CN109604662A - 一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法，属于机械加工领域，方法包括：将散索鞍中采用盘铣刀加工的m条鞍槽沿鞍槽的延伸方向分成第一段鞍槽、第二段鞍槽和位于第一段鞍槽和第二段鞍槽之间的第三段鞍槽，第一段鞍槽的侧壁的垂直投影为等距直线，第三段鞍槽包括n段子鞍槽；将散索鞍装夹在数控镗床上；控制数控镗床，对除第一段鞍槽之外的其它段鞍槽依次进行清根操作。采用该方法在加工第二段鞍槽和第三段鞍槽时，可以控制数控镗床的直角铣头上装夹的刀具转动相应的角度，使得刀具的底平面与每一段鞍槽的侧壁尽量贴合，从而减小每一段鞍槽内的残留，保证了加工出的散索鞍的产品精度。

Description

一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法。

背景技术

散索鞍是悬索桥两端牵引和固定缆索的承力部件。散索鞍上设置有大量鞍槽，各个鞍槽的槽底的正投影为等距曲线，各个鞍槽的侧壁的垂直投影为向散索鞍的两外侧壁逐渐向外发散的曲线。

目前有一种悬索桥散索鞍的鞍槽加工方法，采用直角铣头装夹90°盘铣刀，加工散索鞍中靠近最外侧侧壁的若干条鞍槽。采用盘铣刀加工这些鞍槽时，由盘铣刀的侧刃加工鞍槽的槽底，由盘铣刀的底平面加工鞍槽的侧壁，盘铣刀的侧刃与鞍槽的槽底相切。控制盘铣刀由散索鞍的一侧进刀，进给移动至散索鞍的另一侧，以加工出若干条鞍槽。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于每条鞍槽的侧壁为曲面，盘铣刀的底平面为平面，因此，在加工若干条鞍槽的过程中，盘铣刀的底平面与鞍槽的侧壁之间无法完全贴平，具有一定的倾斜角度。当盘铣刀的底平面与鞍槽的侧壁呈一定夹角时，鞍槽的槽底与鞍槽的侧壁的连接处会有部分区域无法被加工到，从而产生残留。且盘铣刀的底平面与鞍槽的侧壁之间的夹角越大，残留越大。

发明内容

本发明实施例提供了一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法，可以大幅降低散索鞍鞍槽内的残留，保证散索鞍的尺寸精度。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法，所述方法包括：

将散索鞍中采用盘铣刀加工的m条鞍槽沿所述鞍槽的延伸方向分成第一段鞍槽、第二段鞍槽和位于所述第一段鞍槽和所述第二段鞍槽之间的第三段鞍槽，所述第一段鞍槽的侧壁的垂直投影为等距直线，所述第三段鞍槽包括n段子鞍槽，n和m均为大于0的正整数；

将散索鞍装夹在数控镗床上；

控制所述数控镗床，对除所述第一段鞍槽之外的其它段鞍槽依次进行清根操作。

进一步地，根据所述鞍槽的最大机械加工残留允许值，将所述第三段鞍槽分成n段子鞍槽；

其中，所述鞍槽的最大机械加工残留允许值为所述n段子鞍槽中的任意相邻两段鞍槽间的最大机械加工残留允许值。

进一步地，所述将散索鞍装夹在数控镗床上，包括：

将所述散索鞍侧卧装夹在所述数控镗床上，使所述散索鞍的底平面平行于所述数控镗床的X轴和Y轴，使所述散索鞍的底平面垂直于所述数控镗床的Z轴，使所述散索鞍的槽底正对所述数控镗床的主轴；

其中，所述数控镗床的X轴和Z轴位于水平面内，所述数控镗床的Y轴位于竖直平面内，所述第一段鞍槽中的每条鞍槽的侧壁的法线均与所述数控镗床的Y轴平行。

进一步地，所述控制所述数控镗床，对除所述第一段鞍槽之外的其它鞍槽依次进行清根操作，包括：

在所述数控镗床的直角铣头上装夹刀具，使所述刀具的底平面朝向所述散索鞍的鞍槽的侧壁；

转动所述刀具，对所述第二段鞍槽进行清根操作；

转动所述刀具，对所述n段子鞍槽进行清根操作。

进一步地，所述转动所述刀具，对所述第二段鞍槽进行清根操作，包括：

确定所述第二段鞍槽中的每条鞍槽的倾角α_m，所述每条鞍槽的倾角α_m为每条鞍槽的侧壁的中点的法线与所述数控镗床的Y轴之间的夹角；

根据每条鞍槽的倾角α_m转动所述刀具，对所述第二段鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作。

