CN106624620B - 一种大型悬索桥散索鞍的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型悬索桥散索鞍的加工方法，属于机械零部件的加工领域。加工方法包括：在鞍头上的端面上设置两个第一基准块，在鞍头的侧面上设置两个第二基准块；在数控机床上加工鞍头的底面，以第一基准块和第二基准块为基准粗加工所述鞍槽；在焊接工作台上将鞍头与底座焊接构成鞍体；在数控机床上，以第一基准块和第二基准块为基准精加工鞍槽和键槽。通过在鞍头的端面和侧面上分别设置第一基准块和第二基准块，在将底座和鞍头焊接前，只对鞍头上的鞍槽进行粗加工，在鞍头和底座焊接之后再对鞍槽和键槽进行精加工，不仅保证了鞍槽和键槽的尺寸精度，且鞍槽和键槽是以同一基准进行加工的，保证了鞍槽和键槽的相对位置精度。

Description

一种大型悬索桥散索鞍的加工方法

技术领域

本发明涉及一种机械零部件的加工领域，特别涉及一种大型悬索桥散索鞍的加工方法。

背景技术

散索鞍是悬索桥主缆系的主要受力和传力的构件，其主要作用是支承主缆、平顺改变主缆线形并将主缆的索股发散到锚碇处锚固。散索鞍主要由鞍头和底座两部分焊接而成，其中，鞍头的顶面上设有鞍槽，底座的底面上设有键槽，散索鞍的精度主要包括鞍槽和键槽的尺寸精度以及鞍槽和键槽的相对位置精度。由于散索鞍的精度高低直接影响主缆的受力状态，因此对于散索鞍的精度要求非常高。

现有一种大型悬索桥散索鞍加工方法，该方法包括铸造鞍头毛坯，在数控机床上对鞍头毛坯进行粗加工，然后在鞍头上加工工艺基准面，以工艺基准面为基准，在鞍头上精加工鞍槽面、底面、端面；铸造底块毛坯，在数控机床上加工底块毛坯，其中底块上的键槽不开出；在地面工作台上将鞍头和底块焊接到一起，并根据鞍头上的工艺基准面在底块上加工键槽。该工艺具有占用大型精加工设备投资少，加工效率高，加工成本低的优点。

但该加工方法存在如下不足：当鞍头与底块焊接时，鞍头容易发生变形，从而导致鞍槽发生变形，鞍槽的尺寸精度难以保证，且由于鞍头的焊接变形，鞍头上的基准面发生改变，以发生改变的基准面为基准加工键槽时，由于鞍槽和键槽加工的基准面不同，因此，鞍槽与键槽的相对位置精度难以保证。

发明内容

为了解决在焊接鞍头和底座时，鞍头容易发生变形，导致鞍槽的尺寸精度难以保证，且鞍头的变形导致鞍头上的基准面发生改变，导致键槽和鞍槽的相对位置精度难以保证的问题，本发明实施例提供了一种大型悬索桥散索鞍的加工方法，该散索鞍由鞍头和底座组合焊接构成，所述鞍头的顶面上有鞍槽，所述底座的底面上有键槽，所述加工方法包括：

(1)在所述鞍头上的端面上设置两个第一基准块，在所述鞍头的侧面上设置两个第二基准块；

(2)在数控机床上加工所述鞍头的底面，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准粗加工所述鞍槽；

(3)在焊接工作台上将所述鞍头与所述底座焊接构成鞍体；

(4)在数控机床上，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准精加工所述鞍槽和所述键槽。

在本发明的一种可能的实现方式中，步骤(1)包括：

在所述鞍头的底面上划出所述鞍头的长度中心线和宽度中心线；

在所述鞍头的端面上焊接两个所述第一基准块，且所述第一基准块的端面平行于所述鞍头的长度中心线所在的竖直平面；在所述鞍头的一个侧面上焊接两个所述第二基准块，且所述第二基准块的端面平行于所述鞍头的宽度中心线所在的竖直平面。

