专利名称：一种悬索桥主索鞍的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种机械零部件的加工方法，具体来说涉及一种悬索桥主索鞍的加工方法。
背景技术：
悬索桥主索鞍布置在桥梁的主塔上，主缆绳嵌在主索鞍的绳槽内，整个桥身及车辆 的重量通过主索鞍传递到桥梁主塔，主索鞍是整个桥梁的关键部分，其制造质量直接影 响桥梁的质量和安全。如图1所示，主索鞍结构一般分为边跨l、中跨2两部分，中间通 过高强度螺栓3将两部分连成一整体。现有主索鞍的加工方法是先将边跨1、中跨2两部 分用螺栓3锁合后再进行切削加工。该加工方法的制造难点主要表现在
(1) 主索鞍绳槽形状为复杂空间曲面，需采用数控加工，由于主索鞍尺寸、重量都较 大，需要大型数控机床加工，数控加工工艺复杂；
(2) 主索鞍边跨l、中跨2两部分锁合后，在机床主轴方向加工行程较大，使得机床主 轴悬伸较长，刚性差，加工精度难以保证。同时，使得切削速度、进给率也较低， 严重影响加工效率；
(3) 主索鞍边跨l、中跨2两部分锁合后，重量大于100吨，对车间的起吊能力、机床 回转工作台的承重能力都有了较高要求，增加了起吊、运输过程中的安全风险。 同时，由于回转工作台承重能力限制，只能在地平工作台上加工，增加了工件装 夹、找正的困难。
发明内容
本发明的目的是针对现有主索鞍加工方法工艺复杂，精度难以保证，对加工设备要 求高，加工效率低的缺陷和不足，提出一种悬索桥主索鞍的加工方法。它对加工设备能
力要求较低，工艺简单，加工方便，加工精度易于保证，加工效率较高。
本发明的目的是通过以下方式实现的 一种悬索桥主索鞍的加工方法，分别对主 索鞍的边跨和中跨进行机加工，再用螺栓连接，包括以下步骤
A. 分别检査边跨和中跨的机加工余量，在边跨和中跨的结合面和底平面上划机加
工线；
B. 粗镗加工
Bl.在数控机床上装夹边跨或中跨，按划线进行找正，粗加工底平面，底侧面及
底部的其它侧面，留精加工余量；
B2.工作台顺时针回转90。，以底平面为基准，粗加工结合面，留精加工余量； B3.对中心绳槽、绳槽及边绳槽的各台阶面及边绳槽侧壁的加工面进行数控编程，
留精加工余量，工作台顺时针回转90。，以结合面为基准，粗加工中心绳槽、绳槽、边
绳槽的台阶面及边绳槽侧壁的加工面；
c.精镗加工
Cl.以结合面为基准，精加工边跨或中跨的底平面和底侧面至终检尺寸； C2.精加工边跨或中跨底部的其它侧面；
C3.工作台顺时针回转90。，以底平面为基准，精加工结合面至终检尺寸；
C4.对结合面上的螺栓孔进行数控编程或计算坐标点，数控加工螺栓孔，以底平 面(5)、底侧面为基准，加工结合面上的定位销孔；
C5.以定位销孔为基准找正，对中心绳槽、绳槽及边绳槽的各台阶面进行数控编 程，采用立铣刀加工中心绳槽，采用立铣刀或盘铣刀精加工绳槽和边绳槽；
C6.对边绳槽侧壁的加工面进行数控编程，采用盘铣刀加工边绳槽侧壁的加工面。
本发明进一步包括步骤D.边跨、中跨的后续加工
Dl.将边跨和中跨上的结合面相互对接，配铰定位销孔，在对接的定位销孔中装入
定位销，在对接的螺栓孔中安装螺栓并锁紧；
D2.对边跨和中跨上结合面部位的中心绳槽、绳槽及边绳槽台阶面进行打磨。 本发明所述步骤C的精镗加工之前，对边跨或中跨上的粗加工表面进行渗透探伤、
超声波探伤并对中心绳槽、绳槽、边绳槽及边绳槽侧壁的粗加工表面进行射线探伤。 与现有技术相比本发明具有以下明显的优点
1.对主索鞍的边跨和中跨分别进行机械加工，加工件的重量减轻，对加工设备和起
吊设备的要求低，工件装夹及找正比较方便，加工精度易于保证，且加工效率提高。
2. 在边跨和中跨的结合面上设置有定位销孔，采用定位销实现边跨和中跨的对接，
