CN219685344U - 一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，涉及汽车零件加工工装夹具技术领域，包括支撑体、若干个定位球、压盖和压紧螺钉，支撑体具有圆柱形的本体，在本体的一端设置一个在圆周面上突出的安装部，另一端设有螺钉孔，与螺钉孔所在的端面间隔设置用于支撑定位球的支撑部，在支撑部与螺钉孔所在的端面之间设有若干个用于对定位球径向定位的轴向槽，定位球放置在轴向槽内，压紧螺钉安装在螺钉孔上压紧压盖，压盖压紧定位球，使定位球与支撑部压紧抵接，轴向槽与支撑体为一体加工成型件，轴向槽的回转中心线与支撑体的回转中心线同轴设置，降低了因分体产生的装配误差使两回转中心不同轴，提高了工件加工后球笼钟形壳壁厚均匀的精度要求。

Description

一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具

技术领域

本申请涉及汽车零件加工工装夹具技术领域，尤其是涉及一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具。

背景技术

外轮球笼钟形壳作为汽车外球笼中至关重要的零件之一，它主要由工作部分和联结部分组成，工作部分由内球面及若干球道组成，联结部分由柄部的台阶面、外花键和外螺纹等组成，由于钟形壳工作承受及其复杂的交变载荷，为确保其具有足够可靠性、使用寿命和良好的精度。

为了提高外轮球笼钟形壳的加工精度，公告号为CN206286885U，公开了一种汽车球笼万向节钟型壳专用工装夹具，包括连接盘、内撑体、定位球、保持架、压盖，内撑体上设有定位帽，定位帽设有定位平面，保持架上设有定位槽，定位帽与定位槽配合，保持架套设于内撑体上的定位帽上，保持架安装在定位帽上存在装配累计误差，导致保持架轴线偏离内撑体轴线，这样，放置在保持架限位缺口的多个定位球的回转中心线与内撑体轴线不重合，从而产生内撑体轴线与钟型壳轴线不重合。

针对上述中的相关技术，发明人认为汽车球笼万向节钟型壳存在装配累计误差，使内撑体轴线与钟型壳轴线不重合，导致了钟型壳加工后壁厚不均匀的缺陷。

实用新型内容

为了改善外轮球笼钟形壳加工后壁厚不均匀的问题，本申请提供一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，采用如下的技术方案：

一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，包括支撑体、若干个定位球、压盖和压紧螺钉，所述支撑体具有圆柱形的本体，在所述本体的一端设置一个在圆周面上突出的安装部，另一端设有与所述压紧螺钉相配合的螺钉孔，与所述螺钉孔所在的端面间隔设置用于支撑定位球的支撑部，在所述支撑部与所述螺钉孔所在的端面之间设有若干个用于对定位球径向定位的轴向槽，所述定位球位于所述轴向槽内，所述压紧螺钉安装在所述螺钉孔上压紧所述压盖，所述压盖压紧所述定位球，使所述定位球与所述支撑部压紧抵接。

通过采用上述技术方案，在支撑部与螺钉孔所在的端面之间设有若干个用于对定位球径向定位的轴向槽，定位球位于轴向槽内，压紧螺钉压紧压盖进而压紧定位球，使定位球与支撑部压紧抵接，轴向槽与支撑体为一体加工成型件，轴向槽的回转中心线与支撑体的回转中心线实现同轴，降低了因分体产生的装配误差导致两回转中心不同轴，提高了工件加工后球笼钟形壳壁厚均匀的精度要求。

可选的，所述轴向槽是一种与所述定位球相配的球缺形的圆弧面槽。

通过采用上述技术方案，轴向槽是与定位球相配的球缺形的圆弧面槽，增大了定位球与轴向槽的接触面积，降低了定位球单位面积上的压力，定位球在支撑工件球笼内球道同时传递驱动工件回转的回转力，有效防止回转力对定位球和轴向槽的损坏。

可选的，所述支撑部轴向上具有向所述螺钉孔一端逐渐扩大的、形成对若干个所述定位球自动定心的锥形槽。

通过采用上述技术方案，支撑部轴向设置对定位球自动定心的锥形槽，这样，压盖在压紧定位球时，定位球自动向支撑体的回转中心线移动使定位球外表面与轴向槽内表面充分接触，防止定位球的回转中心线与轴向槽的回转中心线不重合，提高定位球对工件的定位的精度。

