技术领域
本实用新型涉及工装，尤其是一种刻线工装。
背景技术：
升船机又称举船机，利用机械装置升降船舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物，由承船厢、支承导向结构、驱动装置、安全装置等组成。齿轮齿条爬升式垂直升船机是目前认为比较安全的升船机形式，包括对称安装在承船厢两侧的齿轮、安装在承船厢室两侧塔柱上的齿条、驱动齿轮的电机及传动机构、安全装置，通过齿轮齿条的啮合作用带动承船厢升降；其安全装置采用螺旋锁定装置，包括同齿轮同步的旋转螺母、安装在承船厢室两侧塔柱上的螺母柱，通过螺纹自锁实现承船厢的锁定。
但齿轮齿条爬升式垂直升船机主要设备的制造、安装难度大。以螺母柱为例，螺母柱的高度根据大坝水位落差的不同而不同，由几十至上百片螺母柱单元组合构成，在塔柱施工过程中通过定位、预埋固定，从而完成螺母柱的安装；其定位检查通常以螺母柱单元的导轨面作为基准，采用水准仪进行测量。但螺母柱单元长度大、重量大，且安装精度要求高，以某大坝升船机为例：单片螺母柱单元通常长约5米、重约24吨，要求两片螺母柱单元导轨面的平行度公差小于0.5mm、顶面之间与底面之间的距离公差小于0.2mm。因此，调整定位工作量大、精度检查和控制难度大。
为了方便螺母柱的定位，有人提出了在螺母柱单元外侧面刻线，进而通过水准仪对刻线的测量实现对螺母柱单元的定位检查的设想；但目前的刻线工艺，或称划线工艺，是钳工作业的一道重要工序。在钳工作业中，根据要求在毛坯或半成品上用划线工具画出加工界线，确定工件的加工余量，使錾削、锉削、锯切等钳工工序有明显的尺寸界限。
目前的划线工装，包括划线平台、V形块、虎钳等用于放置工件的固定平台；划针、划规等划线工具；直尺、角尺等测量工具。但目前的划线工艺，主要用于钣金件及中小型零件的单件或小批量生产，且对刻线深度没有要求。对于大型件，缺乏相应的固定平台且难以实现划线的定位；同时，对于升船机螺母柱，其刻线是为了方便定位检查，而为了保证定位检查精度，除了要求刻线位置以外，对刻线深度也即刻线宽度同样有着严格的要求。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够满足对各类零件，尤其是大型、超大型件的刻线加工；同时，能够满足定位检查对刻线位置和刻线深度的精度要求的刻线工装。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：刻线工装，包括用于将刻线工装固定安装于对应工件表面的固定机构、直线驱动机构、导向机构、刻刀及刻刀座；所述固定机构上设置有刻线深度基准和刻线位置基准，由刻线深度基准确定刻线工装的第一基准平面，由刻线位置基准确定刻线工装的第二基准平面，所述第一基准平面和第二基准平面相互垂直；所述导向机构固定安装在固定机构上，且所述导向机构的引导方向平行于第一基准平面和第二基准平面；所述刻刀经刻刀座固定安装，所述刻刀座经导向机构固定安装在固定机构上；所述直线驱动机构安装在固定机构上，并由直线驱动机构驱动刻刀及刻刀座沿导向机构的引导方向运动。
作为一种优选，所述导向机构采用燕尾槽机构，包括燕尾导轨和溜板，其中燕尾导轨安装在固定机构上、溜板同燕尾导轨滑动导向配合；所述直线驱动机构采用丝杆机构，包括丝杆和丝杆螺母，所述丝杆安装在固定机构上、丝杆螺母安装在溜板上并同丝杆螺纹配合；所述刻刀座固定安装在溜板上。进一步的，所述刻刀座断面呈U形，包括底板及两侧壁；由U形的刻刀座和溜板包围构成刻刀安装腔；所述刻刀座的底板和两侧壁上分别设置有沿刻刀安装腔径向的螺纹通孔，设置有分别同各螺纹通孔螺纹配合并作用于刻刀的锁紧螺钉。进一步的，所述溜板上设置有槽宽同刻刀座侧壁宽度一致的定位槽；所述刻刀座两侧侧壁的其中一侧为长臂另一侧为短臂，所述长臂的长度大于短臂且长臂和短臂的长度差小于或等于定位槽槽深；所述长臂同定位槽插入限位配合，所述短臂同溜板接触限位配合。进一步的，所述刻刀座经固定螺栓固定安装在溜板上。
作为一种优选，所述固定机构包括支架和电磁吸盘，所述电磁吸盘、直线驱动机构和导向机构均安装在支架上。
进一步的，所述电磁吸盘安装于支架下方，由电磁吸盘的吸附平面构成刻线深度基准；所述直线驱动机构和导向机构均安装于支架一侧，由支架的一侧侧面构成刻线位置基准。
