一种齿轮加工用切割装置的制作方法

本实用新型涉及齿轮加工工艺领域，具体涉及一种齿轮加工用切割装置。

背景技术：

齿轮是汽车运动中的核心传动部件，其加工质量的优劣对汽车总成乃至整车的振动噪声以及可靠性等会带来直接影响，有时会成为制约产品水平提高的关键因素。齿轮的毛坯件主要是锻件、棒料或铸件，其中棒料是选择直径大小合适的钢柱作为毛坯件。

钢材应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同，钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类。齿轮加工工艺用钢材主要是齿轮钢，这类钢材通常按照使用要求经过热处理之后都具备良好的强度、硬度、和韧性，或者是表面耐磨而心部有良好的韧性耐冲击，导致现有的齿轮钢切割装置存在切割刀切割过程温度过高且磨损严重，而切屑未能及时清除时，切屑堆积在切割位置，切屑可能落入切割面内，使切割刀受到摩擦力增大，同时导致切屑破坏切割面，事切割面出现划痕而影响齿轮后续加工。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种齿轮加工用切割装置，对切割刀进行冷却的同时还清除切屑。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种齿轮加工用切割装置，包括切割箱体、固定机构、切割机构、推动机构和冷却机构，切割机构包括驱动单元和切割刀，切割刀上同轴连接有曲轴，曲轴的拐颈上连接有推拉单元；冷却机构，包括冷却液以及存放冷却液的交换槽，交换槽连接于驱动单元上，交换槽内滑动连接有活塞板，活塞板与推拉单元连接，切割机构上连接有可向切割刀喷射冷却液的第一喷嘴，第一喷嘴和交换槽之间接有排液管。

本实用新型的原理是：利用固定块将钢材固定于固定平台上，驱动单元驱动切割刀完成对钢材的切割。同时，曲轴跟随切割刀一同转动，曲轴的拐颈上连接的推拉单元跟随曲轴的拐颈进行旋转，推拉单元驱动活塞板在交换槽内来回滑动，进而间歇性地将交换槽内的冷却液压缩至排液管，排液管喷射出的冷却液对切割刀冷却，同时喷出的冷却液冲洗切割面，使切屑及时被清除。

采用上述方案的优点是：

1.冷却的同时还具有清除切屑功能：由于冷却液是不断冲洗切割刀切割钢材的位置，切割产生的碎屑能被及时冲走，防止切屑堆积在切割面处，增大切割刀与钢材之间的摩擦甚至卡死切割刀。

2.自动控制冷却液供给：当切割刀工作时，曲轴带动推拉单元运动，使活塞板间歇压缩交换槽内冷却液，冷却液喷向切割刀，当切割刀停止工作时，活塞板同时停止运动，冷却液停止喷射，有利于节约冷却液的使用量。

进一步，推拉单元包括固定于曲轴的拐颈上的钕铁硼强磁铁，活塞板为可被磁性吸附的金属板，活塞板与交换槽端部的内壁之间连接有复位弹簧。

钕铁硼强磁铁在曲轴带动下绕曲轴转动，从而吸引交换槽内的活塞板往复运动，使活塞板在交换槽内间歇性地被钕铁硼强磁铁吸附而向钕铁硼强磁铁滑动，当钕铁硼强磁铁远离活塞板时，复位弹簧使活塞板复位，活塞板在钕铁硼强磁铁和复位弹簧的作用下往复滑动，进而间歇将交换槽内的冷却液压入排液管，然后冷却液由第一喷嘴喷向切割刀。相对于使用连接件将活塞板和曲轴的拐颈连接起来，采用钕铁硼强磁铁的磁力进行控制，磁力相比于接触产生的力，具有一定缓冲作用，使得活塞板的运动不会受到刚性作用力而能够平稳滑动，且交换槽内腔密封不与外界存在间隙，可以防止交换槽内冷却液泄露。