进一步地，所述根据每条鞍槽的倾角α_m转动所述刀具，对所述第二段鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作，包括：

根据每条鞍槽的倾角α_m将所述第二段鞍槽中的m条鞍槽分为多组鞍槽，每组鞍槽中包括至少一条鞍槽；

按照以下方法对每组鞍槽依次进行清根操作：

在加工第p组鞍槽之前，转动所述刀具，使所述刀具的轴线与所述数控镗床的Y轴的夹角为β_p，控制所述刀具对第p组鞍槽进行清根操作；

其中，p≥1，β_p为第p组鞍槽中的至少一条鞍槽的倾角α_m的平均值。

进一步地，所述转动所述刀具，对所述n段子鞍槽进行清根操作，包括：

确定n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm，所述每条鞍槽的倾角θ_nm为每条鞍槽的侧壁的中点的法线与所述数控镗床的Y轴之间的夹角；

根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm转动所述刀具，对所述n段子鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作。

进一步地，所述根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm转动所述刀具，对所述n段子鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作，包括：

根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm将所述n段子鞍槽中的m条鞍槽分为多组鞍槽，每组鞍槽中包括至少一条鞍槽；

按照以下方法对每组鞍槽依次进行清根操作：

在加工第q组鞍槽之前，转动所述刀具，使所述刀具的轴线与所述数控镗床的Y轴的夹角为β_q’，控制所述刀具对第q组鞍槽进行清根操作；

其中，q≥1，β_q’为第q组鞍槽中的至少一条鞍槽的倾角θ_nm的平均值。

进一步地，所述数控镗床的地平台上设有对刀块，所述对刀块包括三个对刀平面，且所述三个对刀平面分别与所述数控镗床的X、Y、Z轴垂直，所述方法还包括：

选取所述散索鞍的槽型加工的基准点为参考点；

获取所述参考点到所述对刀块的所述三个对刀平面的距离，得到所述参考点与所述三个对刀平面的相对位置关系；

在每次转动所述刀具之后，控制所述刀具在所述三个对刀平面上对刀；

根据已获取的所述基准点到所述对刀块的所述三个对刀平面的距离，将所述基准点设置为加工坐标系原点，建立加工坐标系；

基于所述加工坐标系，控制所述刀具对所述m条鞍槽进行清根操作。

进一步地，所述刀具为90°盘铣刀。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将散索鞍中采用盘铣刀加工的m条鞍槽沿鞍槽的延伸方向分成第一段鞍槽、第二段鞍槽和位于第一段鞍槽和第二段鞍槽之间的第三段鞍槽，其中第一段鞍槽的侧壁的垂直投影为等距直线，即采用盘铣刀加工第一段鞍槽时，盘铣刀的底平面与第一段鞍槽的侧壁贴平，因此加工出的第一段鞍槽中无残留。在后续进行清根操作时只需控制数控镗床对除第一段鞍槽之外的其它段鞍槽依次进行清根操作。具体地，在加工第二段鞍槽和第三段鞍槽时，控制数控镗床上的加工刀具在加工每一段鞍槽时转动相应的角度，使得刀具的底平面与每一段鞍槽的侧壁尽量贴合，即可减小每一段鞍槽内的残留，且相邻两段鞍槽间的残留值为设定的最大机械加工残留允许值，从而大幅降低了鞍槽内的残留，保证了产品的尺寸精度。

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些实施例，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一种散索鞍结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种散索鞍的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种散索鞍的鞍槽结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法的方法流程图；

图5是本发明实施例提供的一种散索鞍的分段示意图；

图6是步骤S3的具体流程图；

图7是步骤S32的具体流程图；

图8是步骤S33的具体流程图。

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。

图1是本发明实施例提供的一种散索鞍结构示意图，如图1所示，散索鞍10上设置有大量按规律分布的鞍槽11，各个鞍槽11的槽底的正投影11a为等距曲线。图2是本发明实施例提供的一种散索鞍的俯视图，如图2所示，各个鞍槽11的侧壁11b的垂直投影为沿平行于散索鞍10的中心线12方向向散索鞍10的两外侧壁13逐渐向外发散的曲线。

