CN110605422B - 一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮桥建造技术领域，具体的讲是一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，包括如下步骤：S1控制铰链眼板开档尺寸的精度；S2控制铰链眼板轴心基准线的精度；S3进行镗孔加工，并控制镗孔加工的精度；S4进行镗孔精度检验。本发明解决了法国浮桥在建造中出现的铰链眼板安装精度难控制、镗孔精度要求难达到的问题，同时消除了在轴心线划线过程、镗孔加工过程和铰链眼板轴孔完工检验过程中，容易出现的划线偏差、加工偏差和加工过程中因温差产生的变形情况，使法国浮桥现场镗孔过程达到高精度、高质量、高效率、降成本的目的。

Description

一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺

技术领域

本发明涉及浮桥建造技术领域，具体的讲是一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺。

背景技术

在法国浮桥建造项目中，铰链是浮桥连接的关键和重要支撑点结构，而且安装精度很难控制。法国浮桥结构复杂，板材较厚，焊接工作量大，焊接变形无法控制到技术工艺要求，所以铰链眼板安装时加放了镗孔余量需现场镗孔。其中需现场镗孔的分段：如连接塔、上坡道、上平台和翘板，他们的镗孔精度技术要求孔内距在+0~+0.06mm，粗糙度符合Ra3.2标准，轴孔同心度在0.8~1mm以内，如此高要求的镗孔精度，很难达到，因为加工过程中变形难以控制，镗孔数量又多，且生产周期紧。目前国内此类高精度现场镗孔极其少见。常规的镗孔精度控制工艺不能满足法国浮桥的铰链现场镗孔的精度质量要求。

因此，需要制定一种全过程提高精度、高质量、高效率、降成本、又方便的高精度现场镗孔精度控制工艺。

发明内容

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种全过程提高精度、高质量、高效率、降成本、又方便的高精度现场镗孔精度控制工艺。

为了达到上述目的，本发明设计了一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、控制铰链眼板开档尺寸的精度；

S2、控制铰链眼板轴心基准线的精度；

S3、进行镗孔加工，并控制镗孔加工的精度；

S4、进行镗孔精度检验。

所述S1、控制铰链眼板开档尺寸的精度的具体方法如下：

S11、标记浮桥中需要进行铰链连接的部件，称为浮桥分段，并将每个浮桥分段调整为水平状态；

S12、对铰链眼板的角尺度和平面度进行检验，检验结果必须满足以下标准：铰链眼板与浮桥分段的上表面的垂直度控制在1mm以内，铰链眼板与浮桥分段上表面竖直中心线的平行度控制在1mm以内，铰链眼板的平整度控制在1mm以内；

S13、将浮桥分段的铰链边进行分区，以浮桥分段的竖直中心线为基准，将铰链边分别分为4个区，记为AB、BO、OC、CD，和该浮桥分段进行铰链连接的另一个浮桥分段的铰链边则同样进行分区，并记为A1B1、B1O1、O1C1、C1D1，之后使用全站仪和卷尺进行分区宽度测量；

S14、调整每个分区的宽度尺寸，满足AB=CD=A1B1=C1D1，BO=OC=B1O1=O1C1。

所述S2、控制铰链眼板轴心基准线的精度的具体方法如下：

S21、搭设仪器搁置平台，确保全站仪使用精度；

S22、检验浮桥分段的水平中心线，并在浮桥分段的上表面上划出，敲上洋冲标记；

S23、以浮桥分段的水平中心线为基准，在浮桥分段的上表面靠近铰链边的位置划出顶板辅助轴心前后位置线T1，并敲上洋冲标记，顶板辅助轴心前后位置线T1与浮桥分段的水平中心线平行；

S24、测量顶板辅助轴心前后位置线T1与铰链眼板轴心孔中心的实际距离l_n并做详细记录，其中n为测量次数，之后计算l_n的平均值l_n,avg，将l_n,avg和顶板辅助轴心前后位置线T1与铰链眼板轴心孔中心距离的理论数据L进行比较，并对铰链眼板轴心孔中心位置进行前后调整，直到比较结果小于±2.5mm，此时的铰链眼板轴心孔中心的位置即为铰链眼板前后轴心线Y的位置；

