺杆的头部穿过摆动轴222与第一轴段211螺纹连接，也即螺杆的尾部(与螺头连接的位置)与头部皆与第一轴段211螺纹连接，而螺杆的中部则套装摆动轴222，如此的结构实现对转轴223的两端支撑而非悬臂支撑，能够提升螺杆对摆动轴222的定位结构强度。

具体参见图4所示，第二轴段212远离第一轴段211的一端具有螺纹连接件2111，第二轴段212通过该螺纹连接件2111与轴向定压装置可拆卸连接，拆装方便；为了对定位轴21的周向位移形成可靠限定，第二轴段212的外圆周壁上具有卡槽2112。

根据本发明的实施例，还提供一种轴承内圈超精机，包括上述的轴承内圈超精机预紧夹具装置。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。