可选的，所述锥形槽的圆锥角α为160°～174°。

通过采用上述技术方案，锥形槽的圆锥角α为160°～174°，能够有效的实现定位球的自动定心，同时，能够降低锥形槽与本体交汇处的应力集中，防止支撑体在支撑过程中的变形，提高工件加工定位过程中的可靠性。

可选的，在所述安装部向远离所述螺钉孔的一端逐渐缩小，形成一个实现自动定心的锥形体，所述锥形体的回转中心线与所述轴向槽的回转中心线同轴设置。

通过采用上述技术方案，安装部在远离螺钉孔的一端设置自动定心的锥形体，在安装时与主轴的内锥孔相配，使主轴的中心线与锥形体的回转中心线重合，锥形体的回转中心线与轴向槽的回转中心线同轴，提高了支撑体安装定位球的定位精度。

可选的，所述锥形体上套设有厚度可调的垫圈，所述垫圈用来填充所述锥形体与主轴内孔定心后主轴端面与所述安装部端面之间的间隙。

通过采用上述技术方案，厚度可调的垫圈填充在主轴端面与安装部端面之间的间隙，从而使安装部压实主轴端面，防止安装部的安装螺钉松动，提高了安装的可靠。

可选的，还包括用于检测所述支撑体与工件球笼钟形壳底部端面之间相对距离的距离检测组件。

通过采用上述技术方案，安装在支撑体上的定位球与工件球笼钟形壳内壁上的球道压紧自动找中心后，通过测量支撑体与球笼钟形壳底部端面的相对距离，从而判断工件球笼钟形壳的壁厚是否有足够的加工余量，如果壁厚没有足够的加工余量，就直接把工件从工装夹具中取下，进行报废或返修处理，降低了加工后才发现工件壁厚的厚度不符合要求的情况，提高了工件批量加工的生产效率。

可选的，所述距离检测组件包括安装在所述压紧螺钉上的用于检测距离工件球笼钟形壳底部端面远近的位移传感器，所述位移传感器上设有导线，把所述导线引出的导电滑环。

通过采用上述技术方案，压紧螺钉上安装位移传感器，检测出位移传感器与工件球笼钟形壳底部端面之间距离，当距离小于标准值时，工件球笼钟形壳壁厚小于设计值，不再进行工件的加工，减少加工出壁厚值小于设计值的工件数量，提高了工件的可靠性和工件批量加工的生产效率，位移传感器上设有导线，导线通过导电滑环从主轴上的支撑体引出，避免工件在加工回转中拆卸导线，提高了检测的便捷性。

可选的，所述压紧螺钉设有压紧头，所述压紧头上设有用于紧固所述压紧螺钉的内六方槽，所述压紧头外圆周上设有安装所述位移传感器的外螺纹，所述压紧螺钉轴向贯通设置的用于穿设所述导线的第一通孔，所述支撑体轴向贯通设有用于穿设所述导线的第二通孔。

通过采用上述技术方案，压紧螺钉设有压紧头，压紧头外圆周上设有安装位移传感器的外螺纹，压紧螺钉轴向贯通的第一通孔，支撑体轴向贯通设置第二通孔，位移传感器安装在外螺纹上，位移传感器的导线通过第一通孔和第二通孔与导电滑环相连，防止了因位移传感器上的导线与主轴一起旋转导致导线缠绕的问题。

可选的，所述导电滑环包括定环和动环，所述定环上设有止转片，所述动环上设有接线柱，所述导线穿过所述第一通孔和第二通孔，所述导线与所述接线柱相连，所述动环与用于安装所述支撑体的机床主轴固定连接，所述止转片与用于驱动所述支撑体旋转的主轴箱固定连接。

通过采用上述技术方案，导电滑环包括定环和动环，定环上设有止转片，动环上设有接线柱，动环与主轴固定连接，止转片与主轴箱固定连接，从而把位移传感器上的导线从第一通孔、第二通孔和主轴中引出与电气控制装置连接，实现支撑体相对工件球笼钟形壳底部端面之间距离的在工装夹具上的检测，提高了检测的效率，减少了不合格毛坯进入加工生产。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、汽车外轮球笼钟形壳工装夹具通过在支撑部与螺钉孔所在的端面之间设有若干个用于对定位球径向定位的轴向槽，轴向槽与支撑体为一体加工成型件，轴向槽的回转中心线与支撑体的回转中心线同轴设置，降低了因分体产生的装配误差使两回转中心不同轴，提高了工件加工后球笼钟形壳壁厚均匀的精度要求。