S25、在浮桥分段的表面板左右两端树立水平标杆，测量浮桥分段上表面距离铰链眼板轴心孔中心的实际距离h_n并做详细记录，其中n为测量次数，之后计算h_n的平均值h_n,avg，将h_n,avg和铰链眼板轴心孔中心距浮桥分段上表面距离的理论数据H进行比较，并对铰链眼板轴心孔中心位置进行高低调整，直到比较结果小于±2.5mm，此时的铰链眼板轴心孔中心的位置即为铰链眼板高低轴心线X的位置；

S26、使用全站仪一次性划出浮桥分段两端铰链边上最外侧的铰链眼板E和F的铰链眼板高低轴心线X和铰链眼板前后轴心线Y，形成铰链眼板的轴心十字线，并用洋冲敲出；

S27、使用激光对中法将浮桥分段两端铰链边上所有的铰链眼板对中，划出中间每个铰链眼板的轴心十字线；

S28、使用激光经纬仪和水平仪进行复检，确保轴心十字线划线精度的准确度。

所述S3、进行镗孔加工，并控制镗孔加工的精度的具体方法如下：

S31、采用镗孔机，对铰链眼板 E和F进行加工，以铰链眼板E是我轴心十字线为基准，对镗杆轴心、铰链眼板E的轴心、铰链眼板F的轴心进行对中，使得三者均在图纸要求范围内；

S32、镗杆对中调试完成后，开始进行镗孔加工；

S33、在加工过程中，每个镗出的孔保留2mm的精度误差，便于在进行精加工前进行激光对中复检，保证加工过程中镗杆同心度控制在图纸要求范围内；

S34、复检完成后，开始精加工直至镗孔完成且控制尺寸在图纸要求公差范围内；

S35、镗孔加工完成后，以浮桥分段铰链边上的分区点A、B、C、D和A1、B1、C1、D1为基准调节完成镗孔的铰链眼板的位置，使铰链眼板安装到位，之后进行刮平面处理，保证铰链眼板的内侧面、外侧面的表面精度均达到图纸要求，同时利用卷尺测量铰链眼板的内开档尺寸L和外开档尺寸L1，使其满足图纸要求；

S36、刮平面工序完成后，安装钻孔模板，模板孔位置度以全站仪或水平测量表设定；

S37、模板设定完成开始进行钻孔至完成。

所述S4、进行镗孔精度检验的具体方法如下：

S41、检查铰链眼板加工面的粗糙度、铰链眼板各开档加工长度尺寸及孔径尺寸、铰链眼板镗孔椭圆度、铰链眼板同心度；

S42、使用假定空心轴进行穿轴试验。

所述S42、实用假定空心轴进行穿轴试验的具体方法如下：

S421、首先使假定空心轴依次穿过浮桥分段A、B、C三个铰链眼板，在假定空心轴上刻划三个点的位置标记，作为第一次标记，然后将假定空心轴外移150mm做第二次标记，记录铰链眼板间的宽度尺寸，并标识号码；

S422、继续推动假定空心轴，令其依次穿过B、C、D三个铰链眼板，使S421步骤中的第一次标记中代表B的标记，与C铰链眼板重合，然后刻划D铰链眼板的位置标记，记录铰链眼板间的宽度尺寸，并标识号码；

S423、确定与S421 中浮桥分段相铰链连接的另一个浮桥分段，然后对其进行穿轴，检测S421和S422两个步骤划出的A、B、C、D四个标记是否与另一个浮桥分段上的铰链眼板位置重合或在误差允许范围内，如重合或在误差允许范围内，则镗孔精度合格，反之则不合格。