在本发明的另一种可能的实现方式中，步骤(2)包括：

将所述鞍头设置有所述第二基准块的侧面朝上放置在数控机床的工作台上，以所述鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准找正所述鞍头，并加工所述鞍头的底面；

以所述鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准分别加工两个所述第一基准块和两个所述第二基准块的底面和端面；

以所述第一基准块和所述第二基准块的端面和底面为基准粗加工所述鞍槽。

在本发明的另一种可能的实现方式中，粗加工每个所述鞍槽时，留约10mm加工余量。

在本发明的另一种可能的实现方式中，步骤(3)包括：

在所述底座的顶面上划出所述底座的长度中心线和宽度中心线；

将所述鞍头底面朝上放置，并将所述鞍头的底面找平，以所述鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准，将所述底座的顶面装配到所述鞍头的底面上，且所述底座的长度中心线和宽度中心线与所述鞍头的长度中心线和宽度中心线对齐；

将所述底座焊接到所述鞍头上构成鞍体。

在本发明的另一种可能的实现方式中，步骤(3)还包括：

在将所述底座焊接到所述鞍头上构成所述鞍体后，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准，在所述底座的底面上粗加工键槽。

在本发明的另一种可能的实现方式中，在所述底座的底面上粗加工键槽时，留约10mm加工余量。

在本发明的另一种可能的实现方式中，将所述鞍头的底面找平包括：

使用激光经纬仪将所述鞍头的底面找平。

在本发明的另一种可能的实现方式中，步骤(4)包括：

将所述鞍体放置在数控机床的工作台上，且所述第二基准块的端面朝上，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准找正装夹所述鞍体，并以所述第一基准块和所述第二基准块为基准精加工所述鞍槽和所述键槽。

在本发明的另一种可能的实现方式中，精加工所述鞍槽和所述键槽包括：

数控机床以所述第一基准块和所述第二基准块的端面和底面作为基准面进行编程，精加工所述鞍槽和所述键槽。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的加工方法通过在鞍头的端面和侧面上分别设置第一基准块和第二基准块，在将底座和鞍头焊接前，只对鞍头上的鞍槽进行粗加工，在鞍头和底座焊接之后再对鞍槽和键槽进行精加工，不仅保证了鞍槽和键槽的尺寸精度，且鞍槽和键槽是以同一基准进行加工的，保证了鞍槽和键槽的相对位置精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的大型悬索桥散索鞍加工方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的鞍头的侧视图；

图3是本发明实施例提供的鞍头的俯视图；

图4是本发明实施例提供的加工鞍头底面的示意图；

图5是本发明实施例提供的散索鞍鞍体的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的精加工鞍槽的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

散索鞍是由鞍头和底座两部分组合焊接构成，且鞍头的顶面上设有鞍槽，底座的底面上设有键槽，在制造散索鞍的过程中，不仅要保证鞍槽和键槽的尺寸精度，还需要保证鞍槽和键槽的相对位置精度。本发明提供了一种大型悬索桥散索鞍加工方法，通过在焊接之后再精加工鞍槽和键槽，保证了鞍槽和键槽的尺寸精度，且精加工鞍槽和键槽时采用同一基准，保证了鞍槽和键槽的相对位置精度。

图1是本发明实施例提供的大型悬索桥散索鞍加工方法的流程图，参见图1，该加工方法包括：

步骤101：在鞍头上的端面上设置两个第一基准块，在鞍头的侧面上设置两个第二基准块；

在本实施例中，步骤101还包括：

步骤1011：在鞍头的底面上划出鞍头的长度中心线和宽度中心线。

如图3所示，鞍头的长度中心线a为鞍头1长度设计基准处竖直平面与鞍头1表面相交线，鞍头的宽度中心线b为鞍头1宽度方向设计对称中心竖直面与鞍头1表面相交线。

步骤1012：在鞍头的端面上焊接两个第一基准块，且第一基准块的端面平行于鞍头的长度中心线所在的竖直平面；在鞍头的一个侧面上焊接两个第二基准块，且第二基准块的端面平行于鞍头的宽度中心线所在的竖直平面。