由于鞍槽11的形状为复杂的空间曲面，且散索鞍10的尺寸、重量都较大，因此通常采用大型数控铣床对散索鞍10进行加工。

图3是本发明实施例提供的一种散索鞍的鞍槽结构示意图，如图3所示，散索鞍10包括11条鞍槽，假设图中的第m1条鞍槽、第m2条鞍槽和第m3条鞍槽为采用盘铣刀加工的三条鞍槽。本发明实施例提供的一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法，即可用于清除图3中的第m1条鞍槽、第m2条鞍槽和第m3条鞍槽中的残留。

图4是本发明实施例提供的一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法的方法流程图，如图4所示，该方法包括以下步骤：

S1：将散索鞍中采用盘铣刀加工的m条鞍槽沿鞍槽的延伸方向分段。

图5是本发明实施例提供的一种散索鞍的分段示意图，如图5所示，可以将散索鞍10中采用盘铣刀加工的m条鞍槽沿鞍槽的延伸方向分成第一段鞍槽I、第二段鞍槽II和位于第一段鞍槽I和第二段鞍槽II之间的第三段鞍槽III，m为大于0的正整数。

其中，第一段鞍槽I中的m条鞍槽的侧壁的垂直投影为等距直线，第二段鞍槽II中的m条鞍槽的侧壁的垂直投影为多条直线，第三段鞍槽III中的m条鞍槽的侧壁的垂直投影为多条曲线。

第三段鞍槽III包括n段子鞍槽，n为大于0的正整数。每段子鞍槽的中的每条鞍槽的侧壁的垂直投影也为曲线。

具体地，可以根据鞍槽的最大机械加工残留允许值，将第三段鞍槽分成n段子鞍槽。其中，鞍槽的最大机械加工残留允许值为n段子鞍槽中的任意相邻两段鞍槽间的最大机械加工残留允许值。

在本发明的一种实现方式中，可以采用CAM软件编程并模拟仿真。将第三段鞍槽分为多段子鞍槽，并对每段子鞍槽进行模拟清根操作，通过多次模拟仿真，观察相邻两段子鞍槽间的残留值，当该残留值小于设定的最大机械加工残留允许值时，即可确定出第三段鞍槽分段的段数n。

优选地，n段子鞍槽中相邻两段子鞍槽之间可以有部分区域重叠。则在对相邻两段子鞍槽进行清根操作时，该重叠区域均被清根，从而保证该重叠区域的残留值小于最大机械加工残留允许值，防止两次清根区域之间出现未被清根的区域。

如图5所示，在本实施例中，第三段鞍槽III包括第n1段子鞍槽和第n2段子鞍槽共2段子鞍槽。

S2、将散索鞍装夹在数控镗床上。

具体地，将散索鞍侧卧装夹在数控镗床上，使散索鞍的底平面平行于数控镗床的X轴和Y轴，使散索鞍的底平面垂直于数控镗床的Z轴，使散索鞍的槽底正对数控镗床的主轴。

其中，数控镗床的X轴和Z轴位于水平面内，数控镗床的Y轴位于竖直平面内，使第一段鞍槽I中的每条鞍槽的侧壁的法线均与数控镗床的Y轴平行。

S3、控制数控镗床，对除第一段鞍槽之外的其它段鞍槽依次进行清根操作。

由于第一段鞍槽I的侧壁的垂直投影为等距直线，即采用盘铣刀加工第一段鞍槽I时，盘铣刀的底平面与第一段鞍槽I的侧壁贴平，因此加工出的第一段鞍槽I中无残留。在后续进行清根操作时只需控制数控镗床对除第一段鞍槽I之外的其它段鞍槽依次进行清根操作。

图6是步骤S3的具体流程图，如图6所示，步骤S3包括：

S31、在数控镗床的直角铣头上装夹刀具，使刀具的底平面朝向散索鞍的鞍槽的侧壁。

在本实施例中，刀具可以为加工散索鞍时采用的90°盘铣刀。在加工完散索鞍的鞍槽后，无需更换刀具，减少了换刀时间。

S32、转动刀具，对第二段鞍槽进行清根操作。

图7是步骤S32的具体流程图，如图7所示，步骤S32可以包括：

S321、确定第二段鞍槽中的每条鞍槽的倾角α_m。

其中，每条鞍槽的倾角α_m为每条鞍槽的侧壁的中点的法线与数控镗床的Y轴之间的夹角。

示例性地，如图5所示，第二段鞍槽II中的第m1条鞍槽的倾角α₁即为第m1条鞍槽的侧壁的中点的法线与数控镗床的Y轴之间的夹角。

在本实施例中，每条鞍槽的倾角α_m可以通过CAD软件作图测量得到。

S322、根据每条鞍槽的倾角α_m转动刀具，对第二段鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作。