本发明与现有技术相比，解决了法国浮桥在建造中出现的铰链眼板安装精度难控制、镗孔精度要求难达到的问题，同时消除了在轴心线划线过程、镗孔加工过程和铰链眼板轴孔完工检验过程中，容易出现的划线偏差、加工偏差和加工过程中因温差产生的变形情况，使法国浮桥现场镗孔过程达到高精度、高质量、高效率、降成本的目的。

附图说明

图1为本发明中法国浮桥的侧视图。

图2为本发明中浮桥分段的示意图。

图3为图1中V处的结构放大图。

图4为图1中W处的结构放大图。

图5为本发明中浮桥分段铰链边分区示意图。

图6为本发明中浮桥分段中浮桥中心线、铰链眼板轴心线的示意图。

图7为图6中E处的放大图。

图8为图6中F处的放大图。

图9为本发明中浮桥分段铰链后的组合示意图。

图10为本发明中假定空心轴穿轴试验的步骤示意图。

图11为本发明在具体实施中T1的划线位置俯视图。

图12为本发明在具体实施中T1的划线位置的侧视图。

图13为本发明在具体实施例中镗杆对中的示意图。

图14为本发明在具体实施例中刮平面工序的示意图。

图15为图14中B-B1处的局部放大图。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步描述。

参见图1~15，本发明设计了一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，包括如下步骤：

S1、控制铰链眼板开档尺寸的精度；

S2、控制铰链眼板轴心基准线的精度；

S3、进行镗孔加工，并控制镗孔加工的精度；

S4、进行镗孔精度检验。

在具体实施中，进行上述步骤之前，首先要进行工艺准备，即确定施工图样及相关工艺技术文件、指标、参数等，然后准备相关的机加工设备，例如BB5000镗孔机、FF 250 –700 刮平面机、MD150 磁力钻等，之后检查测量设备，例如百分表、内径千分尺、外径千分尺、温度枪、游标卡尺、卷尺、全站仪、激光准直仪等，确定所有的设备完好、鉴定合格。

之后进行S1步骤，对铰链眼板开档尺寸的精度进行控制，具体方法如下：

S11、参见图2，首先标记浮桥中需要进行铰链连接的部件，称为浮桥分段，例如：连接塔、上坡道、上平台和翘板，将它们分别标记为：C02、D01、E01和E02，并将每个浮桥分段调整为水平状态。

在浮桥铰链连接中，参见图1、图3、图4，E01的一端和E02的一端是利用铰链连接的，E01的另一端与C02的顶端铰链连接，D01的一端也利用铰链与C02的顶端进行连接，所以需要对E01的两端、E02的一端、D01的一端、C02的顶端分别进行镗孔加工、安装铰链眼板。

S12、对铰链眼板的角尺度和平面度进行检验，检验结果必须满足以下标准：铰链眼板与浮桥分段的上表面的垂直度控制在1mm以内，铰链眼板与浮桥分段上表面竖直中心线的平行度控制在1mm以内，铰链眼板的平整度控制在1mm以内。

S13、将浮桥分段的铰链边进行分区，参见图5，以浮桥分段的中心线为基准，将铰链边分别分为4个区，记为AB、BO、OC、CD，和该浮桥分段进行铰链连接的另一个浮桥分段的铰链边则同样进行分区，并记为A1B1、B1O1、O1C1、C1D1，之后使用全站仪和卷尺进行分区宽度测量，将测量数值记入下表中：

单位：毫米

表中的理论数值以图纸尺寸要求为准，上表中的理论数据仅为举例说明。

S14、调整每个分区的宽度尺寸，满足AB=CD=A1B1=C1D1，BO=OC=B1O1=O1C1，在实测中，允许出现偏差，但偏差应当控制在±1mm范围内，并记录偏差值。

之后进行S2控制铰链眼板轴心基准线的精度，参见图6~8和图11，首先在进行本步骤时需要选择在在阴天或夜间，温度无明显变化的时候，避免恶劣天气或者阳光直射，防止钢结构发生变形，影响轴心线的尺寸偏差，具体方法如下：

