一种双工位自动分度锯齿装置

技术领域

本发明属于齿轮加工设备技术领域，涉及一种双工位自动分度锯齿装置。

背景技术

工程机械上有一种大模数齿轮类零件，其模数都在15～20左右，齿轮的宽度在100mm～200mm之间，这样的齿轮在滚齿加工时效率非常低，一台机床一个班也只能加工两到三件；大模数齿轮的加工必须要大型的滚齿机设备，一般的中型滚齿机都是不能够加工的，但一般的齿轮加工厂家大多都是中型以下的滚齿机设备，所以这也造成了只有少数具有大型设备的厂家才能加工这类的齿轮，因此加工成本居高不下。模数在15～20时，齿轮的齿槽深度在40mm左右，而这么大的深度正是导致加工返慢的主要原因。

我国专利(公告号：CN102500831A；公告日：2012-06-20)公开了一种绞车大模数齿轮加工方法及其专用工装，其步骤为：首先制作1:1齿形模板，该齿形模板的齿形轮廓与需要加工的齿轮规格相比留有一定的加工余量；将齿形模板紧贴齿轮坯料后，沿齿轮模板的齿形轮廓在齿轮坯料上划线；进行粗加工：利用专用工装将齿轮坯料固定在刨床上，由刨床沿齿轮坯料的划线进行切割，最后将齿轮半成品装夹到滚齿机上进行精加工至规定尺寸。专用工装包括支座，支座的正面下部安装有一对支承辊，支座的上端设有开口，开口两侧设有装夹支座，装夹支座上螺纹连接有对准支座正面的锁紧螺杆。

上述专利文献公开的绞车大模数齿轮加工方法及其专用工装中对大模数齿轮进行加工时自动化程度低，需要大量人力劳动，加工的效率较低。

发明内容

本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种双工位自动分度锯齿装置，本发明所要解决的技术问题是：如何提高大模数齿轮类零件的加工效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种双工位自动分度锯齿装置，包括立式锯床和夹料工装，所述立式锯床包括水平设置的工作台和位于所述工作台上方的机头；所述机头与所述工作台之间设有竖向的锯条；其特征在于，所述工作台能够朝向所述锯条的锯齿方向往复移动；所述夹料工装包括固设在所述工作台上的底板，所述底板水平设置在所述工作台上，所述底板上侧相对间隔设有可调节间距的第一工位限位件和第二工位限位件，所述第一工位限位件和所述第二工位限位件之间设有定位座且所述定位座能在所述第一工位限位件和所述第二工位限位件之间往复移动，所述定位座的移动方向与所述工作台的移动方向相垂直；所述定位座上侧中部设有用于放置工件的中心轴，所述定位座上方设有能够压紧工件的压板，所述定位座上设有能够带动所述中心轴转动的驱动件；所述定位座上开设有两个平行间隔的条形通槽，所述条形通槽由所述定位座的外侧向中部延伸且所述条形通槽贯穿所述定位座的上下两侧；所述条形通槽的长度方向与所述工作台的移动方向相一致。

