冲压滚针轴承外圈多参数测量仪

陈江杰，刘金邦

(扬州市罗氏轴承制造有限公司，江苏 扬州 225800)

冲压滚针轴承外圈采用薄钢板经精密冲压、拉伸制成，其结构空间小，适用于安装空间受到限制和轴毂孔不宜作滚道的场合。

原冲压滚针轴承外圈滚道工艺规定的厚度变动量Ke为0.02～0.03 mm，采用普通壁厚差千分尺(分度值为0.01 mm，精度为0.005 mm)进行测量，外径形位公差在工艺上尚未明确规定，工序间未进行测量，靠模具保证。

随着科技进步，对冲压滚针轴承精度及使用性能的要求更加严格，冲压滚针轴承外圈主要参数的技术要求也随之提高，如Ke<0.015 mm。随着工艺规定的零件精度提高，现有的轴承测量仪器无法测量。针对冲压滚针轴承外圈需要测量滚道的厚度变动量及外径尺寸、外圈外表面对端面的垂直度等参数，研制了冲压滚针轴承外圈多参数测量仪——HD902Z。

1 测量仪结构及原理

1.1 主要技术参数

(1)测量参数：冲压轴承外圈滚道对外表面的厚度变动量Ke；外圈外表面对端面的垂直度SD；外径D；单一径向平面内外径变动量VDp。

(2)测量范围：外径6～60 mm，内径4～50 mm。

(3)示值误差：±0.001 5 mm。

(4)示值变动量：0.001 5 mm。

1.2 结构

冲压滚针轴承外圈多参数测量仪(图1)主要由底座、工作台、活动球支点(图2)、支点、定位测点(图3)、立柱、测量架、接杆和测量仪表等部件组成。工作台和立柱安装在仪器底座上，定位测点安装在工作台固定孔内。支点和活动球支点安装在工作台面导向槽内，可以调整位置，起支承工件作用。测量架安装在立柱上，并可在立柱上升降。接杆安装在测量架孔内，可在测量架上水平移动，实现测量仪表测点与定位测点相对位置的连接。

1—底座；2—工作台；3—活动球支点；4—工件；5—支点；6—专用定位测点；7—仪表测点；8—立柱；9—测量架；10—接杆；11—仪表图1 HD902Z测量仪示意图

图2 活动球支点示意图 图3 定位测点示意图

1.3 工作原理

该仪器是机械式测量仪，采用比较法或直接测量法。

1.3.1Ke的测量原理

测量原理如图4所示，将被测冲压外圈端面平放在工作台面上，以端面定位，2点(定位测点、支点) 限制工件径向移动。仪表测点、定位测点及支点应在同一径向平面内，且仪表测点与定位测点在同一条中心线上，与支点互成90°，并处于最大直径处。工件靠端面和滚道定位后进行检测[1]。

1—工作台；2—工件；3—支点；4—专用定位测点；5—仪表测点图4 Ke检测原理示意图

1.3.2SD的测量原理

测量原理如图5所示，将被测冲压外圈端面平放在工作台面上，以端面定位，2点(定位测点、支点) 限制工件径向移动。定位测点、支点及活动球支点应在同一径向平面内，互成90°，并处于最大直径处，用支点限位。仪表测点和定位测点应在同一条素线上，两者的距离应尽可能在工件最佳宽度范围。工件靠端面和外径定位后进行测量[1]。

1—工作台；2—活动球支点；3—工件；4—支点；5—专用定位测点；6—仪表测点图5 SD检测原理示意图

由于工件质量小，为了测量稳定，还需在定位测点同一条中心线上安装活动球支点，活动球支点内的球是活动的，不存在过定位。

2 测量过程

2.1 Ke的测量[2]

(1)根据被测量工件滚道直径选择定位测点长度及直径合适的测杆，装进工作台孔内，定位测点方向朝外，应接近冲压外圈滚道中部，高度调整合适后，紧固定位测点。

(2)调整测量架与接杆上仪表测点与定位测点等高，并在同一条中心线上，紧固测量架。

(3)将工件滚道紧靠定位测点，围绕定位测点左右移动工件，让定位测点处于工件最大直径处。

(4)调整支点与定位测点等高并与工件外径接触，紧固支点。

(5)调整仪表测点与工件外径接触，表针指在仪表0位右侧，紧固仪表。

(6)检查仪器、仪表各个部位是否有松动，若有松动，要重新调整、紧固。

(7) 将工件旋转1周以上，仪表指针摆动最大值与最小值之差即为Ke。

2.2 SD的测量[2]

(1)将定位测点装进工作台孔内，方向朝内，高度位置可按外圈倒角的1.5倍确定，并紧固。

(2)将工件放入工作台面，紧靠定位测点，围绕定位测点左右移动工件，让定位测点处于工件最大直径处。

(3)调整支点与定位测点等高，与工件外径接触，紧固支点。

(4)调整接杆在测量架中的位置，使仪表测点与定位测点处于同一条素线上，紧固接杆。再对测量架进行升、降调整，使其两点间的距离尽可能接近测量区域的长度，紧固测量架。

(5)调整仪表测点与工件外圆接触，表针指在仪表0位右侧，紧固仪表。

(6)调整活动球支点与定位测点等高，接触力控制在1～2 N，紧固活动球支点。

(7)最后检查仪器、仪表各个部位是否有松动，若有松动，要紧固或重新调整。

(8) 将工件绕其轴线旋转1周以上，仪表指针摆动最大值与最小值之差即为SD。

2.3 D及VDp的测量

D及VDp的测量与普通轴承外径测量仪器调整方法相同。有必要将活动球支点装上，克服工件壁薄和质量小的弱点，确保测量过程中的稳定性。

2.4 注意事项

测量前要用砂布清除工件端面毛刺，以确保测量时定位稳定。

测量Ke和SD时，仪器调整后要重复测量工件，通过数据分析判定仪器调整状况，若测值稳定且重复性不超过0.001 mm，即可开始测量工件；否则要重新调整仪器。

3 测量效果

3位测量员在HD902Z上对冲压滚针轴承HK2025外圈滚道厚度变动量Ke进行测量所得测量值见表1。经现场测量验证，同一人重复测量和多人测量同一零件的壁厚差最大差值不超过0.001 mm，满足Ke<0.015 mm的要求，保证了冲压滚针轴承产品质量，实现了冲压滚针轴承多个参数的测量。

表1 HK2025的壁厚差测量值 mm

4 结束语

研制的冲压滚针轴承外圈多参数测量仪HD902Z结构紧凑，符合滚动轴承测量和检验的原则及方法，配备的高精度仪表(示值0.001 mm)使测量精度提高了近10倍。工件用端面定位稳定，测量精度高，测值准确，重复性好。换型号时调整简单，操作方便，提高了测量效率。