一种起重机副臂的腹管定位加工方法与流程

本发明涉及机械加工制造领域，具体涉及一种起重机副臂的腹管定位加工方法。

背景技术：

目前，在中大吨位起重机中，一般都配备有副臂，其作用是在现场施工时，在起重机主臂长度或高度不够情况下，将副臂与主臂对接配合使用，以增加起重机吊臂的工作范围。

起重机的副臂为桁形架形式，包括至少三根主弦管和若干个连接在主弦管之间的腹管，副臂的一端设置有固定在相应主弦管上的用于与主臂进行连接的连接板和底板，设置在不同主弦管上的连接板或底板之间也需要通过腹管进行连接，以加强结构强度。由于不同主弦管上的连接板或底板的板面之间存在一定的扭转角度，因此，为了保证腹管的两端能够分别与相应的连接板紧贴固定，就需要在腹管的两端加工出斜面，且两斜面之间绕腹管的轴线具有设定的扭转角度，以此来保证腹管的两端分别能够与相应的连接板紧密配合。

针对此类腹管，在生产制造过程中，完成一端斜面的加工后，需要将腹管旋转后定位，以对另一端的斜面进行加工，由于腹管为圆管状结构，很难保证两端的斜面之间的角度位置关系。实际生产时，多采用现场配割或大型加工中心一次装夹、多面成型的生产方式进行腹管的生产制造。其中，现场配割只能依靠工人师傅反复比对修整出合适的斜面，尺寸精度难以保证，费时费力，而采用大型加工中心生产腹管成本又相对较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种起重机副臂的腹管定位加工方法，以解决现有技术中腹管生产时精度难以保证以及生产成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种起重机副臂的腹管定位加工方法，包括以下步骤：

第一步，在腹管的一端加工出斜面，定义该斜面为第一斜面，第一斜面为椭圆环形，第一斜面与腹管轴线之间的夹角为设定的α；

第二步，将腹管放置在定位工装上进行定位做参考标记，所述定位工装具有用于承载腹管的承载部和用于与腹管的第一斜面配合以对腹管进行定位的配合部，承载部具有基准面，配合部相对于所述基准面垂直布置，通过配合部的定位，使得第一斜面垂直于所述基准面，在定位好的腹管相应壁面上做出与第一斜面的椭圆轮廓的长轴或短轴共面的参考标记；

第三步，以第一斜面垂直于水平面为起始状态，计算腹管由起始状态绕自身轴线旋转γ角后所述参考标记距离水平面高度的理论数值；

第四步，基于第三步所计算所得的理论数值设置相应的参考基准，将腹管放置在相应的加工平台上，使腹管绕自身轴线旋转直至参考标记与所述参考基准对应，将腹管进行夹紧固定；

第五步，利用切割工具对固定好腹管的另一端进行斜面加工，加工出与腹管轴线夹角呈β的竖直平面。

本发明的有益效果在于：采用定位工装与腹管一端已加工出来的第一斜面配合，可以方便地对圆管状的腹管进行定位，避免在腹管上做参考标记时腹管发生滚动。同时，在第一斜面垂直于基准面的基础上在腹管上做参考标记，利用参考标记来表征圆管状腹管的转动角度，可以方便地对腹管的转动角度进行观察和控制，另外，参考标记与第一斜面的椭圆轮廓的长轴或短轴共面，可以方便地计算参考标记在随腹管转动一定角度后参考标记的理论高度值。而方法中采用的工装的配合部垂直于基准面，使得无论第一斜面与腹管轴线之间的夹角如何变化，都可以采用此方法进行定位加工。

进一步地，在第二步中，所述定位工装为设置有竖板的水平台，水平台构成了所述定位工装的承载部，竖板构成了所述定位工装的配合部，水平台的水平面构成了所述基准面。

有益效果为：利用上表面平整度极高的水平台为基础设置竖板来作为定位工装，提高了定位工装自身的精度，从而提高了定位工装对腹管的定位精度。

进一步地，在水平台上放置高度尺，将高度尺的高度调整至腹管外径的一半在腹管外壁上做出参考标记，若腹管在旋转γ角度后参考标记位于腹管轴线以下，则依据公式lmin＝r-rsinγ计算参考标记高度的理论数值；若腹管在旋转γ角度后参考标记位于腹管轴线以上，则依据公式lmax＝rsinγ+r计算参考标记高度的理论数值。

有益效果：采用高度尺来对腹管做参考标记，可以便捷地进行做参考标记操作。

进一步地，在腹管的外壁面上做两处参考标记，且两处参考标记分布在腹管的直径的两端。

有益效果：在腹管外壁面上做分布在腹管直径的两端的两处参考标记，使得两处参考标记分布在管体沿水平方向的两侧，具有相同的表征作用，可以依据实际工况限制，选择两个标记中最为方便参考的一个来作为参考标记。