其工作原理如下：本技术方案是先将大模数齿轮的深齿槽锯出“人”字形，之后用滚齿加工，从而提高大模数齿轮的加工效率。本装置主要用于对工件进行初步粗加工，加工出“人”字形齿槽。在工作之前首先需要根据齿轮的大小计算好可以去料的最大值，也就是确定“人”字边的每边至中心的距离w，之后调节第一工位限位件与第二工位限位件之间的间距；随后将工件放在中心轴上，压板压紧工件，当定位座与第一工位限位件相抵接时，立式锯床上的锯条可以锯“人”字形齿槽的一边，锯完一个齿槽侧边，立式锯床的工作台退后，驱动件驱动中心轴以及工件转动至下一个齿槽的位置，重复上述动作直至工件上“人”字形齿槽的同一边全部锯完；之后定位座移动到外侧与第二工位限位件内侧相接触后，根据齿轮的大小计算出由“人”字一边至另一边需要旋转的角度a，驱动件驱动中心轴以及工件转动角度a，仍然按偏距w锯“人”字另一边即可，相同原理，将工件上“人”字形齿槽的另一边全部锯完；然后卸掉废料，这样就完成了大模数齿轮类零件的粗加工，加工过程基本上无需人力，自动化程度高，加工速度快，使大模数齿轮类零件的加工效率得到提高。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述立式锯床还包括位于所述工作台一侧的立柱，所述立柱的上端固设有朝向所述工作台正上方的横梁；所述机头设置的所述横梁上；所述工作台上开设有贯穿槽，所述锯条穿过所述贯穿槽且所述工作台移动时所述锯条能够在所述贯穿槽内相对移动。这样工作台移动时不会与锯条产生干涉影响，保证工作效率。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述第一工位限位件上固设有伸缩件，所述伸缩件能带动所述定位座在所述第一工位限位件和所述第二工位限位件之间往复移动；所述中心轴竖向转动设置在所述定位座的中部且上端伸出所述定位座的上侧，所述中心轴的下端固设有蜗轮，所述驱动件连接有与所述蜗轮相配合的蜗杆。利用伸缩件移动定位座，提高了定位座移动的便利性；利用蜗轮和蜗杆实现驱动件与中心轴之间的传动，保证了动作的精准可靠性。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述底板上开有呈长条状的T型孔，所述T型孔的大口径端口位于所述底板的下侧，所述T型孔的长度方向与所述第一工位限位件和第二工位限位件连成的直线相平行，所述定位座上侧固设有夹紧气缸，所述夹紧气缸的活塞杆竖直朝下设置且端部固定有能嵌入所述T型孔内的T型块，所述夹紧气缸的活塞杆伸缩能够带动所述T型块在所述T型孔内上下移动。在定位座与第一工位限位件相接或定位座与第二工位限位件相接时，夹紧气缸和T型块能将定位座固定在底板上，定位座在第一工位限位件和第二工位限位件移动的过程中夹紧气缸和T型块起到连接固定座和底板的作用。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述第一工位限位件包括第一工位限位螺栓、紧定螺钉一以及设置在所述底板上侧一端的安装座一，所述安装座一内侧开有供所述第一工位限位螺栓穿设的安装孔一，所述安装座一上侧开有与所述安装孔一相连通的螺纹孔一，所述紧定螺钉一螺接在所述螺纹孔一内且端部抵紧在所述第一工位限位螺栓上；所述第二工位限位件包括第二工位限位螺栓、紧定螺钉二以及设置在所述底板上侧另一端的安装座二，所述安装座二内侧开有供所述第二工位限位螺栓穿设的安装孔二，所述安装座二上侧开有与所述安装孔二相连通的螺纹孔二，所述紧定螺钉二螺接在所述螺纹孔二内且端部抵紧在所述第二工位限位螺栓上。可根据齿轮的大小调整第一工位限位螺栓或/和第二工位限位螺栓的位置，非常方便，从而也提高了本装置的适用范围。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述中心轴上端外周具有向外延伸的环形凸台，所述环形凸台上侧周向间隔设有若干个支撑刀条，所述支撑刀条沿所述中心轴的径向延伸。支撑刀条上侧可与工件下端相抵接，提高工件在加工时的牢固性。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述中心轴上端中部开有定位槽，所述定位槽内固设有能嵌入工件下端中部的下浮动顶尖，所述压板上设有能嵌入工件上端中部的上浮动顶尖。设置上浮动顶尖和下浮动顶尖能提高齿槽加工的精密度。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述定位座上侧沿所述第一工位限位件和第二工位限位件连成的直线上间隔固设有两个竖向的夹紧杆，所述中心轴位于两个所述夹紧杆之间，每个所述夹紧杆上端具有螺纹部，所述压板两端均开有贯穿上下两侧的定位孔，所述夹紧杆的螺纹部穿设在所述定位孔内，所述螺纹部上螺接有固定螺母，所述压板和所述固定螺母之间还设有调高套和垫圈，所述上浮动顶尖设置在所述压板上与所述中心轴相对应的位置。压板下方设有连接块，连接块通过轴承转动套设在上浮动顶尖的下端，上浮动顶尖下端还套设有套筒，套筒位于连接块下方且两者之间设有平面轴承。压板和上浮动顶尖配合定位工件，保证大模数齿轮类零件粗加工能顺利进行。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述定位座上侧边沿固设有朝向所述定位座中部的锁紧气缸，所述锁紧气缸的活塞杆朝向所述环形凸台外周一侧延伸且锁紧气缸的活塞杆端部固定有制动叉，所述制动叉的端面上设有能与所述环形凸台外周面相接触的摩擦片且所述摩擦片呈与所述环形凸台外周面相匹配的弧形。设置锁紧气缸、制动叉以及摩擦片能提高齿槽加工过程中中心轴的稳定性。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述定位座包括呈圆盘状的上盘座和呈圆盘状的下盘座，所述上盘座和所述下盘座同轴设置，所述上盘座固定在所述下盘座上侧，所述上盘座上侧中部开有通孔，所述中心轴位于所述通孔内，所述下盘座上侧开有安装槽，所述安装槽的槽底设有供所述中心轴下端嵌入的轴承，所述中心轴上端穿过所述通孔位于所述上盘座的上方，所述蜗轮套设在所述中心轴外周位于所述安装槽内的位置，所述下盘座的外周一侧开有与所述安装槽相通的连接孔，所述蜗杆的一端由所述连接孔穿入所述安装槽内。定位座分为两部分，方便安装槽的加工，也便于将蜗轮、轴承以及蜗杆安装在安装槽内。