具体地，如图2和图3所示，在鞍头1的其中一个端面上焊接两个第一基准块2，且两个第一基准块2的端面到鞍头的长度中心线a的距离相等，记为L；在鞍头1的其中一个侧面上焊接两个第二基准块3，且两个第二基准块3的端面到鞍头1的宽度中心线b的距离相等，记为B。

在本实施中，优选地，两个第一基准块2紧贴鞍头1端面的底边设置，且两个第一基准块2之间的距离约为鞍头1端面宽度的3/4，两个第二基准块3紧贴鞍头1侧面的底边设置，且两个第二基准块3之间的距离约为鞍头1侧面长度的3/4，这样可以有效的在长度方向和宽度方向校正鞍头。

步骤102：在数控机床上加工鞍头的底面，以第一基准块和所述第二基准块为基准粗加工鞍槽；

在本实施例中，步骤102包括：

步骤1021：将鞍头设置有第二基准块的侧面朝上放置在数控机床的工作台上，以鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准找正鞍头，并加工鞍头的底面。

如图4所示，在数控机床4的工作台5上放置若干垫块6，将鞍头1通过垫块6放置在工作台5上，且鞍头1设有第二基准块3的侧面向上，另一侧面放置在垫块6上，以鞍头1的长度中心线和宽度中心线为基准找正并装夹鞍头1，使鞍头的底面1b竖直设置，采用普通铣刀加工鞍头1的底面。

步骤1022：以鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准分别加工两个第一基准块和两个第二基准块的底面和端面。

具体地，以鞍头1的长度中心线a和宽度中心线b为基准用铣刀加工两个第一基准块2和两个第二基准块3的底面，使两个第一基准块2和两个第二基准块3的底面均位于同一平面内且平行于鞍头的底面1b；以鞍头1的长度中心线a和宽度中心线b为基准用铣刀加工两个第一基准块2和两个第二基准块3的端面，使两个第一基准块2的端面在同一平面内，两个第二基准块3的端面也在同一平面内。

步骤1023：以第一基准块和第二基准块的端面和底面为基准粗加工鞍槽。

以第一基准块和第二基准块的端面为基准，数控编程后在鞍头上粗加工鞍槽，在本实施例中，在加工每个鞍槽时，留约10mm的加工余量，以便焊接鞍头和底座之后，鞍槽有一定的校正余量。在以第一基准块和第二基准块的端面为基准时，实际是采用两个第一基准块所在的平面和两个第二基准块所在的平面作为基准面，这样的方式使加工更精确。

步骤103：在焊接工作台上将鞍头与底座焊接构成鞍体。

在本实施例中，步骤103包括：

步骤1031：在底座的顶面上划出底座的长度中心线和宽度中心线。

步骤1032：鞍头底面朝上放置在焊接工作台上，将鞍头的底面找平，以鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准，将底座的顶面装配到所述鞍头的底面上，且底座的长度中心线和宽度中心线与鞍头的长度中心线和宽度中心线对齐。

步骤1033：将底座焊接到鞍头上构成鞍体。

图5是本发明实施例提供的散索鞍鞍体的结构示意图，参见图5，将鞍头1和底座7焊接构成鞍体8后，加工方法还包括：以第一基准块2和第二基准块3为基准，在底座7的底面上粗加工键槽7a。在本实施例中，在粗加工键槽7a时，留约10mm加工余量，以保证键槽在精加工时有一定的加工余量，能够被有效校正。

在本实施例中，在焊接工作台上将鞍头的底面找平时，可以通过激光经纬仪来将鞍头的底面找平。通过激光经纬仪以及鞍头底面上的长度中心线a和宽度中心线b能够很容易的将鞍头找平，在此不作赘述。