保证了边跨和中跨对接后绳槽尺寸的一致性，无错边，对接精度高，误差小，同时设置 定位销也为绳槽加工提供了加工基准，统一加工基准。在结合面增设定位销。由于分体 加工绳槽，保证两半鞍体对接后绳槽的尺寸一致，无错边尤为重要，在结合面增设定位 销，为后续加工绳槽提供加工基准，同时也保证了锁合后边跨和中跨位置的正确。
3. 统一加工基准。加工边跨、中跨绳槽的侧壁加工面、结合面螺栓孔及定位销孔， 均采用同一侧的底侧面为加工基准。加工边跨、中跨绳槽台阶面均以边跨和中跨的底平 面为基准。保证了边跨、中跨零件尺寸的加工精度。
4. 对主索鞍的边跨和中跨分别进行机械加工，可以合理分配设备资源，实现多台设 备同时加工，避免整体加工时一件等另外一件的情况，縮短了制造工期。
图l是主索鞍的结构示意图2是主索鞍上边跨1和中跨2的基准面示意图3是图1的左视图4是中心绳槽8的加工示意图5是绳槽9和边绳槽10的加工示意图6是加工绳槽10侧壁的加工示意图。
图中，边跨l,中跨2，螺栓3，底平面4，结合面5，定位销孔6、底侧面7，中心 绳槽8，绳槽9，边绳槽IO，立铣刀ll，机床主轴12，盘铣刀13，万能铣头14，机床方 枕15。
具体实施例方式
以下结合
和具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述 参见图l，图2，图3，图4，图5，图6， 一种悬索桥主索鞍的加工方法，分别对 主索鞍的边跨1和中跨2进行机加工，再用螺栓3连接，包括以下歩骤
A. 分别检查边跨1和中跨2的机加工余量，在边跨1和中跨2的结合面4和底平 面5上划机加工线；
B. 粗镗加工
Bl.在TK6925数控机床上装夹边跨1或中跨2，按划线进行找正，粗加工底平面 5，底侧面7及底部的其它侧面，各留5毫米精加工余量；
B2.工作台顺时针回转90。，以底平面5为基准，粗加工结合面4，留精加工余
量10毫米；
B3.对中心绳槽8、绳槽9及边绳槽10的各台阶面及边绳槽10侧壁的加工面进行 数控编程，留精加工余量5毫米，工作台顺时针回转90。，以结合面4为基准，粗加工 中心绳槽8、绳槽9、边绳槽10的台阶面及边绳槽10侧壁的加工面，留精加工余量5毫 米；
C.精镗加工
Cl.以结合面4为基准，精加工边跨1或中跨2的底平面5和底侧面7至终检尺
寸；
C2.精加工边跨1或中跨2底部的其它侧面；
C3.工作台顺时针回转90。，以底平面5为基准，精加工结合面4至终检尺寸；
C4.对结合面5上的螺栓孔进行数控编程或计算坐标点，数控加工螺栓孔，以底 平面5、底侧面7为基准，加工结合面5上的O50毫米定位销孔6;
C5.以O50毫米定位销孔6为基准找正，对中心绳槽8、绳槽9及边绳槽10的各 台阶面进行数控编程，采用立铣刀11,刀具直径为①50毫米，加工中心绳槽8，如图4， 将①50毫米立铣刀11安装在机床主轴12上加工出中心绳槽8;然后采用盘铣刀13，刀 具直径为①200毫米，精加工绳槽9和边绳槽10的台阶面，如图4,图5;图5中，盘铣 刀13安装在万能铣头14上，万能铣头14安装在机床方枕15上，盘铣刀13的轴线与万 能铣头14的轴线位于同一轴线上；
C6.对边绳槽10侧壁的加工面进行数控编程，采用盘铣刀13，刀具直径为0200 毫米，加工边绳槽10侧壁的加工面，如图6，盘铣刀13的轴线与万能铣头14的轴线相 垂直。。
本发明对悬索桥主索鞍进行分体加工方法的关键；1是在结合面5上增设了定位销孔 6。由于分体加工各绳槽，保证主索鞍的边跨1和中跨2对接后各绳槽的尺寸一致，无错 边尤为重要，在结合面5上增设定位销孔6并通过定位销连接定位，为后续加工各绳槽 提供了加工基准，同时也保证了锁合后边跨1和中跨2对接的正确位置。2是统一了加工 基准。其中，加工边跨l、中跨2上各边绳槽10侧壁的加工面、结合面5、螺栓孔及定
位销孔6均采用同一侧的底侧面7为加工基准。而加工边跨1、中跨2上各绳槽的台阶面 均以其底平面5为基准。以上措施可以保证边跨1和中跨2在分别进行机加工后对接的 准确性。