S21、搭设仪器搁置平台，确保全站仪使用精度，避免因挪动仪器出现的误差和仪器测量角度大产生的偏差。

S22、检验浮桥分段的水平中心线，并在浮桥分段的上表面上划出，敲上洋冲标记。

S23、参见图11，以浮桥分段的水平中心线为基准，在浮桥分段的上表面靠近铰链边的位置划出顶板辅助轴心前后位置线T1，并敲上洋冲标记，顶板辅助轴心前后位置线T1与浮桥分段的水平中心线平行。

S24、参见图11和图12，测量顶板辅助轴心前后位置线T1与铰链眼板轴心孔中心的实际距离l_n并做详细记录，其中n为测量次数，之后计算l_n的平均值l_n,avg，将l_n,avg和顶板辅助轴心前后位置线T1与铰链眼板轴心孔中心距离的理论数据L进行比较，并对铰链眼板轴心孔中心位置进行前后调整，直到比较结果小于±2.5mm，此时的铰链眼板轴心孔中心的位置即为铰链眼板前后轴心线Y的位置。

S25、在浮桥分段的表面板左右两端树立水平标杆，参见图12，测量浮桥分段上表面距离铰链眼板轴心孔中心的实际距离h_n并做详细记录，其中n为测量次数，之后计算h_n的平均值h_n,avg，将h_n,avg和铰链眼板轴心孔中心距浮桥分段上表面距离的理论数据H进行比较，并对铰链眼板轴心孔中心位置进行高低调整，直到比较结果小于±2.5mm，此时的铰链眼板轴心孔中心的位置即为铰链眼板高低轴心线X的位置。

S26、使用全站仪一次性划出浮桥分段两端铰链边上最外侧的铰链眼板E和F的铰链眼板高低轴心线X和铰链眼板前后轴心线Y，形成铰链眼板的轴心十字线，并用洋冲敲出，如图7和图8所示。

S27、使用激光对中法将浮桥分段两端铰链边上所有的铰链眼板对中，划出中间每个铰链眼板的轴心十字线。

S28、使用激光经纬仪和水平仪进行复检，确保轴心十字线划线精度的准确度。

之后进行S3镗孔加工，并控制镗孔加工的精度，具体方法如下：

S31、采用BB5000镗孔机，对铰链眼板 E和F进行加工，参见图13，以铰链眼板E位置的轴心十字线为基准，对镗杆轴心、铰链眼板E的轴心、铰链眼板F的轴心进行对中，使得三者均在图纸要求范围内。

S32、镗杆对中调试完成后，开始进行镗孔加工。

S33、在加工过程中，每个镗出的孔保留2mm的精度误差间隙，便于在进行精加工前进行激光对中复检，保证加工过程中镗杆同心度控制在图纸要求范围内，这是由于在镗孔过程中镗杆会发生轻微振动，导致镗孔出现误差，为此需要在精加工前进行复检。

S34、复检完成后，开始精加工直至镗孔完成且控制尺寸在图纸要求公差范围内。

S35、镗孔加工完成后，参见图14、15，以浮桥分段铰链边上的分区点A、B、C、D和A1、B1、C1、D1为基准调节完成镗孔的铰链眼板的位置，使铰链眼板安装到位，之后进行刮平面处理，保证铰链眼板的内侧面、外侧面的表面精度均达到图纸要求，同时利用卷尺测量铰链眼板的内开档尺寸L和外开档尺寸L1，使其满足图纸要求。

S36、刮平面工序完成后，安装钻孔模板，模板孔位置度以全站仪或水平测量表设定。

S37、模板设定完成开始进行钻孔至完成。

之后按照S4 进行镗孔精度检验，具体方法如下：

S41、检查铰链眼板加工面的粗糙度、铰链眼板各开档加工长度尺寸及孔径尺寸、铰链眼板镗孔椭圆度、铰链眼板同心度。

检验合格后，为确保加工精度质量和顺利组装，不出现组装时镗孔的返工现象，避免浪费大量的人工成本、动能成本、资金成本和搭载周期。按铰链眼板上镗孔的直径加工假定空心轴，考虑到常规材料长度和加工成本，假定空心轴的长度以相邻三组铰链眼板做大宽度尺寸制作，长度不小于尺寸L。