在本发明的第一种实现方式中，步骤S322可以包括：

根据每条鞍槽的倾角α_m将第二段鞍槽中的m条鞍槽分为多组鞍槽，每组鞍槽中包括至少一条鞍槽。然后按照以下方法对每组鞍槽依次进行清根操作：

在加工第p组鞍槽之前，转动刀具，使刀具的轴线与数控镗床的Y轴的夹角为β_p，控制刀具对第p组鞍槽进行清根操作。其中，p≥1，β_p为第p组鞍槽中的至少一条鞍槽的倾角α_m的平均值。

在本实施例中，可以根据数控镗床中的刀具的转动总次数以及第二段鞍槽II中需加工的鞍槽的总条数，将第二段鞍槽II中的每条鞍槽进行分组。

优选地，在加工第二段鞍槽时，设置数控镗床中的刀具的转动总次数为1～2次。若刀具转动的次数过多，会增加刀具的调整时间和对刀时间，降低加工效率。若刀具转动的次数过少，则无法有效地清理每条鞍槽中的残留。

示例性地，图5中第二段鞍槽II中包括3条需清根鞍槽m1、m2和m3。其中第m1条鞍槽的倾角为α₁，第m2条鞍槽的倾角为α₂(图中未示出)，第m3条鞍槽的倾角为α₃(图中未示出)。假设此时要求在加工第二段鞍槽II时，刀具的转动总次数不超过两次，则可以将三条待加工鞍槽分为两组。

具体地，可以按照每条鞍槽的倾角的大小的排列顺序，对三条待加工鞍槽进行分组。例如三条待加工鞍槽的倾角的大小的排列顺序为：α₃＞α₂＞α₁，则可以将第m3条鞍槽和第m2条鞍槽分为第1组鞍槽，将第m1条鞍槽分为第2组鞍槽。在加工第二组鞍槽II中的第1组鞍槽之前，转动刀具，使得刀具的轴线与数控镗床的Y轴的夹角为β₁，此时β₁＝(α₃+α₂)/2，然后控制刀具对第1组鞍槽进行清根操作。

同样地，在加工第二组鞍槽II中的第2组鞍槽之前，转动刀具，使得刀具的底平面与数控镗床的Y轴的夹角为β₂，此时β₂＝α₁，然后控制刀具对第2组鞍槽进行清根操作。

在本发明的第二种实现方式中，步骤S322可以包括：

按照第二段鞍槽中的m条鞍槽的排列顺序，对第二段鞍槽中的m条鞍槽依次进行清根操作。在加工m条鞍槽中的每条鞍槽之前，转动刀具，使得刀具的底平面与数控镗床的Y轴的夹角α_m，控制刀具对第m条鞍槽进行清根操作。

具体地，结合图5，在本实现方式中，按照m条鞍槽的排列顺序，依次加工第m1条鞍槽、第m2条鞍槽和第m3条鞍槽。在加工第m1条鞍槽之前，转动刀具，使得刀具的底平面与数控镗床的Y轴的夹角为α₁，控制刀具对第m1条鞍槽进行清根操作。第m2条鞍槽和第m3条鞍槽的清根方法与第m1条鞍槽相同，本发明在此不再赘述。

第一种实现方式与第二种实现方式相比，可以减少刀具的转动次数。

进一步地，在加工第二段鞍槽中的每条鞍槽时，加工方式可以如下：

从每条鞍槽的一侧进刀，进给移动至每条鞍槽的另一侧，对每条鞍槽进行清根操作。

由于第二段鞍槽中每条鞍槽的侧壁的垂直投影均为直线，因此，采用上述加工方式加工第二段鞍槽中的每条鞍槽即可保证刀具在行走过程中最大限度的与每条鞍槽的侧壁贴合，以更好的去除残留。