进一步的，所述固定机构包括调节机构，所述电磁吸盘经调节机构固定安装在支架上，由调节机构调整支架和电磁吸盘之间的相对位置。作为一种优选，所述支架包括顶板及固定安装在顶板两侧的侧板，所述顶板位于电磁吸盘上方，所述两侧侧板分别位于电磁吸盘的两侧；设置有同侧板螺纹配合并作用于电磁吸盘的水平螺栓，所述电磁吸盘和支架之间沿水平方向由两侧水平螺栓锁紧固定；设置有同电磁吸盘螺纹配合的纵向螺栓，所述顶板上设置有容纵向螺栓穿过并容纵向螺栓同电磁吸盘随动的通孔或通槽，所述电磁吸盘和支架之间沿纵向由纵向螺栓锁紧固定。进一步的，所述侧板和电磁吸盘之间设置有调节间隙，所述侧板延伸方向平行于刻线位置基准平面，由一侧侧板外侧面构成刻线位置基准,所述直线驱动机构和导向机构均安装于一侧侧板。
本实用新型的有益效果是：通过固定机构将刻线工装固定安装于对应工件表面，与工件的大小无关，只要能够通过固定机构将刻线工装固定安装于对应工件表面，即能够实现刻线，因此能够满足对各类零件，尤其是大型、超大型件的刻线加工，且实现、维护成本低。通过对刻线工装刻线位置基准及工件对应基准的测量，能够有效保证刻线的位置精度；通过对刻线工装刻线深度基准及工件对应基准的测量，能够有效保证刻线的深度精度也即刻线的线宽精度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的工作示意图；
图2是本实用新型实施例的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的刻刀座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
刻线工装，包括用于将刻线工装固定安装于对应工件表面的固定机构100、直线驱动机构200、导向机构300、刻刀410及刻刀座420；所述固定机构100上设置有刻线深度基准和刻线位置基准，由刻线深度基准确定刻线工装的第一基准平面150，由刻线位置基准确定刻线工装的第二基准平面140，所述第一基准平面150和第二基准平面140相互垂直；所述导向机构300固定安装在固定机构100上，且所述导向机构300的引导方向平行于第一基准平面150和第二基准平面140；所述刻刀410经刻刀座420固定安装，所述刻刀座420经导向机构300固定安装在固定机构100上；所述直线驱动机构200安装在固定机构100上，并由直线驱动机构200驱动刻刀410及刻刀座420沿导向机构300的引导方向运动。
上述刻线位置基准即确定刻刀410运动轨迹同工件及固定机构100相对位置的测量基准；上述刻线深度基准即确定刻刀410刀尖同工件及固定机构100相对位置的测量基准。
刻线前，通过固定机构100将刻线工装固定安装于对应工件表面，与工件的大小无关，只要能够通过固定机构100将刻线工装固定安装于对应工件表面，即能够实现刻线，因此能够满足对各类零件，尤其是大型、超大型件的刻线加工，且实现、维护成本低。通过对刻线工装刻线位置基准及工件对应基准的测量，保证固定机构100同工件之间的相对位置，进而保证了经导向机构300固定安装在固定机构100上的刻刀410及刻刀座420同工件之间的相对位置，从而能够有效保证刻线的位置精度；通过选择不同的刻刀410及刻刀410在刻刀座420上的安装位置，并通过对刻线工装刻线深度基准及工件对应基准的测量，从而能够有效保证刻线的深度精度也即刻线的线宽精度。
上述的直线驱动机构200可以采用直线马达、油缸、汽缸、丝杆机构等。但油缸、汽缸在行程的起点和终点存在一定的冲击，会降低刻线的精度；而直线马达成本极高，因此最好的，所述直线驱动机构200采用丝杆机构，丝杆机构配套成熟，实现成本低，且运行平稳，能够有效保证刻线的精度。同样的，上述的导向机构300可以采用导杆机构、导轨机构等。但最好的，导向机构300采用燕尾槽机构，采用燕尾槽机构可以在燕尾导轨310中部开槽，使丝杆机构的丝杆210能够位于槽内，从而能够缩小并简化整体结构，使得工装更为紧凑。因此，最好的，如图1、图2所示，所述导向机构300采用燕尾槽机构，包括燕尾导轨310和溜板320，其中燕尾导轨310安装在固定机构100上、溜板320同燕尾导轨310滑动导向配合；所述直线驱动机构200采用丝杆机构，包括丝杆210和丝杆螺母220，所述丝杆210安装在固定机构100上、丝杆螺母220安装在溜板320上并同丝杆210螺纹配合，所述刻刀座420固定安装在溜板320上；所述丝杆210、溜板320分别位于燕尾导轨310两侧，所述燕尾导轨310上设置有延伸方向平行于丝杆210轴向的长条形通槽，所述丝杆螺母220穿过长条形通槽且丝杆螺母220的两端分别同丝杆210、溜板320相配合。