S42、使用假定空心轴进行穿轴试验，参见图10，具体方法如下：

S421、首先使假定空心轴依次穿过浮桥分段A、B、C三个铰链眼板，在假定空心轴上刻划三个点的位置标记，作为第一次标记，然后将假定空心轴外移150mm做第二次标记，记录铰链眼板间的宽度尺寸，并标识号码。

S422、继续推动假定空心轴，令其依次穿过B、C、D三个铰链眼板，使S421步骤中的第一次标记中代表B的标记，与C铰链眼板重合，然后刻划D铰链眼板的位置标记，记录铰链眼板间的宽度尺寸，并标识号码。

S423、确定与S421 中浮桥分段相铰链连接的另一个浮桥分段，然后对其进行穿轴，检测S421和S422两个步骤划出的A、B、C、D四个标记是否与另一个浮桥分段上的铰链位置重合或在误差允许范围内，控制在0~0.5mm之间，如重合或在误差允许范围内，则镗孔精度合格，反之则不合格，需重新加工。

虽然穿轴试验花费了少量成本，但是比起返工来说，成本相差10倍以上，甚至影响工期。所以说铰链眼板的假定空心轴穿孔试验是必须要进行的。

不论是E01与C02铰链连接、C02与D01铰链连接、E01与E02铰链连接都是采用上述步骤进行精度控制，完成后的铰链连接示意图如图9所示。

Claims (5)

1.一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、控制铰链眼板开档尺寸的精度；

S2、控制铰链眼板轴心基准线的精度；

S3、进行镗孔加工，并控制镗孔加工的精度；

S4、进行镗孔精度检验； 所述S2控制铰链眼板轴心基准线的精度的具体方法如下：

S21、搭设仪器搁置平台，确保全站仪使用精度；

S22、检验浮桥分段的水平中心线，并在浮桥分段的上表面上划出，敲上洋冲标记；

S23、以浮桥分段的水平中心线为基准，在浮桥分段的上表面靠近铰链边的位置划出顶板辅助轴心前后位置线T1，并敲上洋冲标记，顶板辅助轴心前后位置线T1与浮桥分段的水平中心线平行；

S24、测量顶板辅助轴心前后位置线T1与铰链眼板轴心孔中心的实际距离l_n并做详细记录，其中n为测量次数，之后计算l_n的平均值l_n,avg，将l_n,avg和顶板辅助轴心前后位置线T1与铰链眼板轴心孔中心距离的理论数据L进行比较，并对铰链眼板轴心孔中心位置进行前后调整，直到比较结果小于±2.5mm，此时的铰链眼板轴心孔中心的位置即为铰链眼板前后轴心线Y的位置；

S25、在浮桥分段的表面板左右两端树立水平标杆，测量浮桥分段上表面距离铰链眼板轴心孔中心的实际距离h_n并做详细记录，其中n为测量次数，之后计算h_n的平均值h_n,avg，将h_n,avg和铰链眼板轴心孔中心距浮桥分段上表面距离的理论数据H进行比较，并对铰链眼板轴心孔中心位置进行高低调整，直到比较结果小于±2.5mm，此时的铰链眼板轴心孔中心的位置即为铰链眼板高低轴心线X的位置；

S26、使用全站仪一次性划出浮桥分段两端铰链边上最外侧的铰链眼板E和F的铰链眼板高低轴心线X和铰链眼板前后轴心线Y，形成铰链眼板的轴心十字线，并用洋冲敲出；

S27、使用激光对中法将浮桥分段两端铰链边上所有的铰链眼板对中，划出中间每个铰链眼板的轴心十字线；

S28、使用激光经纬仪和水平仪进行复检，确保轴心十字线划线精度的准确度。

2.根据权利要求1所述的一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，其特征在于：所述S1 控制铰链眼板开档尺寸的精度的具体方法如下：