为保证边跨1和中跨2对接的准确性，还可进一步包括步骤D.边跨l、中跨2的 后续加工
Dl.将边跨l和中跨2上的结合面5相互对接，配铰定位销孔6，在对接的定位销 孔6中装入定位销，在对接的螺栓孔中安装螺栓3并锁紧；
D2.对边跨1和中跨2上结合面5部位的中心绳槽8、绳槽9及边绳槽10台阶面进 行打磨。
为保证边跨1和中跨2材料的内在质量，还可以在所述步骤C的精镗加工之前， 对边跨1或中跨2上的粗加工表面进行渗透探伤、超声波探伤并对中心绳槽8、绳槽9、 边绳槽10及边绳槽10侧壁的粗加工表面进行射线探伤。
权利要求
1.一种悬索桥主索鞍的加工方法，其特征在于分别对主索鞍的边跨(1)和中跨(2)进行机加工，再用螺栓(3)连接，包括以下步骤A. 分别检查边跨(1)和中跨(2)的机加工余量，在边跨(1)和中跨(2)的结合面(4)和底平面(5)上划机加工线；B. 粗镗加工B1. 在数控机床上装夹边跨(1)或中跨(2)，按划线进行找正，粗加工底平面(5)，底侧面(7)及底部的其它侧面，留精加工余量；B2. 工作台顺时针回转90°，以底平面(5)为基准，粗加工结合面(4)，留精加工余量；B3. 对中心绳槽(8)、绳槽(9)及边绳槽(10)的各台阶面及边绳槽(10)侧壁的加工面进行数控编程，留精加工余量，工作台顺时针回转90°，以结合面(4)为基准，粗加工中心绳槽(8)、绳槽(9)、边绳槽(10)的台阶面及边绳槽(10)侧壁的加工面；C. 精镗加工C1. 以结合面(4)为基准，精加工边跨(1)或中跨(2)的底平面(5)和底侧面(7)至终检尺寸；C2. 精加工边跨(1)或中跨(2)底部的其它侧面；C3. 工作台顺时针回转90°，以底平面(5)为基准，精加工结合面(4)至终检尺寸；C4. 对结合面(5)上的螺栓孔进行数控编程或计算坐标点，数控加工螺栓孔，以底平面(5)、底侧面(7)为基准，加工结合面(5)上的定位销孔(6)；C5. 以定位销孔(6)为基准找正，对中心绳槽(8)、绳槽(9)及边绳槽(10)的各台阶面进行数控编程，采用立铣刀(11)加工中心绳槽(8)，采用立铣刀(11)或盘铣刀(13)精加工绳槽(9)和边绳槽(10)；C6. 对边绳槽(10)侧壁的加工面进行数控编程，采用盘铣刀(13)加工边绳槽(10)侧壁的加工面。
2. 根据权利要求1所述的一种悬索桥主索鞍的加工方法，其特征在于进一步包 括步骤D.边跨(1)、中跨(2)的后续加工 Dl.将边跨(1)和中跨(2)上的结合面(5)相互对接，配铰定位销孔(6)，在 对接的定位销孔(6)中装入定位销，在对接的螺栓孔中安装螺栓(3)并锁紧；D2.对边跨(1)和中跨(2)上结合面(5)部位的中心绳槽(8)、绳槽(9)及边 绳槽(10)台阶面进行打磨。
3.根据权利要求1所述的一种悬索桥主索鞍的加工方法，其特征在于所述步骤 C的精镗加工之前，对边跨(1)或中跨(2)上的粗加工表面进行渗透探伤、超声波探伤 并对中心绳槽(8)、绳槽(9)、边绳槽(10)及边绳槽(10)侧壁的粗加工表面进行射 线探伤。
全文摘要
一种悬索桥主索鞍的加工方法，分别对主索鞍的边跨(1)和中跨(2)进行机加工，再用螺栓(3)连接，在边跨(1)和中跨(2)的结合面上设置有定位销孔(6)，保证了边跨(1)和中跨(2)对接后绳槽尺寸的一致性，无错边，对接精度高，误差小，统一了加工基准，对加工设备的要求低，工件装夹及找正比较方便，加工精度易于保证，且加工效率提高。
文档编号B23C3/00GK101367166SQ20081019711
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者吴红琼, 雷 张, 王益知, 银 骆 申请人:武汉船用机械有限责任公司