在执行步骤S32时，该方法还可以包括：

对第二段鞍槽和第三段鞍槽的连接处进行清根操作。

具体地，在加工第二段鞍槽中的每条鞍槽之后，保持刀具的转动角度不变，控制刀具从每条鞍槽的靠近第三段鞍槽的一侧进刀，进给移动至每条鞍槽与第三段鞍槽的连接处，对第二段鞍槽中的每条鞍槽与第三段鞍槽的连接处进行清根操作，以进一步减小第二段鞍槽与第三段鞍槽之间的残留。

示例性地，在加工完如图5所示的第二段鞍槽II中的第m3条鞍槽后，保持刀具的转动角度为α₃，并控制刀具从第m3条鞍槽的靠近第三段鞍槽III的一侧进刀，进给移动至第二段鞍槽II中的第m3条鞍槽与第三段鞍槽III中的第m3条鞍槽的连接处，对第二段鞍槽II中的第m3条鞍槽与第三段鞍槽中的第m3条鞍槽的连接处进行清根操作。

S33、转动刀具，对n段子鞍槽进行清根操作。

图8是步骤S33的具体流程图，如图8所示，步骤S33可以包括：

S331、确定n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm。

其中，每条鞍槽的倾角θ_nm为每条鞍槽的侧壁的中点的法线与数控镗床的Y轴之间的夹角。

例如，图5中第n1段子鞍槽中的第m1条鞍槽的倾角为θ₁₁，第n2段子鞍槽中的第m2条鞍槽的倾角为θ₂₂。

S332、根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm转动刀具，对n段子鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作。

在本发明的第一种实现方式中，步骤S332可以包括：

根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm将n段子鞍槽中的m条鞍槽分为多组鞍槽，每组鞍槽中包括至少一条鞍槽。然后按照以下方法对每组鞍槽依次进行清根操作：

在加工第q组鞍槽之前，转动刀具，使刀具的轴线与数控镗床的Y轴的夹角为β_q’，控制刀具对第q组鞍槽进行清根操作。其中，q≥1，β_q’为第q组鞍槽中的至少一条鞍槽的倾角θ_nm的平均值。

在本实施例中，可以根据数控镗床中的刀具的转动总次数以及n段子鞍槽中需加工的鞍槽的总条数，将n段子鞍槽中的m条鞍槽进行分组。

其中，n段子鞍槽中需加工的鞍槽的总条数为n×m条。

优选地，在加工第三段鞍槽时，设置数控镗床中的刀具的转动总次数为2～4次。若刀具转动的次数过多，会增加刀具的调整时间和对刀时间，降低加工效率。若刀具转动的次数过少，则无法有效地清理每条鞍槽中的残留。

示例性地，图5中第三段鞍槽III中包括2段子鞍槽，每段子鞍槽中均包括3条需清根鞍槽m1、m2和m3，即需加工的鞍槽条数为6条。假设此时要求在加工第三段鞍槽III时，刀具的转动总次数不超过三次，则可以将6条待加工鞍槽分为三组。

具体地，可以按照每条鞍槽的倾角的大小的排列顺序，对6条待加工鞍槽进行分组。例如6条待加工鞍槽的倾角的大小的排列顺序为：θ₁₁＞θ₁₂＞θ₁₃＞θ₂₁＞θ₂₂＞θ₂₃(图5中仅示出了部分角度)，则可以将第n1段子鞍槽中的第m1条鞍槽和第n1段子鞍槽中的第m2条鞍槽分为第1组鞍槽，将第n1段子鞍槽中的第m3条鞍槽和第n2段子鞍槽中的第m1条鞍槽分为第2组鞍槽，将第n2段子鞍槽中的第m2条鞍槽和第n2段子鞍槽中的第m3条鞍槽分为第3组鞍槽。

示例性地，在加工第1组鞍槽之前，即可转动刀具，使得刀具的轴线与数控镗床的Y轴的夹角为β₁’，此时β₁’＝(θ₁₁+θ₁₂)/2，然后控制刀具对第1组鞍槽进行清根操作。第2组鞍槽和第3组鞍槽的加工方法与第1组鞍槽相同，本发明在此不再赘述。

在本发明的第二种实现方式中，步骤S332可以包括：

按照n段子鞍槽中的m条鞍槽的排列顺序，对n段子鞍槽中的m条鞍槽依次进行清根操作。在加工n段子鞍槽中的m条鞍槽中的每条鞍槽之前，转动刀具，使得刀具的底平面与数控镗床的Y轴的夹角θ_nm，控制刀具对n段子鞍槽中的m条鞍槽依次进行清根操作。

