一种多孔组臂架结构件的同步镗孔方法与流程

1.本发明涉及结构件加工技术领域，具体涉及一种多孔组臂架结构件的同步镗孔方法。


背景技术：

2.履带吊等多种起重机的臂架结构件，往往由于其外形尺寸偏大，端部连接接头的销轴孔需要大型专用镗孔设备才能使得机加工精度满足要求。然而，一方面市场上此类大型机加工设备稀少，当市场需求增加时，往往难以满足生产需求，且臂架属于抛货，结构制造厂与机加工厂来回运输成本高；另一方面，大型机加工设备投入成本巨大，工时费用高，加工成本一直居高不下。
3.镗孔设备近些年来，在一些大型机械结构件或减速箱的轴承孔等的在线修复应用较为广泛，但是，其主要针对单组孔的加工或修复，可以保证单组孔的同心度，且需要新加工的单组孔大多对于孔组的轴线定位精度要求不高。对于同一结构件存在多组孔形成的孔系，且孔组之间有尺寸偏差和形位公差要求时，现有镗孔设备无法进行孔组之间的精确测量和定位，因此，镗孔设备在大型结构件孔系加工中的应用仍然十分困难。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中镗孔设备无法在大型臂架结构件加工中进行孔组之间的精确测量和定位的缺陷，从而提供一种多孔组臂架结构件的同步镗孔方法。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
6.一种多孔组臂架结构件的同步镗孔方法，包括以下步骤：
7.s1.将待打孔的臂架结构件毛胚固定在刚性平台上；
8.s2.在臂架结构件毛胚一侧安装激光跟踪仪，并使激光跟踪仪和臂架结构件毛胚上的所有接头之间均无障碍物，将激光跟踪仪与控制电脑连接；
9.s3.在臂架结构件毛胚上安装智能无线测头，智能无线测头与控制电脑通讯连接；智能无线测头和激光跟踪仪配合，以激光跟踪仪自身坐标系为基准，依据设计图纸尺寸，在臂架结构件毛胚的所有接头上定位划出所需加工孔的圆心和基准圆；
10.s4.利用激光跟踪仪和智能无线测头复测所有孔的圆心和基准圆尺寸，判断臂架结构件毛胚同一端的两组孔轴线距离偏差和孔系中的所有孔轴线相对于基准线的垂直度和平行度偏差是否满足设计图纸尺寸要求；
11.s5.若判断结果为是，在臂架结构件毛胚的接头上定位安装镗孔设备，保证镗杆与基准圆的同心度偏差＜0.05mm；
12.s6.依次对臂架结构件毛胚上所有孔组进行镗孔加工；
13.s7.镗孔加工完成后，拆除镗孔设备，对所有孔的孔径和空间位置进行检验。
14.进一步地，在所述s1的步骤中，所述待打孔的臂架结构件毛坯的四角采用夹具与
刚性平台进行压紧固定。
15.进一步地，在所述s3的步骤中，在臂架结构件毛胚的所有接头上定位划出所需加工孔的圆心和基准圆的步骤包括：在臂架结构件毛胚两端所有接头的毛坯孔内安装钢板条，并点焊牢固，采用无线智能测头与激光跟踪仪测量定位孔中心，并在钢板条上进行样冲标记；采用钢规以孔中心为圆心，按设计图纸半径划出需加工的孔圆，调整所有孔均有足够的加工余量。
16.进一步地，在所述s3的步骤中，无线智能测头与激光跟踪仪的测量不确定度≤40μm+5μm/m。
17.进一步地，在所述s4的步骤中，臂架结构件毛胚同一端的两组孔轴线距离和设计图纸尺寸距离的距离偏差＜0.1mm，臂架结构件毛胚上所有孔的轴线相对于基准线的垂直度和平行度偏差是否＜0.3mm。
18.进一步地，在所述s5的步骤中，镗孔设备安装包括以下步骤：将一字支撑焊接在臂架结构件毛胚上，镗杆穿过一字支撑上的轴承，再安装主轴箱体和进给箱体；以步骤s3所划基准圆为基准，通过调节一字支撑上的中心调节螺母，使镗杆与基准圆同心。
19.进一步地，在所述s5的步骤中，在臂架结构件毛胚的接头上定位安装镗孔设备之后还包括：采用激光跟踪仪和无线智能测头对定位后的所有镗杆在接头位置处进行定位测量，检测所有镗杆的定位尺寸、垂直度、平行度是否均满足步骤s4中所述偏差要求。
20.进一步地，在所述s6的步骤中，依次对臂架结构件毛胚上所有孔组进行镗孔加工包括以下步骤：依次对所有接头的孔进行粗镗加工，使用激光跟踪仪对粗加工的孔进行定位复测；若臂架结构件毛胚同一端的两组孔轴线距离偏差＞0.1mm，或者孔系中的所有孔轴线相对于基准线的垂直度和平行度偏差＞0.3mm，则按照所述s5中的步骤再次调节镗杆的中心位置；若臂架结构件毛胚同一端的两组孔轴线距离偏差＜0.1mm，且孔系中的所有孔轴线相对于基准线的垂直度和平行度偏差＜0.3mm，则完成后续的精镗加工。
21.本发明技术方案，具有如下优点：本发明提供的多孔组臂架结构件的同步镗孔方法，采用高精度的激光跟踪仪测量设备，通过全过程控制划线、定位、粗加工等步骤的精度，并采取及时纠偏措施，实现大型臂架结构件孔系的便携式加工，所有孔组的孔径偏差、距离偏差以及形位偏差均能满足图纸要求。由于采用多套镗孔设备同时定位、同时加工，在保证精度的同时，也提高了加工工效。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