进一步地，所述标记设置在腹管的外壁面上。

有益效果：将参考标记设置在外壁面上，方便了参考标记的刻划，同时也方便操作人员的观察。

进一步地，所述切割工具为金属带锯床，金属带锯床用于放置工件的平台构成了所述加工平台，将金属带锯床的锯帯调整至与腹管轴线呈β水平夹角对腹管进行切割加工。

有益效果：采用金属带锯床作为切割工具，可以高效方便地对腹管进行端面切割加工。

附图说明

图1为本发明中起重机副臂的腹管的第一斜面垂直于水平面的状态图；

图2为图1中腹管绕其自身轴线旋γ角度后第二斜面垂直于水平面的状态图；

图3为本发明中腹管放置在带有竖板的水平台上的状态俯视图；

图4为图3的主视图；

图中：1-腹管；11-第一斜面；12-第二斜面；2-水平台；3-竖板。

具体实施方式

本发明中起重机副臂的腹管定位加工方法旨在方便地对腹管的两端加工出具有合格的相对位置关系的斜面。其中，待加工的腹管的结构如图1所示，腹管1为外径为2r内径为2r的圆管，其两端分别加工出第一斜面11和第二斜面12，其中，第一斜面11与腹管1的轴线的夹角为α，如图2所示，第二斜面12与腹管1的轴线的夹角为β，第一斜面11与第二斜面12绕腹管1轴线相对旋转的角度为γ。

具体的，本发明中起重机副臂的腹管定位加工方法的实施例1的步骤如下所示，本实施例中，采用金属锯帯床作为腹管的切割工具。

第一步，将预先截取的合适长度的腹管1夹紧固定在金属锯帯床的工件夹紧装置上，并将金属锯帯调至α角，以将腹管1的一端先加工出第一斜面11。由于腹管1为圆管，所以第一斜面为椭圆形的环形面。在其他实施例中，可以在截取合适长度的腹管时，直接将第一斜面切割加工出来。

第二步，采用工装对腹管1进行定位，以在腹管1相应的壁面上做出参考标记，其中，工装具有承载腹管1的承载部和用于与第一斜面配合以限制腹管1转动的配合部，其中，承载部具有基准面，配合部相对于所述基准面垂直布置。本实施例中，所采用的工装的结构如图3和图4所示，定位工装包括作为承载部的水平台2和固定在水平台2上的竖板3，自然地，竖板3构成了配合部，水平台2的水平面则构成了所述基准面。

具体操作时，如图3所示，将腹管1放置在水平台2上，使得腹管1的第一斜面11与竖板3的竖直板面紧贴，由此使得第一斜面11处于竖直状态而与水平台2的上表面相垂直，必然地，第一斜面11的椭圆形轮廓的长轴处于水平状态。然后在水平台上放置一高度尺，将高度尺的高度调至腹管1外径尺寸的一半，即r，并如图4所示，利用高度尺在腹管1的外壁刻画出参考标记c和d，标记c、d与第一斜面11的椭圆形轮廓的长轴共面。

在其他实施例中，为了简化操作，可以仅刻画一个参考标记c或d，当然，也可以采用尺子测量，在2r高度处刻画参考标记，此时，该参考标记与第一斜面11的椭圆形轮廓的短轴共面。另外，在腹管内径尺寸相对较大而便于操作时，还可以将参考标记刻画在腹管内壁上。

第三步，如图4所示，计算腹管1旋转γ角后，参考标记相对于水平面高度的理论值。本实施例中，腹管1以第一斜面11垂直于水平面为起始状态开始绕自身轴线顺时针旋转，参考标记c的理论高度值，即c’的高度值依据公式lmax＝rsinγ+r计算获得，参考标记d的理论高度值，即d’的高度值依据公式lmin＝r-rsinγ计算计算获得。

对于其他实施例中参考标记点与第一斜面的椭圆形轮廓的长轴共面的情况，参考标记点c的理论高度值依据公式lmax＝rcosγ+r计算获得，参考标记点d的理论高度值依据公式lmin＝r-rcosγ计算计算获得。当参考标记点设置在腹管的内壁面上时，只需将上述计算公式中的r换为r即可。

第四步，将做好参考标记的腹管1放置在相应的加工平台上，本实施例中，加工平台为金属带锯床的用于放置和装夹工件的平台，并放置高度尺作为参考基准，依据上述第三步中计算的数值调整高度尺的高度，使腹管1绕自身轴线转动调整，直至腹管1上的参考标记转至相应的参考基准处，停止腹管1的转动并加紧固定。当然，在其他实施例中，还可以采用尺寸作为参考基准，边调整边测量，直至腹管上的参考标记到达合适高度处。

第五步，将金属带锯床的带锯条调整至与腹管轴线水平夹角β，在保证腹管1的整体长度满足尺寸要求后，对腹管1的另一端进行切割加工，加工出与腹管1自身周向呈β角、绕腹管1自身轴线相对于与第一斜面11旋转γ角的第二斜面12。当然，金属带锯床的锯帯的锯帯可以预先调整好。

在其他实施例中，在缺少金属锯帯切割机的前提下，还可以采用带有砂轮切割片的切割机来对腹管进行切割加工。

本发明中起重机副臂的腹管定位加工方法的实施例2，与实施例1不同的是，实施例1中，用于对腹管进行定位的工装为固定有竖直板的水平台，本实施例中，定位工装为工装架，工装架包括用于承载腹管的轴线共面的至少两根支撑，工装架还包括用于与第一斜面紧贴配合的轴线共面的至少两根限位杆，限位杆轴线所确定的在平面与支撑轴线所确定的平面垂直。所述支撑构成了工装的承载部，限位杆构成了工装的配合部，各支撑的轴线所确定的平面就构成了所述基准面。