步骤104：在数控机床上，以第一基准块和第二基准块为基准精加工鞍槽和键槽。

在本实施例中，步骤104包括：

步骤1041：将鞍体放置在数控机床的工作台上，第二基准块的端面朝上，以第一基准块和第二基准块为基准找正装夹鞍体。

在本实施例中，可以通过第一基准块和第二基准块来找正鞍体，找正的方法是在机床主轴端面上固定一块百分表，将百分表的表针分别压在两个第一基准块或两个第二基准块的对应的基准面上，运行机床主轴或床身沿机床导轨副做直线运动，观察机床运行过程中百分表表针在基准面上的跳动值，通过调整鞍体位置并重复运行机床，使百分表表针跳动值达到允许范围值内，即找正了鞍体。

步骤1042：以第一基准块和第二基准块为基准精加工鞍槽和键槽。

将鞍体找正后，以第一基准块和第二基准块的底面和端面为基准采用普通铣刀精加工鞍体底面的键槽到位，最后，如图6所示，再将数控机床4以第一基准块2和第二基准块3的底面和端面为基准进行编程，并通过数控机床4精加工鞍体的鞍槽1a到预定尺寸。

本发明提供的加工方法通过在鞍头的端面和侧面上分别设置第一基准块和第二基准块，在将底座和鞍头焊接前，只对鞍头上的鞍槽进行粗加工，在鞍头和底座焊接之后再对鞍槽和键槽进行精加工，不仅保证了鞍槽和键槽的尺寸精度，且鞍槽和键槽是以同一基准进行加工的，保证了鞍槽和键槽的相对位置精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型悬索桥散索鞍的加工方法，该散索鞍由鞍头和底座组合焊接构成，所述鞍头的顶面上有鞍槽，所述底座的底面上有键槽，其特征在于，所述加工方法包括：

(1)在所述鞍头上的端面上设置两个第一基准块，在所述鞍头的侧面上设置两个第二基准块，

步骤(1)包括：

在所述鞍头的底面上划出所述鞍头的长度中心线和宽度中心线；

在所述鞍头的端面上焊接两个所述第一基准块，且所述第一基准块的端面平行于所述鞍头的长度中心线所在的竖直平面；在所述鞍头的一个侧面上焊接两个所述第二基准块，且所述第二基准块的端面平行于所述鞍头的宽度中心线所在的竖直平面；

(2)在数控机床上加工所述鞍头的底面，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准粗加工所述鞍槽；

(3)在焊接工作台上将所述鞍头与所述底座焊接构成鞍体；

(4)在数控机床上，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准精加工所述鞍槽和所述键槽。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤(2)包括：

将所述鞍头设置有所述第二基准块的侧面朝上放置在数控机床的工作台上，以所述鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准找正所述鞍头，并加工所述鞍头的底面；

以所述鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准分别加工两个所述第一基准块和两个所述第二基准块的底面和端面；

以所述第一基准块和所述第二基准块的端面和底面为基准粗加工所述鞍槽。

3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，在粗加工每个所述鞍槽时，留10mm加工余量。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤(3)包括：

在所述底座的顶面上划出所述底座的长度中心线和宽度中心线；

将所述鞍头底面朝上放置，并将所述鞍头的底面找平，以所述鞍头的长度中心线和宽度中心线为基准，将所述底座的顶面装配到所述鞍头的底面上，且所述底座的长度中心线和宽度中心线与所述鞍头的长度中心线和宽度中心线对齐；

将所述底座焊接到所述鞍头上构成鞍体。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，步骤(3)还包括：

在将所述底座焊接到所述鞍头上构成所述鞍体后，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准，在所述底座的底面上粗加工键槽。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，在所述底座的底面上粗加工键槽时，留10mm加工余量。

7.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，将所述鞍头的底面找平包括：

使用激光经纬仪将所述鞍头的底面找平。

8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤(4)包括：

将所述鞍体放置在数控机床的工作台上，且所述第二基准块的端面朝上，以所述第一基准块和所述第二基准块为基准找正装夹所述鞍体，并以所述第一基准块和所述第二基准块为基准精加工所述鞍槽和所述键槽。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，精加工所述鞍槽和所述键槽包括：

数控机床以所述第一基准块和所述第二基准块的端面和底面作为基准面进行编程，精加工所述鞍槽和所述键槽。