在上述的双工位自动分度锯齿装置中，所述伸缩件为气缸、液压缸或电动推杆，所述伸缩件的输出轴固定在所述定位座的侧面上；所述驱动件为伺服电机或步进电机。气缸、液压缸或电动推杆均能为定位座移动提供足够的动力，伺服电机和步进电机精密度较高，为使齿槽粗加工具有较好的效果提供了基础条件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明中的双工位自动分度锯齿装置自动化程度较高，加工速度快，使大模数齿轮类零件的加工效率得到提高。

2、本发明中利用支撑刀条、上浮动顶尖和下浮动顶尖定位，提高了工件加工时的稳定性和齿槽加工的精密度。

3、本发明利用第一工位限位螺栓确定定位座在第一工位的位置以及利用第二工位限位螺栓确定定位座在第二工位的位置，可根据需要调节第一工位限位螺栓和第二工位限位螺栓的位置，非常方便，也扩大了本装置的适用范围。

附图说明

图1是本双工位自动分度锯齿装置在定位座与第一工位限位件相接时的立体结构示意图。

图2是本双工位自动分度锯齿装置在定位座与第二工位限位件相接时去掉立式锯床的立体结构示意图。

图3是本双工位自动分度锯齿装置的局部剖视图一。

图4是本双工位自动分度锯齿装置的局部剖视图二。

图5是本双工位自动分度锯齿装置的局部剖视图三。

图6是本双工位自动分度锯齿装置中底板和夹紧气缸的剖视图。

图中，100、立式锯床；101、工作台；101a、贯穿槽；102、机头；103、锯条；104、立柱；105、横梁；200、夹料工装；1、底板；1a、T型孔；2、第一工位限位件；21、第一工位限位螺栓；22、紧定螺钉一；23、安装座一；23a、安装孔一；23b、螺纹孔一；3、第二工位限位件；31、第二工位限位螺栓；32、紧定螺钉二；33、安装座二；33a、安装孔二；33b、螺纹孔二；4、定位座；4a、条形通槽；41、上盘座；41a、通孔；42、下盘座；42a、安装槽；42b、连接孔；5、中心轴；51、环形凸台；52、定位槽；6、压板；61、定位孔；7、蜗轮；7a、蜗杆；8、驱动件；9、伸缩件；10、夹紧气缸；11、T型块；12、支撑刀条；13、下浮动顶尖；14、上浮动顶尖；15、夹紧杆；151、螺纹部；151a、固定螺母；151b、调高套；151c、垫圈；16、锁紧气缸；17、制动叉；18、摩擦片；19、轴承。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本实施例中的双工位自动分度锯齿装置包括立式锯床100和夹料工装200，立式锯床100包括水平设置的工作台101和位于工作台101上方的机头102；机头102与工作台101之间设有竖向的锯条103；工作台101能够朝向锯条103的锯齿方向往复移动；进一步的，立式锯床100还包括位于工作台101一侧的立柱104，立柱104的上端固设有朝向工作台101正上方的横梁105；机头102设置的横梁105上；工作台101上开设有贯穿槽101a，锯条103穿过贯穿槽101a且工作台101移动时锯条103能够在贯穿槽101a内相对移动。夹料工装200包括固设在工作台101上的底板1，底板1水平设置在工作台101上，底板1上侧两端相对设有第一工位限位件2和第二工位限位件3，第一工位限位件2包括固设在底板1上侧一端的安装座一23、设置在安装座一23上的第一工位限位螺栓21和紧定螺钉一22，第二工位限位件3包括固设在底板1上侧另一端且与安装座一23相对设置的安装座二33、设置在安装座二33上的第二工位限位螺栓31和紧定螺钉二32，安装座一23内侧开有贯穿安装座一23外侧的安装孔一23a，第一工位限位螺栓21穿设在安装孔一23a内且杆体由安装孔一23a内端朝向安装孔一23a外端延伸，安装座一23上侧开有与安装孔一23a相连通的螺纹孔一23b，紧定螺钉一22螺接在螺纹孔一23b内且端部抵接在第一工位限位螺栓21上杆体的外周面上，安装座二33内侧开有贯穿安装座二33外侧的安装孔二33a，第二工位限位螺栓31穿设在安装孔二33a内且杆体由安装孔二33a内端朝向安装孔二33a外端延伸，安装座二33上侧开有与安装孔二33a相连通的螺纹孔二33b，紧定螺钉二32螺接在螺纹孔二33b内且端部抵接在第二工位限位螺栓31上杆体的外周面上，第一工位限位螺栓21的帽头与第二工位限位螺栓31的帽头相对设置。

