本发明属于汽车零件加工领域，具体涉及了一种用于换挡摇臂的钻孔工装。
背景技术：
在手动变速器中，一般需要设置换挡手球、换挡摇臂装置、拨叉轴结构等来实现挡位的手动切换，换挡手球设在驾驶舱内且邻近驾驶员，换挡摇臂装置用于实现选挡和换挡，驾驶员通过操作换挡手球从而控制换挡摇臂装置动作，换挡摇臂装置动作进而可带动拨叉轴动作，从而完成换挡。因此，换挡摇臂装置是连接换挡手球与拨叉轴结构的重要部件。
换挡摇臂在加工过程中需要加工安装孔，通常加工方式为：固定换挡摇臂，利用钻头和换挡摇臂的相对运动，在换挡摇臂上钻孔。钻孔过程中会产生大量铁屑，通常在钻孔完成后需要人工清理留在孔内的铁屑和粘附在钻头上的铁屑，较为费时费力。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于换挡摇臂的钻孔工装，以解决钻孔时产生的铁屑需要人工清理，费时费力的问题。
为达到上述目的，本发明的基础方案为：用于换挡摇臂的钻孔工装，包括机架，机架上固定连接有工作台，机架上位于工作台上方转动连接有第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮依次啮合；第一锥齿轮和第三锥齿轮上均螺纹连接有第一丝杆，机架上铰接有连杆，连杆的上端和第一丝杆铰接，连杆的下端铰接有支杆，固定连接有弹簧，弹簧靠近工作台的一端；第二锥齿轮上螺纹连接有第二丝杆，机架上固定连接有活塞桶，活塞桶内滑动连接有活塞，第二丝杆下端和活塞固定连接，活塞下侧固定连接有中空的心轴，心轴下端贯穿活塞桶并延伸至活塞桶外，心轴包括从上至下设置的进气段、喉部和出气段，进气段、出气段的内径均大于喉部的内径，进气段位于活塞桶内，喉部和出气段位于活塞桶外，活塞桶上设有第一进气孔，进气段上设有第二进气孔，喉部设有第三进气孔，第一进气孔、第二进气孔以及第三进气孔内均设有进气单向阀，出气段上设有出气孔，出气孔内设有出气单向阀，出气段下端固定连接有钻头。
本基础方案的工作原理在于：
驱动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动第三锥齿轮转动。第一锥齿轮和第三锥齿轮均和第一丝杆组成丝杆副，根据丝杆传动的运动特性，第一丝杆向远离第二锥齿轮方向运动。连杆形成以机架为支点的杠杆，根据杠杆原理，连杆的上端随第一丝杆向远离第二锥齿轮方向运动，连杆的下端则带动支杆向靠近工作台方向运动，夹板随支杆向靠近工作台方向运动，两个夹板相向运动，将放置在工作台上的换挡摇臂夹紧。
第二锥齿轮和第二丝杆也组成丝杆副，根据丝杆传动的运动特性，第二丝杆推动活塞向下运动，活塞带动心轴向下运动，钻头随心轴向下运动，钻头和固定在工作台上的换挡摇臂相对运动，钻头的切削力在换挡摇臂上钻孔。
活塞向下运动，活塞和活塞桶组成活塞结构，活塞桶下部空间减小，活塞桶内的空气被推挤通过第二进气孔进入心轴内，气体进入心轴内后，沿进气段、喉部和出气段流动，最终从出气孔排出，从出气孔排出的气流作用在钻头上表面以及所钻之孔的内壁上，将粘附在钻头上以及孔内壁上的铁屑吹落。且进气段、出气段的内径均大于喉部的内径，进气段、喉部以及出气段组成文丘里管，根据伯努利原理，气体从进气段流向喉部时，气体流速增加，在喉部处形成负压，吸引铁屑向靠近第三进气孔处运动，且配合出气孔排出的气流使得铁屑飞起，更容易将铁屑吸附在喉部处，实现对铁屑的清理。