上述刻刀座420可以采用任意结构，只需能够满足刻刀410的安装固定即可。刻刀座420可以直接固定安装，也可以经带千分尺的微调平台等调节装置固定安装。当刻刀座420为直接固定安装时，为了避免刻刀410在工装安装过程中对工件表面的损坏，最好的，在刻刀410安装前，通过直线驱动200驱动刻刀座420运动，使刻刀座420位于工件外；完成刻刀410安装后，直线驱动200驱动刻刀410及刻刀座420沿导向机构300的引导方向由工件外向工件运动，从而在工件表面形成刻线。但当刻线和工件边缘不相交时，工装安装前安装刻刀410会导致工装安装不便，工装安装后安装刻刀410会导致刻刀410调节不便，因此，刻刀座420直接固定安装主要适用于刻线一端起点位于工件边缘时。当刻刀座420经调节装置固定安装时，可以在完成刻线工装的安装后，再进行刻刀410的安装及刻刀410的刻线深度调节，但调节过程中，刻刀410刀尖需要刺入工件表面，当工件材料硬度较大或刻线深度较大时，手动调节较为困难，需要采用电动、油压等调节方式。
如图1、图2、图3所示的实例，是用于螺母柱单元500划线的划线工装，划线贯穿表面，因此为了简化结构，所述刻刀座420断面呈U形，包括底板421及两侧壁；由U形的刻刀座420和溜板320包围构成刻刀安装腔430；所述刻刀座420的底板421和两侧壁上分别设置有沿刻刀安装腔径向的螺纹通孔424，设置有分别同各螺纹通孔424螺纹配合并作用于刻刀410的锁紧螺钉425。两侧壁上的锁紧螺钉425除了实现刻刀410的固定外，还可以调节刻刀410的倾斜，以微调刻线深度及线宽。
在如图所示的实例中，为了进一步方便刻刀座420的快速定位和安装，所述溜板320上设置有槽宽同刻刀座420侧壁宽度一致的定位槽321；所述刻刀座420两侧侧壁的其中一侧为长臂422、另一侧为短臂423，所述长臂422的长度大于短臂423且长臂422和短臂423的长度差小于定位槽321槽深；所述长臂422同定位槽321插入限位配合，所述短臂423同溜板320接触限位配合。上述长臂422和短臂423的长度差也可以等于定位槽321槽深，但对加工精度要求较高。上述刻刀座420可以通过卡扣、压板等固定安装，为了简化结构，在如图所示的实例中，所述刻刀座420经固定螺栓440固定安装在溜板320上。
根据对应工件结构的不同，固定机构100可以采用不同的结构，如C形钳、真空吸盘或者直接螺栓固定的板等。如图所示实例是用于螺母柱单元的划线，螺母柱单元采用钢材制成且对应表面为平面，因此所述固定机构100包括支架110和电磁吸盘120，所述电磁吸盘120、直线驱动机构200和导向机构300均安装在支架110上。
刻线深度基准、刻线位置基准根据工件结构、测量装置、精度要求的不同而不同，如孔、面、台等；刻线深度基准、刻线位置基准的设置位置根据相关结构布局的不同而不同。在如图所示的实例中，所述电磁吸盘120安装于支架110下方，由电磁吸盘120的吸附平面121构成刻线深度基准，工装固定后，吸附平面121与螺母柱单元刻线表面等高，因此刻刀410安装位置和实际位置之间无需转换；所述直线驱动机构200和导向机构300均安装于支架110一侧，由支架110的一侧侧面构成刻线位置基准，通过激光仪对侧面和螺母柱500导轨面510的测量确定刻线位置。
由于采用电磁吸盘120，难以对工装位置也即刻线位置进行微调。因此，最好的，所述固定机构100包括调节机构，所述电磁吸盘120经调节机构固定安装在支架110上，由调节机构调整支架110和电磁吸盘120之间的相对位置。通过调整支架110和电磁吸盘120的相对位置，实现刻刀410和工件相对位置的微调，也即刻线位置的微调。调节机构可以采用调节平台、螺杆调节等方式实现，其调节方向根据实际布局的不同而不同。为了简化结构，在如图所示的实例中，所述支架110包括顶板111及固定安装在顶板111两侧的侧板112，所述顶板111位于电磁吸盘120上方，所述两侧侧板112分别位于电磁吸盘120的两侧；设置有同侧板112螺纹配合并作用于电磁吸盘120的水平螺栓114，所述电磁吸盘120和支架110之间沿水平方向由两侧水平螺栓124锁紧固定；设置有同电磁吸盘120螺纹配合的纵向螺栓113，所述顶板111上设置有容纵向螺栓113穿过并容纵向螺栓113同电磁吸盘120随动的通孔115，所述电磁吸盘120和支架110之间沿纵向由纵向螺栓113锁紧固定。当调节距离较大时，顶板的通孔可以采用长圆形通槽代替。
上述侧板112可以垂直于位置基准平面140、也可以平行于位置基准平面140。但最好的，如图2所示，所述侧板112和电磁吸盘120之间设置有调节间隙130，所述侧板112延伸方向平行于刻线位置基准平面140，由一侧侧板112外侧面构成刻线位置基准，所述直线驱动机构200和导向机构300均安装于该侧侧板112。为了使得结构紧凑，同样的，安装丝杆210的侧板112上设置有容纳丝杆210的槽。在如图所示的实例中，顶板111、侧板112、燕尾导轨310一体成型。
如图所示实例，除了用于螺母柱单元外，也可以用于其他类似工件的划线。