一种用于齿圈钻细长孔的三量球定心夹具的制作方法

本实用新型属于机械加工领域，具体涉及一种用于齿圈钻细长孔的三量球定心夹具。

背景技术：

自动变速箱齿圈384-8632的外花键齿槽中有30个φ2.5的5倍径(孔长/孔径＝5)细小孔需要加工，如图1所示：A孔和C孔为直孔各10个，B孔为与轴线成38°的斜孔共10个，在设计钻孔夹具时，有两个难点需要解决：

1.齿槽中钻孔数目多，孔在圆周方向排布紧密，孔与孔空间间隙小，且加工直孔和斜孔时，工作台的倾角不同，故设计对齿规时，要防止钻头与夹具、夹具与工作台底面之间发生干涉；

2.产品图要求钻孔不能伤及外花键起始圆，孔在齿槽中要尽量对称，按照模拟图显示，要满足上述要求钻孔位置度必须保证在φ0.2以内，这需要夹具有稳定的高精度的定位功能。

按照传统的设计方案，如果设计采用涨套+对齿规定位，加工时如果先涨紧涨套，则对齿规将无放放入外花键齿槽中，无法满足定位要求；而若先将对齿规放入齿槽中再涨紧涨套，对齿规需设计成具有随齿槽位置变化的自适应调节功能，这会导致对齿规结构复杂，占用空间大，容易引起干涉。

或者是光心轴+对齿规定心的结构，而光心轴定位内孔+对齿规结构的缺点是由于内孔和心轴存在间隙，夹具重复准确定位精度较差，而且由于内孔和外花键之间存在偏心，这部分偏差也会影响钻孔的位置度，从而导致孔在齿槽中不对称。

国外目前的加工手段目前了解到有电火花加工或者是水割，这都需要购买新的设备，这样导致加工成本增高。

为了满足以上要求，有必要设计一种新结构钻孔夹具，使钻孔时既能保证夹具具有较高重复定位精度且能防止干涉的钻孔夹具。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于一种用于齿圈钻细长孔的三量球定心夹具，解决了现有齿圈在钻细长孔时，齿圈加工所用夹具结构复杂、占用空间大，进而容易引起干涉或夹具重复准确定位精度较差，从而导致孔在齿槽中不对称的缺陷。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供的一种用于齿圈钻细长孔的三量球定心夹具，包括夹具本体、对齿规座和对齿规，其中，工件套装在夹具本体上，对齿规座设置有三个，且布置在夹具本体上，每个对齿规座上安装有一个对齿规，同时，对齿规上的量球与工件上的齿槽相接触。

优选地，夹具本体为三阶台阶轴结构，依次为第一台阶轴、第二台阶轴和第三台阶轴，其中，第二台阶轴的直径大于第三台阶轴的直径，第三台阶轴的直径大于第一台阶轴的直径；工件套装在第三台阶轴上；对齿规座设置在第二台阶轴上；第一台阶轴与用于安装夹具本体的工作台上的安装孔相配合，用以定位。

优选地，三个所述对齿规座分别为一个第一对齿规座和两个第二对齿规座，其中，第一对齿规座设置在两个第二对齿规座之间，且与两个第二对齿规座之间的夹角均为107°。

优选地，三个所述对齿规分别为一个第一对齿规和两个第二对齿规，其中，第一对齿规活动安装在第一对齿规座上；两个第二对齿规分别固定安装在两个第二对齿规座上。

优选地，第一对齿规座和第二对齿规座结构均为L型结构，所述L型结构的水平板上紧固在对齿规座上；所述对齿规安装在L型结构的竖直板上。

优选地，工件的上端面设置有压板，所述压板上安装有双头螺栓，通过双头螺栓将压板、工件和夹具本体紧固连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种用于齿圈钻细长孔的三量球定心夹具，通过在夹具本体上布置三个对齿规，通过对齿规上的量球与工件上的齿槽相配合，实现齿圈钻细长孔加工时的定位；该结构消除了传统夹具用内齿小径定位时外花键和内齿的同轴度偏差，从而消除了该偏差所导致的钻孔不对称，能有效保证不伤花键有效圆的要求，提高了不同工件钻孔位置的一致性，具有较高的重复定位精度。