本基础方案的有益效果在于：
1、通过丝杆副和杠杆结构，实现对换挡摇臂的夹紧，同时在夹板和支杆之间设置弹簧，在夹板和换挡摇臂接触后，支杆继续向靠近工作台方向运动，弹簧收缩，弹簧的弹力使得夹板和换挡摇臂抵紧，避免直接刚性的夹紧损坏换挡摇臂。
2、驱动第一锥齿轮转动，即可带动第二锥齿轮、第三锥齿轮同时转动，同时实现夹紧和钻孔，夹紧和钻孔使用同一个动力源驱动，简化装置结构。
3、钻头向下运动的同时，实现铁屑的清理。相比直接利用吸附机构吸附铁屑，存在很多粘附在钻头和孔内壁上的铁屑不易被吸附，本装置中通过活塞结构使得气体排出，将粘附在钻头和孔内壁上的铁屑吹起，同时利用文丘里管产生的负压吸附被吹起的铁屑，更容易将铁屑全部吸附清理。
进一步，第三进气孔内设有滤布，出气段的上端边缘固定连接有挡片，挡片内设有第一磁块。铁屑被吸附向第三进气孔处运动，被滤布阻挡不会进入心轴内，铁屑受第一磁块作用向下滑落，落在出气段的上端，受挡片阻挡不会掉落出去。
进一步，出气孔包括第一出气孔和位于第一出气孔下方的第二出气孔，第一出气孔外侧端倾斜向上，第二出气孔外侧端倾斜向下。第一出气孔排出的气体倾斜向上，作用在孔内壁上，将粘附在孔内壁上的铁屑向上吹，更容易被吸附。第二出气孔排出的气体倾斜向下，作用在钻头上端面，利用气流的冲击力使得粘附在钻头上端面的铁屑弹起。
进一步，机架上设有冷气储藏室，第一进气孔处连接有进气管，进气管远离活塞桶的一端和冷气储藏室连通。补充到活塞桶内的气体为冷气，则气体排出后作用在钻头和孔内壁上，可以对钻孔过程中产生的热量进行降温。
进一步，工作台上设有第二磁块。对换挡摇臂有一定吸引作用，避免在夹板夹紧过程中，换挡摇臂受到夹板的作用力滑动。
附图说明
图1为本发明实施例的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：工作台1、换挡摇臂2、钻头3、进气段4、喉部5、出气段6、活塞桶7、第二丝杆8、第二锥齿轮9、第一锥齿轮10、主动锥齿轮11、第三锥齿轮12、第一丝杆13、连杆14、支杆15、夹板16。
如图1所示，用于换挡摇臂2的钻孔工装，包括机架，机架上固定连接有工作台1，工作台1上设有第二磁块。机架上位于工作台1上方转动连接有依次啮合的第一锥齿轮10、第二锥齿轮9和第三锥齿轮12。第一锥齿轮10和第三锥齿轮12上均螺纹连接有第一丝杆13，机架上铰接有连杆14，连杆14的上端和第一丝杆13铰接，连杆14的下端铰接有支杆15，支杆15靠近工作台1的一端固定连接有弹簧，弹簧靠近工作台1的一端固定连接有夹板16。机架上固定连接有电机，电机输出轴上固定连接有与第一锥齿轮10啮合的主动锥齿轮11。
第二锥齿轮9上螺纹连接有第二丝杆8。机架上固定连接有活塞桶7，活塞桶7内滑动连接有活塞，第二丝杆8下端和活塞上侧固定连接，活塞下侧固定连接有中空的心轴，心轴下端贯穿活塞桶7并延伸至活塞桶7外，心轴包括从上至下设置的进气段4、喉部5和出气段6，进气段4、出气段6的内径均大于喉部5的内径，进气段4位于活塞桶7内，喉部5和出气段6位于活塞桶7外，进气段4、喉部5以及出气段6组成文丘里管。
