CN108015493B - 具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法，其主要包括以下步骤：先根据锥体制成靠模，再将靠模固定于线切割机床，并将钢珠固定于靠模，接着通过启动线切割机床对钢珠进行切割以制成仿生凸包，最后通过气焊将仿生凸包固定于锥体的表面，并打磨抛光以制成具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥。本发明工序操作简单、安全，易于实现。

Description

具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法

技术领域

本发明涉及桩尖圆锥加工技术领域，具体涉及一种具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法。

背景技术

钢制螺旋桩沉桩是防洪抢险中一种新型沉桩形式，与传统的击打式沉桩相比，钢制螺旋桩沉桩具有沉桩、起桩速度快、振动和噪声小及不会产生次生灾害等特点。然而，把钢制螺旋桩旋入地下需要很大的动力，导致沉桩机重量大，很难达到防汛抢险沉桩设备必须满足的便携性要求。土壤动物体表对土壤减粘降阻的功效明显，为了减小旋入阻力，把这种凸包制作螺旋桩的体表，采用仿生螺旋桩沉桩系统代替普通螺旋沉桩，从而降低螺旋桩旋入土壤的动力消耗，降低沉桩机重量，使沉桩机满足便携性要求。

仿生螺旋桩机桩尖应用了蚂蚁复眼体表的仿生曲面——一定尺寸的球面凸包，但是，在桩尖圆锥表面上制作按规律排列的球面凸包，成为仿生螺旋桩制造工艺的重点和难点，本发明所述正是解决该重点和难点问题的。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法。该加工方法工序操作简单，易于实现。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法，包括以下步骤：

1)根据待加工的锥体制成靠模，此靠模包括用于固定的底座和与锥体的母线平行的靠背，所述靠背的下端与底座固定连接，且所述靠背与底座一体成形，所述靠背的正面设有磁性套筒夹具；

2)将靠模固定于线切割机床，并调整线切割机床的丝架，以使线切割机床的部分钼丝与靠背的正面平行；

3)将钢珠固定于磁性套筒夹具，启动线切割机床，机床工作台按照桩尖锥体曲面轨迹，且相对于钼丝作圆周成型运动，以对钢珠进行切割加工，从而制成仿生凸包；

4)在锥体表面划线，以确定仿生凸包在锥体的排列及定位，将加工好的仿生凸包通过气焊焊接到锥体表面，焊接完成后打磨抛光，完成具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工。

步骤1)中，所述磁性套筒夹具包括多个由永久磁铁制成磁性套筒，多个磁性套筒以一排自上而下镶嵌于靠背的正面。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本发明提供了具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法，其中的靠模结构简单，方便制造，不需要设计复杂的夹具和刀具，利用现有的线切割机床即可完成加工，且加工工艺容易标准化，产品规格容易统一化，精简了加工流程。

2、本发明通过靠模中的磁性套筒夹具固定钢珠，再利用线切割机构切割钢珠，以制成仿生凸包，而加工出的仿生凸包能直接通过气焊固定于桩尖圆锥，此工序操作简单、安全，易于实现，有效的提高了生产效率，节约加工成本。

附图说明

图1是本发明的具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的正视图。省略部分仿生凸包。

图2是本发明的靠模的结构示意图。

图3是本发明线切割机床的工作平台简图。

图4是本发明仿生凸包切割加工示意图。

图5是图4中A处的放大示意图

图6是本发明的桩尖圆锥的锥体划线后的结构示意图。

图7是本发明的具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的结构示意图。

其中，1为锥体，2为仿生凸包，3为靠模，4为底座，5为靠背，6为磁性套筒，7为运丝筒，8为钼丝，9为上丝架，10为下丝架，11为机床工作平台，12为钢珠，13为锥体表面的划线，a为锥体的顶角，b为靠背与底座之间的夹角，c为钼丝与机床工作台之间的夹角，d为仿生凸包的厚度。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示的本实施例中桩尖圆锥的锥体的顶角大小为a，而桩尖圆锥的仿生凸包的厚度为d。则具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法，包括以下步骤：

1)根据待加工的锥体制成靠模，此靠模包括用于固定的底座和与锥体的母线平行的靠背，所述靠背的下端与底座固定连接，且所述靠背与底座一体成形，所述靠背的正面设有磁性套筒夹具；如图2所示，底座和靠背均呈平面板状，而靠背的下端与底座连接，且靠背与底座之间的夹角大小为b，b＝90°-a/2。为保证靠模的稳定性，靠模一体成型。其中，所述磁性套筒夹具包括多个由永久磁铁制成磁性套筒，多个磁性套筒以一排自上而下镶嵌于靠背的正面。

2)将靠模固定于线切割机床，并调整线切割机床的丝架，以使线切割机床的部分钼丝与靠背的正面平行；具体的靠模的底座直接固定于线切割机床的机床工作台上，而丝架具有两组，即上丝架和下丝架；钼丝的初始状态如图3所示，钼丝一端缠绕固定于线切割机床的运丝筒，钼丝的另一端依次绕过上丝架和下丝架后再缠绕运丝筒固定，此时上丝架和下丝架之间这一部分钼丝与机床工作台垂直；当靠模固定在机床工作台上后，如图4和图5所示，调整上丝架的位置，以使上丝架和下丝架之间这一部分钼丝与机床工作台之间形成夹角，此夹角的大小为c，c＝90°-a/2，从而令这一部分钼丝与靠背的正面平行，且此部分钼丝与磁性套筒的端面之间的距离为仿生凸包厚度减去嵌在磁性套筒内的钢珠的弦高，则此部分钼丝与靠背之间距离为钼丝与磁性套筒的端面之间的距离加上磁性套筒的端面到靠背的高度。

3)将钢珠固定于磁性套筒夹具，启动线切割机床，机床工作台按照桩尖锥体曲面轨迹，且相对于钼丝作圆周成型运动，以对钢珠进行切割加工，从而制成仿生凸包；

4)在锥体表面划线，以确定仿生凸包在锥体的排列及定位，将加工好的仿生凸包通过气焊焊接到锥体表面，焊接完成后打磨抛光，完成具有仿生凸包的钢制锥体的加工。如图6所示，本实施例中锥体表面的划线数量为四条，此四条划线平行设置，且与锥体的底面平行。如图7所示，制作好的仿生凸包通过气焊焊接固定于锥体表面的划线处，且均匀分布。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据待加工的锥体制成靠模，此靠模包括用于固定的底座和与锥体的母线平行的靠背，所述靠背的下端与底座固定连接，且所述靠背与底座一体成形，所述靠背的正面设有磁性套筒夹具；

2)将靠模固定于线切割机床，并调整线切割机床的丝架，以使线切割机床的部分钼丝与靠背的正面平行；

3)将钢珠固定于磁性套筒夹具，启动线切割机床，机床工作台按照桩尖锥体曲面轨迹，且相对于钼丝作圆周成型运动，以对钢珠进行切割加工，从而制成仿生凸包；

4)在锥体表面划线，以确定仿生凸包在锥体的排列及定位，将加工好的仿生凸包通过气焊焊接到锥体表面，焊接完成后打磨抛光，完成具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工。

2.根据权利要求1所述的具有仿生凸包的钢制桩尖圆锥的加工方法，其特征在于：步骤1)中，所述磁性套筒夹具包括多个由永久磁铁制成磁性套筒，多个磁性套筒以一排自上而下镶嵌于靠背的正面。