进一步，推拉单元包括连杆，连杆一端转动连接于转轴的拐颈上、另一端铰接有推杆，推杆远离连杆一端与活塞板固定连接。

连杆在曲轴的带动下完成往复推拉动作，使铰接于连杆上的推杆不断推拉活塞板，进而不断将交换槽内的冷却液压缩到排液管内，冷却液流经排液管后喷向切割刀。相对于使用钕铁硼强磁铁吸引活塞板，使用连杆作用于推杆，进而使推杆完成对活塞板的推拉，能够使活塞板在曲轴每个旋转周期内获得更大的往复运动距离，压入排液管中冷却液的量更多，更能快速清除碎屑和对切割刀以及钢材进行冷却，增强除屑和冷却效果。

进一步，驱动单元上设有与第一喷嘴同向设置的第二喷嘴，交换槽被活塞板分隔为蓄液腔室和蓄气腔室，排液管与蓄液腔室连通，蓄气腔室接有排气管，排气管接有涡流管，涡流管的冷气输出端和第二喷嘴之间连接有冷气管。

利用交换槽内活塞板的往复运动，不断经排气管对涡流管进行充气，涡流管冷气输出端输出的冷气流经冷气管后由第二喷嘴被排出，冷气可以加速切割刀周围气流热量的交换，增强冷却液对切割刀和钢材的冷却作用；同时冷气与冷却液是交互吹气或者喷射，可以将碎屑吹走或者冲走，达到快速对钢材和切割刀除屑的目的。

进一步，固定机构包括固定平台和滑动连接于固定平台上的固定块，固定平台沿第一喷嘴喷射方向的一侧设有收集冷却液的存储槽，存储槽底部和交换槽的蓄液腔室之间连接有供液管。

利用存储槽对第一喷嘴喷出的冷却液进行收集，同时利用活塞板的往复运动对冷却液进行吸附，活塞板每一次的往复运动，就会通过供液管吸附存储槽内的冷却液，使冷却液被循环利用，提升冷却液的使用效率。

进一步，存储槽的侧壁上设有正对且竖直的长滑槽和短滑槽，长滑槽位于存储槽靠近固定平台的端部，长滑槽的下端与短滑槽的下端齐平，长滑槽的下端与短滑槽的下端均固定有第一电磁铁，长滑槽和短滑槽之间滑动连接有过滤网，过滤网下端固定有与第一电磁铁极性相反的第二电磁铁。

当存储槽内的过滤网对收集的冷却液过滤一段时间后，过滤网上会沉积切割钢材产生的碎屑，此时同时对第一电磁铁和第二电磁铁同时通电，第一电磁铁与第二电磁铁产生相互排斥的磁力，使第二磁铁远离第一电磁铁，第二电磁铁推动过滤网沿长滑槽和短滑槽滑动，由于长滑槽毕短滑槽长，当过滤网与短滑槽上端接触后，过滤网靠近长滑槽的部位继续上移，整个过滤网发生倾斜，使过滤网上积存的碎屑向过滤网较低端堆积，断电之后第一电磁铁和第二电磁铁磁力消失，过滤网在重力作用下回落到初始位置，当将过滤网多次上移倾斜后，短滑槽周围过滤网上的碎屑就会逐渐被排出存储槽外。

进一步，存储槽靠近短滑槽的外侧设有废料槽。

废料槽将存储槽呢排出的碎屑进行收集，便于集中、统一处理。

进一步，涡流管的热气输出端与过滤网之间设有热气管。

将涡流管产生的热气通过热气管接入到过滤网底端，热气管排出的气体不断穿过靠近热气管的出气口周围的过滤网，由于热气管排出的气体不断吹向过滤网，使得热气管出气口周围的过滤网不会堆积切割产生的碎屑和粉尘，可以有效防止整个过滤网被碎屑堵住，造成冷却液无法流过过滤网，导致冷却液不能被循环利用。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中一种齿轮加工用切割装置的俯视图。