进一步的，如图1至图5所示，安装座一23和安装座二33之间设有定位座4，定位座4能在第一工位限位件2和第二工位限位件3之间往复移动，定位座4的移动方向与工作台101的移动方向相垂直；定位座4上开设有两个平行间隔的条形通槽4a，条形通槽4a由定位座4的外侧向中部延伸且条形通槽4a贯穿定位座4的上下两侧；条形通槽4a的长度方向与工作台101的移动方向相一致。具体来说，定位座4包括上盘座41和下盘座42，上盘座41和下盘座42均呈圆盘状且上盘座41固定在下盘座42上侧，上盘座41和下盘座42同轴设置且二者截面半径相同，上盘座41的上侧中部开有通孔41a，下盘座42上侧开有与通孔41a相应的安装槽42a，通孔41a内设有竖向的中心轴5，中心轴5设置在第一工位限位螺栓21的帽头与第二工位限位螺栓31的帽头相连的直线上，安装槽42a的槽底具有供中心轴5下端穿设的轴承19，通孔41a内也设有轴承19，中心轴5上端穿出通孔41a位于上盘座41的上方，中心轴5上位于安装槽42a内的位置套设有蜗轮7，下盘座42的外周面上开有与安装槽42a相通的连接孔42b，上盘座41的上侧边沿固设有与连接孔42b相应的驱动件8，驱动件8为伺服电机或步进电机，驱动件8的输出轴端部固设有与蜗轮7相配合的蜗杆7a，蜗杆7a的一端伸入连接孔42b位于安装槽42a内，安装槽42a的槽底间隔设有两个轴承座，每个轴承座上均设有轴承19，蜗杆7a穿设在轴承座上的轴承19内，安装座一23的外侧固设有伸缩件9，伸缩件9为气缸、液压缸或电动推杆，伸缩件9的输出轴穿过安装座一23且固定在下盘座42外周一侧。

进一步的，如图1和图6所示，底板1上位于安装座一23和安装座二33之间并排间隔开有两个呈长条状的T型孔1a，T型孔1a的大口径端口位于底板1的下侧，两个T型孔1a均沿底板1长度方向设置，每个T型孔1a内间隔设有两个T型块11，上盘座41上侧开有四个凹槽，每个凹槽内固设有一个夹紧气缸10，夹紧气缸10的活塞杆竖直朝下设置且端部位于下盘座42内，T型块11上侧向上延伸至下盘座42内且与相应的夹紧气缸10的伸缩杆相固接，一个T型孔1a内的两个T型块11和另一个T型孔1a内的两个T型块11一一对应设置，夹紧气缸10的活塞杆伸缩能带动T型块11在T型孔1a内上下移动，T型块11的截面呈圆形且下端两侧分别开有一个条形槽，每个条形槽内均固设有呈矩形的防转块，T型孔1a内具有台阶面，当夹紧气缸10的活塞杆伸出至T型块11不与T型孔1a内的台阶面相接触时，伸缩件9动作能带动上盘座41和下盘座42在底板1上的第一工位限位螺栓21和第二工位限位螺栓31之间沿T型孔1a长度方向移动。

进一步的，如图3和图4所示，上盘座41的上侧边沿与安装座一23相应的位置以及上盘座41的上侧边沿与安装座二33相应的位置各固设有一个竖向的夹紧杆15，夹紧杆15上端中部具有向上延伸的螺纹部151，两个夹紧杆15之间设有横向设置的压板6，压板6的两端均开有一个贯穿上下两侧的定位孔61，每个夹紧杆15的螺纹部151穿设的相应的定位孔61内，螺纹部151位于压板6上侧依次套设有调高套151b、垫圈151c和固定螺母151a，压板6位于中心轴5的正上方，压板6中部设有上浮动顶尖14，上浮动顶尖14包括上顶杆，压板6中部开有贯穿上下两侧的导向孔一，上顶杆穿设在导向孔一内且上端位于压板6的上方，上顶杆位于压板6上方的位置螺接有定位螺栓，导向孔一下端固设有连接座，连接座上开有贯穿上下两侧且与导向孔一相应的导向孔二，上顶杆的下端穿设过导向孔二位于连接座下方，导向孔二内设有供上顶杆穿设的轴承19，导向孔二为台阶孔且内壁上具有台阶面，上顶杆下端外周具有锥形面一，上顶杆外周位于锥形面一上方具有凸台一，上顶杆上套设有复位弹簧一，复位弹簧一的上端固定在导向孔二内的台阶面上，复位弹簧一的下端与凸台一上侧相抵接，连接座一包括与导向孔一下端相接的连接部一和位于连接部一下方的连接部二，连接部一和连接部二之间设有轴承19，中心轴5转动带动工件转动，此时连接部二和上顶杆能随工件一起转动。