具体地，沿从第二段鞍槽II至第一段鞍槽I方向，按照n段子鞍槽中的排列顺序依次对第n1段子鞍槽、第n2段子鞍槽进行清根操作。在对每段子鞍槽进行清根操作时，依次对每段子鞍槽中的第m1条鞍槽、第m2条鞍槽和第m3条鞍槽进行清根操作。

第一种实现方式与第二种实现方式相比，可以减小刀具的转动次数。

进一步地，在加工n段子鞍槽中的每条鞍槽时，加工方式可以如下：

控制刀具从每条鞍槽的一侧进刀，进给移动至每条鞍槽的中点，对每条鞍槽的中点的一侧进行清根操作。控制刀具退出，并移动到每条鞍槽的另一侧，控制刀具从每条鞍槽的另一侧进刀，进给移动至每条鞍槽的中点，对每条鞍槽的中点的另一侧进行清根操作。

由于每段子鞍槽中每条鞍槽的侧壁的垂直投影均为曲线，因此，采用上述加工方式加工n段子鞍槽中的每条鞍槽即可保证每条鞍槽的中点处无残留，且相邻的两段子鞍槽之间的残留小于最大机械加工残留允许值。

本发明实施例通过将散索鞍中采用盘铣刀加工的m条鞍槽沿鞍槽的延伸方向分成第一段鞍槽、第二段鞍槽和位于第一段鞍槽和第二段鞍槽之间的第三段鞍槽，其中第一段鞍槽的侧壁的垂直投影为等距直线，即采用盘铣刀加工第一段鞍槽时，盘铣刀的底平面与第一段鞍槽的侧壁贴平，因此加工出的第一段鞍槽中无残留。在后续进行清根操作时只需控制数控镗床对除第一段鞍槽之外的其它段鞍槽依次进行清根操作。具体地，在加工第二段鞍槽和第三段鞍槽时，控制数控镗床上的加工刀具在加工每一段鞍槽时转动相应的角度，使得刀具的底平面与每一段鞍槽的侧壁尽量贴合，即可减小每一段鞍槽内的残留，且相邻两段鞍槽间的残留值为设定的最大机械加工残留允许值，从而大幅降低了鞍槽内的残留，保证了产品的尺寸精度。

在本实施例中，为保证每段鞍槽的清根区域的接刀痕迹小，应保证对每一段鞍槽进行清根时，加工的基准一致。因此，该方法还可以包括：

在数控镗床的地平台还上设置对刀块，对刀块包括三个对刀平面，且三个对刀平面分别与数控镗床的X、Y、Z轴垂直。

选取散索鞍的槽型加工的基准点为参考点。获取参考点到对刀块的三个对刀平面的距离，得到参考点与三个对刀平面的相对位置关系。在每次转动刀具之后，控制刀具在三个对刀平面上对刀。根据已获取的基准点到对刀块的三个对刀平面的距离，将基准点设置为加工坐标系原点，建立加工坐标系。基于加工坐标系，控制刀具对m条鞍槽进行清根操作。

参见图1，图1中的I.P.点即为散索鞍中槽型加工的基准点。

具体地，三个对刀平面的第一对刀平面与数控镗床的X轴垂直，第二对刀平面与数控镗床的Y轴垂直，第三对刀平面与数控镗床的Z轴垂直。通过在主轴上固定百分表，借助该百分表和数控镗床的光栅尺以及数控系统分别测量出参考点到对刀块的三个对刀平面的距离，即可得到参考点与三个对刀平面的相对位置关系。

需要说明的是，本发明实施例中对数控镗床的控制，在具体实现时，可由本领域技术人员通过编制相应的数控程序来实现对数控镗床的各部位的控制，达到本发明的清根效果，本发明在此不做详细描述。

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 (10)

1.一种悬索桥散索鞍数控镗铣清根方法，其特征在于，所述方法包括：

将散索鞍中采用盘铣刀加工的m条鞍槽沿所述鞍槽的延伸方向分成第一段鞍槽、第二段鞍槽和位于所述第一段鞍槽和所述第二段鞍槽之间的第三段鞍槽，所述第一段鞍槽的侧壁的垂直投影为等距直线，所述第三段鞍槽包括n段子鞍槽，n和m均为大于0的正整数；