图2为图1沿D-D的剖视图。

图3为本实用新型实施例二中一种齿轮加工用切割装置纵向剖视图。

图4为图2中A处局部放大图。

图5为图2中B处局部放大图。

图6为图2中C处局部放大图。

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：切割箱体1、固定平台2、固定块3、第一驱动电机4、第二驱动电机5、丝杆组6、减速机7、曲轴8、竖直板9、钕铁硼强磁铁10、交换槽11、切割刀12、活塞板13、蓄气腔室14、蓄液腔室15、复位弹簧16、存储槽17、长滑槽18、短滑槽19、过滤网20、第一电磁铁21、第二电磁铁22、废料槽23、供液管24、第一喷嘴25、第二喷嘴26、排液管27、排气管28、涡流管29、热气管30、冷气管31、连杆32、推杆33。

实施例一：

实施例一基本如附图2所示：一种齿轮加工用切割装置，包括切割箱体1，切割箱体1内底部固定有固定机构，结合图1，固定机构包括固定平台2和用于固定钢材的固定块3，钢材进给方向为图1中的由左向右。

固定平台2上方设有切割钢材的切割机构，结合图1和图2，切割机构包括驱动单元和切割刀12，驱动单元包括驱动切割刀12旋转的第二驱动电机5和驱动切割刀12前后运动的第一驱动电机4，第一驱动电机4通过丝杆组6驱动切割刀12前后运动，即垂直于钢材进给的方向。

如图2所示，第二驱动电机5的输出轴上固定的切割刀12的右侧固定有减速机7，减速机7吊装在丝杆组6下方且可随丝杆组6前后运动，减速机7右端的输出轴上固定有曲轴8，丝杆组6上固定有竖直板9，曲轴8与竖直板9转动连接。

结合图2和图6所示，曲轴8的拐颈上固定有钕铁硼强磁铁10，曲轴8的拐颈的正上方设有交换槽11，交换槽11固定于丝杆组6上连接且能随丝杆组6一起前后运动，交换槽11内设有可沿交换槽11内壁上下滑动的活塞板13，活塞板13为可被钕铁硼强磁铁10吸引的铁板，活塞板13将交换槽11分隔为上部的蓄气腔室14和下部的蓄液腔室15，活塞板13上端与交换槽11上端内壁之间焊接有复位弹簧16。

结合图2和图5所示，固定平台2右端固定有存储槽17，存储槽17左侧内壁上开有长滑槽18、右侧内壁上开有短滑槽19，长滑槽18与短滑槽19之间滑动连接有过滤网20，长滑槽18的底端和短滑槽19的底端共同固定有第一电磁铁21，过滤网20底端固定有可产生与第一电磁铁21磁极相反的第二电磁铁22，存储槽17的右端固定有废料槽23。

结合图5和图6所示，交换槽11的蓄液腔室15和存储槽17底部之间连接有供液管24，结合图4所示，第二固定电机上固定有第一喷嘴25和第二喷嘴26，第一喷嘴25和第二喷嘴26的喷射方向均朝向切割刀12，第一喷嘴25和交换槽11的蓄液腔室15的右侧之间连有排液管27，交换槽11的蓄气腔室14的左侧设有排气管28，排气管28的左侧连接有涡流管29，涡流管29的热气输出端与过滤网20之间接有热气管30，涡流管29冷气输出端和第二喷嘴26之间接有冷气管31。

具体实施过程如下：

初始状态，将待切割的钢材放置于固定平台2上，利用固定块3将钢材固定，然后启动第一驱动电机4带动丝杆组6运动，进而带动切割刀12在固定平台2上前后运动，同时减速机7、曲轴8和交换槽11均跟随丝杆组6前后运动。