23.图1为本发明实施例提供的多孔组臂架结构件的同步镗孔方法的示意图；
24.图2为图1中的局部放大图；
25.图3为本发明实施例提供的多孔组臂架结构件的同步镗孔方法中安装镗孔设备的示意图；
26.图4为图3中的局部放大示意图；
27.图5为本发明实施例提供的多孔组臂架结构件的同步镗孔方法中过程测量控制的示意图；
28.图6为本发明实施例提供的多孔组臂架结构件的同步镗孔方法中最终检测的示意图。
29.附图标记说明：1、臂架结构件毛胚；2、激光跟踪仪；3、控制电脑；4、智能无线测头；5、钢板条；6、基准圆；7、镗孔设备；7.1、一字支撑；7.2、镗杆；7.3、轴承；7.4、主轴箱体；7.5、进给箱体；7.6、中心调节螺母；8、加工完成的孔。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.如图1－6所示的一种多孔组臂架结构件的同步镗孔方法，用于超大尺寸臂架结构件上多组孔的同步镗孔加工，该方法具体包括以下步骤：
34.步骤s1、将待打孔的臂架结构件毛坯1置于刚性平台上，并采用夹具与刚性平台固定，以保证后续镗孔加工稳定性。其中，刚性平台宜选择带t型螺栓槽的刚性平台，应至少对臂架结构件毛坯1四角进行压紧固定。
35.步骤s2、在臂架结构件毛胚1的一侧安装激光跟踪仪2，将激光跟踪仪2与控制电脑3连接，并使激光跟踪仪2和臂架结构件毛胚1上的所有需要测量的接头之间均无障碍物。臂架结构件毛胚1上需测量的所有接头和激光跟踪仪2都透光，可以保证加工完成后所有孔均可使用激光跟踪仪2进行精确测量。
36.步骤s3、使用带测针的无线智能测头4，与激光跟踪仪2配合，在激光跟踪仪2自身坐标系下，依据设计图纸尺寸，测量定位划出臂架结构件毛胚1所有接头所需加工孔的圆心和基准圆6；
37.步骤s4、使用激光跟踪仪2和无线智能测头4复测各孔基准圆6的尺寸和定位，控制臂架结构件毛胚1同一端的两组孔轴线距离偏差＜0.1mm，孔系中的所有孔轴线相对于基准线的垂直度和平行度偏差＜0.3mm；
38.步骤s5、基准圆6的定位复测合格后，定位安装镗孔设备7，控制镗杆7.2与基准圆6同心度偏差＜0.05mm；
39.步骤s6、依次对结构件孔系中的各组孔进行镗孔加工；
40.步骤s7、加工完成后，拆除镗孔设备7，使用千分尺测量孔径，使用激光跟踪仪4对加工完成的孔8的空间定位尺寸进行最终检验。
41.在步骤s3中，所述孔及孔中心定位包括以下步骤：在臂架结构件毛胚1两端所有接头的毛坯孔内安装钢板条5，并点焊固定；使用无线智能测头4与激光跟踪仪2测量定位孔中心，并在钢板条上进行样冲标记，无线智能测头4与激光跟踪仪2的测量不确定度≤40μm+5μm/m；使用钢规以孔中心为圆心，按图纸半径划出需加工的基准圆6，应调整使所有孔均有足够的加工余量，加工余量一般不应＜2mm。
42.在步骤s5中，所述镗孔设备的安装包括以下步骤：将两个一字支撑7.1分别焊接在臂架结构件毛坯1上同一组孔的两个接头上，镗杆7.2穿过一字支撑7.1上的轴承7.3，并伸出同组孔两个接头的外侧0.5m－1m，再安装主轴箱体7.4和进给箱体7.5等。以步骤s3中所划基准圆6为基准，通过调节一字支撑7.1上的中心调节螺母7.6，使镗杆7.2与基准圆6同心，同心度偏差＜0.05mm；调整完成后，使用激光跟踪仪2和无线智能测头4对定位后的所有镗杆7.2在接头附近进行定位测量，通过检测保证所有镗杆7.2的定位尺寸、垂直度、平行度等均满足步骤s4所述的偏差要求。
43.在步骤s6中，所述镗孔加工包括以下步骤：依次对各组孔进行粗镗加工，粗镗以完成加工余量的50％，在精镗孔前，使用激光跟踪仪2对粗加工的孔进行定位复测，复测时不需拆除镗孔设备7，利用无线智能测头4的加长测针，即可测量出加工过程中的孔内壁数据，通过控制电脑3分析，如臂架结构件毛坯1同一端的两组孔轴线距离偏差＞0.1mm，或孔系中的所有孔轴线相对于基准线的垂直度和平行度偏差＞0.3mm，则按步骤s5所述方法进一步微调镗杆7.2中心定位，再完成后续精加工。
44.采用本发明的多孔组臂架结构件的同步镗孔方法，应用高精度的激光跟踪仪测量设备，通过全过程控制划线、定位、粗加工等的精度，并采取及时纠偏措施，实现大型臂架结构件孔系的便携式加工，所有孔组的孔径偏差、距离偏差以及形位偏差均能满足图纸要求。由于采用多套镗孔设备7同时定位、同时加工，在保证精度的同时，也提高了加工工效。
45.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。