活塞桶7上设有第一进气孔，机架上设有冷气储藏室，第一进气孔处连接有进气管，进气管远离活塞桶7的一端和冷气储藏室连通。进气段4上设有第二进气孔，喉部5设有第三进气孔，第三进气孔内设有滤布。第一进气孔、第二进气孔以及第三进气孔内均设有进气单向阀，活塞桶7内的气压低于外部气压时，第一进气孔处的进气单向阀打开，外部气体补充到活塞桶7内，进气段4内的气压低于活塞桶7内的气压时，第二进气孔处的进气单向阀打开，活塞桶7内的气体进入到进气段4内，喉部5的气压低于外部气压时，第三进气孔处的进气单向阀打开，外部的空气补充到喉部5内。出气段6上设有出气孔，出气孔内设有出气单向阀，出气段6内的气压高于外部气压时，出气单向阀打开，出气段6内的气体排出到外部。出气孔包括第一出气孔和位于第一出气孔下方的第二出气孔，第一出气孔外侧端倾斜向上，第二出气孔外侧端倾斜向下。出气段6上端边缘固定连接有挡片，挡片内固定连接有第一磁块，出气段6下端固定连接有钻头3。
具体工作时，将待钻孔的换挡摇臂2放置在工作台1上，第二磁块对换挡摇臂2有一定吸引作用，避免换挡摇臂2在工作台1上晃动。启动电机，电机驱动主动锥齿轮11转动，主动锥齿轮11带动与之啮合的第一锥齿轮10转动。第一锥齿轮10带动第二锥齿轮9转动，第二锥齿轮9带动第三锥齿轮12转动。
第一锥齿轮10和第三锥齿轮12均和第一丝杆13组成丝杆副，根据丝杆传动的运动特性，第一丝杆13均向远离第二锥齿轮9方向运动。连杆14形成以机架为支点的杠杆，根据杠杆原理，连杆14的上端随第一丝杆13向远离第二锥齿轮9方向运动，连杆14的下端则带动支杆15向靠近工作台1方向运动。夹板16随支杆15向靠近工作台1方向运动，两个夹板16相向运动，在夹板16和换挡摇臂2接触后，支杆15继续向靠近工作台1方向运动，弹簧收缩，弹簧的弹力使得夹板16和换挡摇臂2抵紧，避免直接刚性的夹紧损坏换挡摇臂2。
与此同时，第二锥齿轮9和第二丝杆8也组成丝杆副，根据丝杆传动的运动特性，第二丝杆8向下运动，活塞被推动向下运动，活塞带动心轴向下运动，钻头3随心轴向下运动，钻头3和固定在工作台1上的换挡摇臂2相对运动，钻头3的切削力在换挡摇臂2上钻孔。
装置初始状态时，活塞桶7内充满冷气。活塞向下运动，活塞和活塞桶7组成活塞结构，活塞桶7下部空间减小，活塞桶7内的冷气被推挤通过第二进气孔进入心轴内，冷气进入心轴内后，沿进气段4、喉部5和出气段6流动，最终从第一出气孔和第二出气孔排出。从第一出气孔排出的气体倾斜向上，作用在孔内壁上，将粘附在孔内壁上的铁屑向上吹。第二出气孔排出的气体倾斜向下，作用在钻头3上端面，利用气流的冲击力使得粘附在钻头3上端面的铁屑弹起。
进气段4、喉部5以及出气段6组成文丘里管，根据伯努利原理，气体从进气段4流向喉部5时，气体流速增加，在喉部5处形成负压，吸引铁屑向靠近第三进气孔处运动，且配合出气孔排出的气流使得铁屑飞起，更容易将铁屑吸附在喉部5处，铁屑被第三进气孔处的滤布阻挡不会进入心轴内，同时铁屑受第一磁块作用向下滑落，落在出气段6的上端，受挡片阻挡不会掉落出去，实现对铁屑的清理以及收集。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。