在启动第一驱动电机4的同时，也启动第二驱动电机5驱动切割刀12和减速机7高速旋转，减速机7的输出端固定的曲轴8也开始转动，切割刀12在高速转动的同时也在固定平台2上前后运动，实现对钢材的切割。

曲轴8转动时，曲轴8的拐颈上固定的钕铁硼强磁铁10跟随曲轴8的拐颈转动，钕铁硼强磁铁10吸引交换槽11内的活塞板13向下滑动，当钕铁硼强磁铁10远离活塞板13而减小对活塞板13的吸引力时，复位弹簧16使活塞板13复位，钕铁硼强磁铁10和复位弹簧16驱使活塞板13在交换槽11内上、下往复滑动。

当活塞板13向下滑动时，蓄气腔室14体积变大而压强变小，蓄气腔室14由外界吸入空气；蓄液腔室15体积变小而压强变大，蓄液腔室15内的冷却液被压入排液管27，被压入排液管27的冷却液经第一喷嘴25被喷射到切割刀12切割钢材的位置，冷却液对切割时产生的碎屑进行清洗，同时对切割刀12和钢材冷却和清洗。

当活塞板13向上滑动时，蓄液腔室15体积变大而压强变小，蓄液腔室15通过供液管24从存储槽17内吸附冷却液；蓄气腔室14体积变小而压强变大，蓄气腔室14内的气体被压入排气管28，被压入排气管28的气体进入到涡流管29，涡流管29对气体进行分流，并变换成冷气和热气。由涡流管29的热气输出端排出的热气流经热气管30排出到存储槽17的过滤网20下侧，防止过滤网20被碎屑堵塞；由涡流管29的冷气输出端排出的冷气流经冷气管31后，由第二喷嘴26排出，并喷至切割刀12周围的空气中，从而加快切割刀12切割钢材的位置周围空气的流动速度，以加快切割刀12、钢材、冷却液和周围空气的热交换，增强第一喷嘴25喷出的水对切割刀12和钢材的冷却效果，同时冷气将落在钢材上的冷却液向固定平台2右侧吹动，使冷却液和碎屑流向存储槽17内而被收集。

在对钢材进行一段时间的切割后，给第一电磁铁21和第二电磁铁22同时通电，第一电磁铁21产生上侧正极、下侧负极，第二电磁铁22产生上侧负极、下侧正极，二个电磁铁产生的极性相反而相互排斥，使第二电磁铁22带动过滤网20沿长滑槽18和段滑槽向上滑动，过滤网20运动到过滤网20的上端与短滑槽19的上端贴合时，过滤网20的右端停止滑动而左端继续向上滑动，过滤网20逐渐呈左高右低的倾斜状态，过滤网20上积存的切割钢材时产生的碎屑向存储槽17的右侧移动堆积。

切割一端时间后，第一电磁铁21、第二电磁铁22再次通电，随着过滤网20多次上、下往复移动并发生倾斜，存储槽17的右侧堆积的碎屑会由存储槽17的右侧溢出，溢出的碎屑进入废料槽23内被收集起来，最后集中处理。

实施例二：

实施例二基本如附图3所示，在保留实施例一其它结构的基础上，仅做如下改进：

1.将曲轴8的拐颈上固定连接的钕铁硼强磁铁10替换为连杆32，连杆32与曲轴8的拐颈转动连接；

2.活塞板13的材料改为不锈钢，取消活塞板13上端设有的复位弹簧16，活塞板13下端固定连接有推杆33，推杆33的下端与连杆32上端铰接。

具体实施过程为：

利用曲轴8的循环转动带动连杆32对推杆33进行推拉，推杆33对活塞板13进行推拉使活塞板13在交换槽11内上下往复运动，进而完成对蓄液腔室15和蓄气腔室14的循环压缩和扩充，使蓄气腔室14对涡流管29提供压缩气体，蓄液腔室15对切割刀12和钢材提供冷却液以及完成从存储槽17吸附水的作用。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构或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，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。