2、轴向槽是与定位球相配的球缺形的圆弧面槽，增大了定位球与轴向槽的接触面积，降低了定位球单位面积上的压力，有效防止传动对定位球和轴向槽的损坏。

3、支撑部轴向设置对定位球自动定心的锥形槽，这样，压盖在压紧定位球时，定位球自动向支撑体的回转中心线移动使定位球外表面与轴向槽内表面充分接触，提高定位球对工件的定位的精度。

4、锥形槽的圆锥角α为160°～174°，能够有效的实现定位球的自动定心，同时，能够降低锥形槽与本体交汇处的应力集中，防止支撑体在支撑工件的过程中的变形，提高工件加工定位过程中的可靠性。

5、安装部在远离螺孔的一端设置自动定心的锥形体，在安装时与主轴的内锥孔相配，使主轴的中心线与锥形体的回转中心线重合，锥形体的回转中心线与轴向槽的回转中心线同轴，提高了支撑体安装定位球的定位精度。

6、厚度可调的垫圈填充在主轴端面与安装部端面之间的间隙，从而使安装部压实主轴端面，防止安装部的安装螺钉松动，提高了安装的可靠。

7、距离检测组件通过测量支撑体与球笼钟形壳底部端面的相对距离，从而排除工件壁厚的厚度不符合要求的情况，提高了工件批量加工的生产效率。

8、压紧螺钉设有压紧头，压紧头外圆周上外螺纹，压紧螺钉轴向贯通的第一通孔，支撑体轴向贯通设置第二通孔，位移传感器安装在外螺纹上，便于导线第一通孔和第二通孔引出。

9、导电滑环把位移传感器上的导线从第一通孔、第二通孔和主轴中引出与电气控制装置连接，实现支撑体相对工件球笼钟形壳底部端面之间距离在工装夹具上检测，提高了检测的效率，减少了不合格毛坯进入加工生产。

附图说明

图1为本申请公开的一种汽车外球笼钟形壳工装夹具剖视图。

图2为本申请公开的支撑体的结构示意图。

图3为图1中A-A剖切面的剖视图。

图4为图1中I位置的放大视图。

图5为本申请公开的另一角度的支撑体的结构示意图。

图中：

1、支撑体；11、本体；12、安装部；121、锥形体；1211、垫圈；122、安装孔；13、螺钉孔；14、支撑部；141、锥形槽；1411、圆锥角；15、轴向槽；16、第二通孔；2、定位球；3、压盖；4、压紧螺钉；41、压紧头；411、内六方槽；412、外螺纹；42、第一通孔；5、距离检测组件；51、位移传感器；511、导线；52、导电滑环；521、定环；5211、止转片；522、动环；5221、接线柱；6、安装螺钉；7、工件；101、主轴；102、主轴箱；103、顶尖。

具体实施方式

以下结合图1至图5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具。外轮球笼钟形壳是汽车传动系统中的重要部件，其作用是将发动机的动力从变速器传递到两个前车轮，驱动汽车高速行驶；在利用本申请的工装夹具对外轮球笼钟形壳进行加工前，已对外轮球笼钟形壳的内孔形状轮廓进行了精度加工，内孔内已存在高精度的多条球道和底部端面，另一端的端面和中心孔，可以作为本申请工装夹具的定位基准，对外轮球笼钟形壳的外圆、轴径、端面及倒角进行加工，为了叙述的方便，把外轮球笼钟形壳称为工件7。

一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具。参照图1和图2，包括支撑体1、六个定位球2、压盖3和压紧螺钉4，本申请实施例公开的定位球2为六个，与加工的外轮球笼钟形壳内孔的球道相同，也可以是四个或八个，支撑体1具有圆柱形的本体11，在本体11的一端设置一个在圆周面上突出的安装部12，另一端设有与压紧螺钉4相配合的螺钉孔13，在与螺钉孔13所在的端面间隔一定距离设置用于支撑定位球2的支撑部14，在支撑部14与螺钉孔13所在的端面之间设有六个用于对定位球2径向定位的轴向槽15，定位球2位于轴向槽15内，压紧螺钉4安装在螺钉孔13上压紧压盖3，压盖3压紧定位球2，使定位球2与支撑部14压紧抵接，轴向槽15与支撑体1为一体加工成型件，轴向槽15的回转中心线与支撑体1的回转中心线同轴设置，降低了因分体设置产生的装配误差使两回转中心不同轴，提高了工件7加工后球笼钟形壳壁厚均匀的精度。