S11、标记浮桥中需要进行铰链连接的部件，称为浮桥分段，并将每个浮桥分段调整为水平状态；

S12、对铰链眼板的角尺度和平面度进行检验，检验结果必须满足以下标准：铰链眼板与浮桥分段的上表面的垂直度控制在1mm以内，铰链眼板与浮桥分段上表面竖直中心线的平行度控制在1mm以内，铰链眼板的平整度控制在1mm以内；

S13、将浮桥分段的铰链边进行分区，以浮桥分段的竖直中心线为基准，将铰链边分别分为4个区，记为AB、BO、OC、CD，和该浮桥分段进行铰链连接的另一个浮桥分段的铰链边则同样进行分区，并记为A1B1、B1O1、O1C1、C1D1，之后使用全站仪和卷尺进行分区宽度测量；

S14、调整每个分区的宽度尺寸，满足AB=CD=A1B1=C1D1，BO=OC=B1O1=O1C1。

3.根据权利要求1所述的一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，其特征在于：所述S3进行镗孔加工，并控制镗孔加工的精度的具体方法如下：

S31、采用镗孔机，对铰链眼板 E和F进行加工，以铰链眼板E位置的轴心十字线为基准，对镗杆轴心、铰链眼板E的轴心、铰链眼板F的轴心进行对中，使得三者均在图纸要求范围内；

S32、镗杆对中调试完成后，开始进行镗孔加工；

S33、在加工过程中，每个镗出的孔保留2mm的精度误差，便于在进行精加工前进行激光对中复检，保证加工过程中镗杆同心度控制在图纸要求范围内；

S34、复检完成后，开始精加工直至镗孔完成且控制尺寸在图纸要求公差范围内；

S35、镗孔加工完成后，以浮桥分段铰链边上的分区点A、B、C、D和A1、B1、C1、D1为基准调节完成镗孔的铰链眼板的位置，使铰链眼板安装到位，之后进行刮平面处理，保证铰链眼板的内侧面、外侧面的表面精度均达到图纸要求，同时利用卷尺测量铰链眼板的内开档尺寸L和外开档尺寸L1，使其满足图纸要求；

S36、刮平面工序完成后，安装钻孔模板，模板孔位置度以全站仪或水平测量表设定；

S37、模板设定完成开始进行钻孔至完成。

4.根据权利要求1所述的一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，其特征在于：所述S4 进行镗孔精度检验的具体方法如下：

S41、检查铰链眼板加工面的粗糙度、铰链眼板各开档加工长度尺寸及孔径尺寸、铰链眼板镗孔椭圆度、铰链眼板同心度；

S42、使用假定空心轴进行穿轴试验。

5.根据权利要求4所述的一种铰链现场高精度镗孔的精度控制工艺，其特征在于：所述S42 实用假定空心轴进行穿轴试验的具体方法如下：

S421、首先使假定空心轴依次穿过浮桥分段A、B、C三个铰链眼板，在假定空心轴上刻划三个点的位置标记，作为第一次标记，然后将假定空心轴外移150mm做第二次标记，记录铰链眼板间的宽度尺寸，并标识号码；

S422、继续推动假定空心轴，令其依次穿过B、C、D三个铰链眼板，使S421步骤中的第一次标记中代表B的标记，与C铰链眼板重合，然后刻划D铰链眼板的位置标记，记录铰链眼板间的宽度尺寸，并标识号码；

S423、确定与S421 中浮桥分段相铰链连接的另一个浮桥分段，然后对其进行穿轴，检测S421和S422两个步骤划出的A、B、C、D四个标记是否与另一个浮桥分段上的铰链眼板位置重合或在误差允许范围内，如重合或在误差允许范围内，则镗孔精度合格，反之则不合格。

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