将散索鞍装夹在数控镗床上；

控制所述数控镗床，对除所述第一段鞍槽之外的其它段鞍槽依次进行清根操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述鞍槽的最大机械加工残留允许值，将所述第三段鞍槽分成n段子鞍槽；

其中，所述鞍槽的最大机械加工残留允许值为所述n段子鞍槽中的任意相邻两段鞍槽间的最大机械加工残留允许值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将散索鞍装夹在数控镗床上，包括：

将所述散索鞍侧卧装夹在所述数控镗床上，使所述散索鞍的底平面平行于所述数控镗床的X轴和Y轴，使所述散索鞍的底平面垂直于所述数控镗床的Z轴，使所述散索鞍的槽底正对所述数控镗床的主轴；

其中，所述数控镗床的X轴和Z轴位于水平面内，所述数控镗床的Y轴位于竖直平面内，所述第一段鞍槽中的每条鞍槽的侧壁的法线均与所述数控镗床的Y轴平行。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制所述数控镗床，对除所述第一段鞍槽之外的其它鞍槽依次进行清根操作，包括：

在所述数控镗床的直角铣头上装夹刀具，使所述刀具的底平面朝向所述散索鞍的鞍槽的侧壁；

转动所述刀具，对所述第二段鞍槽进行清根操作；

转动所述刀具，对所述n段子鞍槽进行清根操作。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转动所述刀具，对所述第二段鞍槽进行清根操作，包括：

确定所述第二段鞍槽中的每条鞍槽的倾角α_m，所述每条鞍槽的倾角α_m为每条鞍槽的侧壁的中点的法线与所述数控镗床的Y轴之间的夹角；

根据每条鞍槽的倾角α_m转动所述刀具，对所述第二段鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每条鞍槽的倾角α_m转动所述刀具，对所述第二段鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作，包括：

根据每条鞍槽的倾角α_m将所述第二段鞍槽中的m条鞍槽分为多组鞍槽，每组鞍槽中包括至少一条鞍槽；

按照以下方法对每组鞍槽依次进行清根操作：

在加工第p组鞍槽之前，转动所述刀具，使所述刀具的轴线与所述数控镗床的Y轴的夹角为β_p，控制所述刀具对第p组鞍槽进行清根操作；

其中，p≥1，β_p为第p组鞍槽中的至少一条鞍槽的倾角α_m的平均值。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转动所述刀具，对所述n段子鞍槽进行清根操作，包括：

确定n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm，所述每条鞍槽的倾角θ_nm为每条鞍槽的侧壁的中点的法线与所述数控镗床的Y轴之间的夹角；

根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm转动所述刀具，对所述n段子鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm转动所述刀具，对所述n段子鞍槽中的m条鞍槽进行清根操作，包括：

根据n段子鞍槽中的每条鞍槽的倾角θ_nm将所述n段子鞍槽中的m条鞍槽分为多组鞍槽，每组鞍槽中包括至少一条鞍槽；

按照以下方法对每组鞍槽依次进行清根操作：

在加工第q组鞍槽之前，转动所述刀具，使所述刀具的轴线与所述数控镗床的Y轴的夹角为β_q’，控制所述刀具对第q组鞍槽进行清根操作；

其中，q≥1，β_q’为第q组鞍槽中的至少一条鞍槽的倾角θ_nm的平均值。

9.根据权利要求4～8任一项所述的方法，其特征在于，所述数控镗床的地平台上设有对刀块，所述对刀块包括三个对刀平面，且所述三个对刀平面分别与所述数控镗床的X、Y、Z轴垂直，所述方法还包括：

选取所述散索鞍的槽型加工的基准点为参考点；

获取所述参考点到所述对刀块的所述三个对刀平面的距离，得到所述参考点与所述三个对刀平面的相对位置关系；

在每次转动所述刀具之后，控制所述刀具在所述三个对刀平面上对刀；

根据已获取的所述基准点到所述对刀块的所述三个对刀平面的距离，将所述基准点设置为加工坐标系原点，建立加工坐标系；

基于所述加工坐标系，控制所述刀具对所述m条鞍槽进行清根操作。

10.根据权利要求4～8任一项所述的方法，其特征在于，所述刀具为90°盘铣刀。