参照图3，轴向槽15是一种与定位球2相配的球缺形的圆弧面槽，增大了定位球2与轴向槽15的接触面积，降低了定位球2单位面积上的压力，定位球2在支撑工件7球笼内球道同时传递驱动工件7回转的回转力，有效防止回转力对定位球2和轴向槽15的损坏。

参照图4，支撑部14轴向上具有向螺钉孔13一端逐渐扩大的、形成对六个定位球2自动定心的锥形槽141，这样，压盖3在压紧定位球2时，定位球2自动向支撑体1的回转中心线移动使定位球2外表面与轴向槽15内表面充分接触，防止定位球2的回转中心线与轴向槽15的回转中心线不重合，提高定位球2对工件7的定位的精度。

参照图4，锥形槽141的圆锥角1411α为160°～174°，本申请实施例的圆锥角1411α为170°，本申请实施例的其他实施方式中圆锥角1411α为160°～170°和170°～174°，能够有效的实现定位球2的自动定心，同时，能够降低锥形槽141与本体11交汇处的应力集中，防止支撑体1在支撑过程中的变形，提高工件7加工定位过程中的可靠性。

参照图5，在安装部12向远离螺钉孔13的一端逐渐缩小，形成一个实现自动定心的锥形体121，锥形体121的回转中心线与轴向槽15的回转中心线同轴设置，在安装时锥形体121与主轴101的内锥孔相配，使主轴101的中心线与锥形体121的回转中心线重合，锥形体121的回转中心线与轴向槽15的回转中心线同轴，提高了支撑体1安装定位球2的定位精度。

参照图1，锥形体121上套设有厚度可调的垫圈1211，厚度可调的垫圈1211是通过采用几种不同厚薄的垫圈1211组合而成，通过增减垫圈1211的数量达到调节垫圈1211厚度的目的，垫圈1211是两个半环组合成一个整体，便于分别套装在锥形体121上，垫圈1211用来填充锥形体121与主轴101内孔定心后主轴101端面与安装部12端面之间的间隙，从而使安装部12压实主轴101端面，防止安装部12的安装螺钉6松动，提高了安装的可靠。

参照图1，还包括用于检测支撑体1与工件7球笼钟形壳底部端面之间相对距离的距离检测组件5，安装在支撑体1上的定位球2与工件7球笼钟形壳内壁上的球道压紧自动找中心后，测量支撑体1与球笼钟形壳底部端面的相对距离，通过与标准值进行对比，标准值通过测量支撑体1相对已加工合格成品的外轮球笼钟形壳底部端面距离的统计数据，从而判断工件7球笼钟形壳的壁厚是否有足够的加工余量，如果壁厚没有足够的加工余量，就直接把工件7从工装夹具中取下，进行报废或返修处理，降低了加工后才发现工件7壁厚的厚度不符合要求的情况，提高了工件7批量加工的生产效率。

参照图1和图4，距离检测组件5包括安装在压紧螺钉4上的用于检测距离工件7球笼钟形壳底部端面远近的位移传感器51，位移传感器51端面与球笼钟形壳底部端面之间的距离为L，位移传感器51上设有导线511，把导线511引出的导电滑环52，当测得的距离L小于标准值时，工件7球笼钟形壳壁厚小于设计值，不再进行工件7的加工，减少加工出壁厚值小于设计值的工件7数量，提高了工件7的可靠性和工件7批量加工的生产效率，位移传感器51上设有导线511，导线511通过导电滑环52从主轴101上的支撑体1引出，避免工件7在加工回转中拆卸导线511，提高了检测的便捷性。

参照图1和图4，压紧螺钉4设有压紧头41，压紧头41上设有用于紧固压紧螺钉4的内六方槽411，压紧头41外圆周上设有安装位移传感器51的外螺纹412，压紧螺钉4轴向贯通设置的用于穿设导线511的第一通孔42，支撑体1轴向贯通设有用于穿设导线511的第二通孔16，位移传感器51安装在外螺纹412上，位移传感器51的导线511通过第一通孔42和第二通孔16与导电滑环52相连，防止了因位移传感器51导线511与主轴101一起旋转导致导线511缠绕的问题。

参照图1，导电滑环52包括定环521和动环522，定环521上设有止转片5211，动环522上设有接线柱5221，导线511穿过第一通孔42和第二通孔16，导线511与接线柱5221相连，动环522与用于安装支撑体1的机床主轴101固定连接，止转片5211与用于驱动支撑体1旋转的主轴箱102固定连接，把位移传感器51上的导线511从第一通孔42、第二通孔16和主轴101中引出与电气控制装置连接，实现支撑体1相对工件7球笼钟形壳底部端面之间距离的在工装夹具上的检测，提高了检测的效率，减少了不合格毛坯进入加工生产工序。