进一步的，如图3和图4所示，中心轴5上端外周具有环形凸台51，环形凸台51上侧周向间隔设有若干个沿中心轴5径向延伸的支撑刀条12，中心轴5上端中部开有定位槽52，定位槽52内固设有与上浮动顶尖14对应设置的下浮动顶尖13，下浮动顶尖13包括位于定位槽52内的下顶杆，下顶杆的下端开有内孔，内孔内设有复位弹簧二，复位弹簧的下端固定在定位槽52的槽底，下顶杆的上端穿出定位槽52位于中心轴5的上方且该端外周具有锥形面二，定位槽52槽壁上端具有呈环形的容置槽，下顶杆上位于锥形面二的下端套设有环形的固定板，固定板通过锁紧螺钉固定在容置槽内。

进一步的，如图1所示，上盘座41上侧边沿固设有朝向定位座4中部的锁紧气缸16，锁紧气缸16的活塞杆朝向环形凸台51外周一侧延伸，锁紧气缸16的活塞杆端部固设有制动叉17，制动叉17面向环形凸台51外周的侧面设有摩擦片18，摩擦片18呈与环形凸台51外周面相匹配的弧形；定位座4上间隔开有两个供锯床工作台上的锯齿嵌设的嵌槽一和嵌槽二，嵌槽一和嵌槽二平行间隔嵌槽一和嵌槽二均贯穿了上盘座41上侧和下盘座42的下侧，嵌槽一和嵌槽二由定位座4外侧延伸至靠近环形凸台51外周的位置，嵌槽一在定位座4上靠近安装座二33的位置，嵌槽二在定位座4上靠近安装座一23的位置。

本装置上的底板1与锯床工作台调整好位置后固定，加工步骤为：1、根据需要加工齿轮的大小计算可以去料的最大值w，w也就是锯齿“人”字每边至中心的距离，调整好第一工位限位螺栓21和第二工位限位螺栓31的位置，根据齿轮的大小计算出更换工位后中心轴5要旋转的角度a，使得定位座4与第一工位限位螺栓21的帽头相抵接时，锯床工作台上的锯齿能进入嵌槽一内且能锯出“人”字的一边，定位座4与第二工位限位螺栓31的帽头相抵接时，锯床工作台上的锯齿能进入嵌槽二内且能锯出“人”字的另一边；2、定位座4先与第一工位限位螺栓21相接，四个夹紧气缸10工作至夹紧状态，使上盘座41、下盘座42与底板1锁紧，之后将工件放在中心轴5上侧，利用上浮动顶尖14和下浮动顶尖13定心，压板6由夹紧杆15上的固定螺母151a并紧压紧工件，工件的下端面与支撑刀条12相接，锁紧气缸16工作，推动制动叉17及摩擦片18与环形凸台51外周面相接触；3、锯床工作台上的锯齿进入嵌槽一内将工件上锯出“人”字一边，之后锯齿后退，同时锁紧气缸16也后退松开环形凸台51，此时驱动件8工作由蜗轮7副传动分度至下一个齿槽的位置；4、重复上述动作直至工件上“人”字一边锯完，之后四个夹紧气缸10工作至松开状态；5、伸缩件9推动定位座4沿T型槽长度方向移动至与第二工位限位螺栓31接触，四个夹紧气缸10工作至夹紧状态，此时锁紧气缸16的活塞杆后退，摩擦片18远离环形凸台51，驱动件8工作使中心轴5顺时针转动角度a；6、锁紧气缸16工作至摩擦片18抵紧环形凸台51，锯床工作台上的锯齿进入嵌槽二内在工件上锯出“人”字另一边；7、锯齿后退，锁紧气缸16也后退使摩擦片18松开环形凸台51，此时驱动件8工作由蜗轮副传动分度至下一个齿槽的位置，重复上述动作直至工件上“人”字另一边锯完；如果定位座4首先与第二工位限位螺栓31相接触，锯完“人”字一边后移动定位座4与第一工位限位螺栓21相接触时，中心轴5的转动角度a是逆时转动即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。