进一步的，将第一对齿规座和两个第二对齿规座之间的夹角设计为107°，有效避免了加工时，刀具和夹具、夹具和工作台之间的干涉；由于设计选定在B孔和C孔中间位置为对齿规定位点，可保证钻孔钻透后钻头和对齿规空间间隙最大，也即最安全，而空间107°是满足这样条件的两个对齿规定位点的夹角。

附图说明

图1是现有齿圈上细长孔的位置分布图；

图2是夹具装配示意图；

图3是P向示意图；

图4是B-B剖视图；

图5是C-C剖视图；

图6是钻孔圆周干涉检查示意图；

其中，1、第一螺母 2、压板 3、双头螺栓 4、垫圈 5、第二螺母 6、夹具本体 7、螺栓 8、第一对齿规 9、第一对齿规座 10、螺钉 11、圆柱销 12、第二对齿规 13、第二对齿规座 14、方螺母。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。

如图2-图6所示，本实用新型提供的一种用于齿圈钻细长孔的三量球定心夹具，包括第一螺母1、压板2、双头螺栓3、垫圈4、第二螺母5、夹具本体6、螺栓7、第一对齿规8、第一对齿规座9、螺钉10、圆柱销11、第二对齿规12、第二对齿规座13、方螺母14和工件15，其中，工件15套装在夹具本体6上，且与夹具本体6间隙配合；同时，夹具本体6上布置有三个对齿规座，每个对齿规座上设置有一个对齿规，对齿规上的量球与工件15的齿槽相配合。

具体地：

夹具本体6为三阶台阶轴结构，依次为第一台阶轴、第二台阶轴和第三台阶轴，其中，第二台阶轴的直径大于第三台阶轴的直径，第三台阶轴的直径大于第一台阶轴的直径；工件15套装在第三台阶轴上；对齿规座设置在第二台阶轴上；第一台阶轴与工作台上的安装孔相配合，用以定位。

夹具本体6和工作台之间通过T型槽用螺栓7和第二螺母5的配合紧固连接。

工件15和夹具本体6之间通过双头螺栓3和第一螺母3配合紧固连接；同时，工件15的上端设置有用于压紧工件的压板2。

双头螺栓3和夹具本体6之间设置有挡圈4，用以为锁紧双头螺栓提供支撑。

所述三个对齿规座分别为一个第一对齿规座9和两个第二对齿规座13，第一对齿规座9和第二对齿规座13结构均为L型结构，所述L型结构的水平板上开设有螺纹孔和销孔；所述螺纹孔内配合安装有螺钉10，所述销孔内配合安装有圆柱销11，通过螺钉10和圆柱销11实现对齿规座和夹具本体6之间的定位和紧固。

所述L型结构的竖直板上安装有对齿规。

其中，第一对齿规座9设置在两个第二对齿规座13之间，且与两个第二对齿规座13之间的夹角均为107°，即对齿规上的量球置于直空C和斜孔B之间；该角度的设计使得在加工时刀具之间无干涉。

所述对齿规包括一个第一对齿规8和两个第二对齿规12，其中，第一对齿规8活动安装在第一对齿规座9上；两个第二对齿规12分别固定安装在两个第二对齿规座13上。

第一对齿规8通过方螺母14实现在第一对齿规座9上的活动连接。

所述对齿规上的量球与工件15上的齿槽相接触，用于对工件15的定位；通过两个固定对齿规和一个活动对齿规的配合，实现了在工件孔圆周方向排布紧密的情况下，可避免刀具的干涉；同时，该结构消除了传统夹具用内齿小径定位时外花键和内齿的同轴度偏差，从而消除了该偏差所导致的钻孔不对称，能有效保证不伤花键有效圆的要求，提高了不同工件钻孔位置的一致性，具有较高的重复定位精度。

在工作时：

1.定位时，先将工件15的内孔套入夹具本体6上，依次将工件15外花键齿槽和两个第二对齿规12的头部的量球嵌入接触，再将第一对齿规8穿入第一对齿规座9的定位孔中并旋入其内螺纹孔，直至和工件齿槽相抵，定位完成；

2.将压板2的中间内孔放入双头螺柱3，其上方用第一螺母1锁死，完成夹紧；卸活时，松开第一螺母1，卸下压板2，将第一对齿规8反向退出，取出工件15。