一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具使用方法为：把定位球2放置在轴向槽15上，用压紧螺钉4压紧压盖3，从而把定位球2压紧在轴向槽15上，把安装部12前端的锥形体121插入主轴101中，在锥形体121与主轴101端面之间套装可调垫圈1211，安装螺钉6插入安装孔122，把安装部12紧固在主轴101上，把位移传感器51的导线511穿入第一通孔42和第二通孔16，然后把位移传感器51安装在压紧螺钉4的外螺纹412上，把导线511连接到动环522的接线柱5221上，动环522与主轴101固定连接，定环521通过止转片5211固定到主轴箱102上，把定环521的接线柱与电气控制装置相连，接着把工件7的球笼钟形壳内孔的球道套入定位球2上，工件7的另一端用顶尖103顶紧，测量位移传感器51与球笼钟形壳底部端面之间的距离，与标准值比较，当测量值L小于标准值时，按报废或返修处理，当测量值L大于标准值时，开始对球笼钟形壳的外圆、轴径、端面、倒角进行加工。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依次限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，包括支撑体(1)、若干个定位球(2)、压盖(3)和压紧螺钉(4)，所述支撑体(1)具有圆柱形的本体(11)，在所述本体(11)的一端设置一个在圆周面上突出的安装部(12)，另一端设有与所述压紧螺钉(4)相配合的螺钉孔(13)，与所述螺钉孔(13)所在的端面间隔设置用于支撑所述定位球(2)的支撑部(14)，其特征在于：在所述支撑部(14)与所述螺钉孔(13)所在的端面之间设有若干个用于对所述定位球(2)径向定位的轴向槽(15)，所述定位球(2)位于所述轴向槽(15)内，所述压紧螺钉(4)安装在所述螺钉孔(13)上压紧所述压盖(3)，所述压盖(3)压紧所述定位球(2)，使所述定位球(2)与所述支撑部(14)压紧抵接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：所述轴向槽(15)是一种与所述定位球(2)相配的球缺形的圆弧面槽。

3.根据权利要求1所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于： 所述支撑部(14)轴向上具有向所述螺钉孔(13)一端逐渐扩大的、形成对若干个所述定位球(2)自动定心的锥形槽(141)。

4.根据权利要求3所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：所述锥形槽(141)的圆锥角(1411)α为160°～174°。

5.根据权利要求1所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：在所述安装部(12)向远离所述螺钉孔(13)一端逐渐缩小，形成一个实现自动定心的锥形体(121)，所述锥形体(121)的回转中心线与所述轴向槽(15)的回转中心线同轴设置。

6.根据权利要求5所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：所述锥形体(121)上套设有厚度可调的垫圈(1211)，所述垫圈(1211)用来填充所述锥形体(121)与主轴(101)内孔定心后主轴(101)端面与所述安装部(12)端面之间的间隙。

7.根据权利要求1所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：还包括用于检测所述支撑体(1)与工件(7)球笼钟形壳底部端面之间相对距离的距离检测组件(5)。

8.根据权利要求7所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：所述距离检测组件(5)包括安装在所述压紧螺钉(4)上的用于检测距离工件(7)球笼钟形壳底部端面远近的位移传感器(51)，所述位移传感器(51)上设有导线(511)，把所述导线(511)引出的导电滑环(52)。

9.根据权利要求8所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：所述压紧螺钉(4)设有压紧头(41)，所述压紧头(41)上设有用于紧固所述压紧螺钉(4)的内六方槽(411)，所述压紧头(41)外圆周上设有安装所述位移传感器(51)的外螺纹(412)，所述压紧螺钉(4)轴向设置贯通的用于穿设所述导线(511)的第一通孔(42)，所述支撑体(1)轴向贯通设有用于穿设所述导线(511)的第二通孔(16)。

10.根据权利要求9所述的一种汽车外轮球笼钟形壳工装夹具，其特征在于：所述导电滑环(52)包括定环(521)和动环(522)，所述定环(521)上设有止转片(5211)，所述动环(522)上设有接线柱(5221)，所述导线(511)穿过所述第一通孔(42)和所述第二通孔(16)，与所述接线柱(5221)相连，所述动环(522)与用于安装所述支撑体(1)的机床主轴(101)固定连接，所述止转片(5211)与用于驱动所述支撑体(1)旋转的主轴箱(102)固定连接。