悬索桥散索鞍下承板的加工夹具及加工方法

摘要

本发明公开了一种悬索桥散索鞍下承板的加工夹具及加工方法，属于机械零部件加工领域。加工夹具包括支撑组件和多个夹紧组件，支撑组件可用于支撑下承板毛坯，夹紧组件从下承板毛坯的侧面将下承板夹紧，与现有技术中采用压板从下承板毛坯的顶面将下承板压紧相比，可以防止从下承板的上部挤压下承板，导致下承板变形，防止下承板的基准面发生改变，保证销孔的位置精度和圆弧凸面的尺寸精度。同时，在对下承板的各个侧面进行加工时，无需拆卸夹紧组件，只需调节顶紧螺栓即可，便于拆卸、安装。

说明书

技术领域

本发明涉及机械零部件加工领域，特别涉及一种悬索桥散索鞍下承板的加工夹具及加工方法。

背景技术

散索鞍是悬索桥主缆的主要受力和传力的构件，其主要作用是支承主缆、平顺改变主缆线形并将主缆的索股发散到锚碇处锚固。因散索鞍在大桥建设期间和成桥后均需要在顺桥向能有一定位移适应功能，因此一般在散索鞍底部设置有摆动副，使散索鞍鞍体能够顺桥向摆动，摆动副由上承板、下承板和连接锥销组成，在下承板顶面设置有圆弧凸面，上承板平面绕下承板圆弧凸面摆动来适应鞍座的纵向位移。

下承板为长条形六面体结构，顶面为圆弧凸面，其余五个面为平面，在下承板中间部位设计有多个销孔，下承板的精度主要包括各表面平面度、定位销孔的位置精度和圆弧凸面的形状精度。由于下承板的精度高低直接影响散索鞍的摆动和主缆的受力状态，因此对于下承板的制造精度要求非常高。目前采用的下承板的加工方法为先将下承板毛坯的六个面加工成平面，在下承板上加工出销孔，然后采用数控铣床将下承板毛坯的顶面加工成圆弧凸面，再人工打磨圆弧凸面。

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：

由于现有技术中，在加工下承板时，通常是采用压板将下承板压紧，下承板容易发生变形，导致下承板的基准面发生改变，销孔的位置精度和圆弧凸面的尺寸精度难以保证。

发明内容

为了解决现有技术销孔的位置精度和圆弧凸面的尺寸精度难以保证的问题，本发明实施例提供了一种悬索桥散索鞍下承板的加工夹具及加工方法。所述技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种悬索桥散索鞍下承板的加工夹具，所述加工夹具包括支撑组件和多个夹紧组件，所述支撑组件包括底板和多个垫块，所述底板具有相对的第一平面和第二平面，每个所述垫块均具有相对的顶面和底面，所述多个垫块沿同一条直线间隔排布在所述第一平面上，所述多个垫块的底面均与所述底板的第一平面贴合，所述多个垫块的顶面共面且与所述第二平面平行，每个所述垫块上均设有一个夹紧组件，每个所述夹紧组件均包括第一侧板、第二侧板和顶紧螺栓，所述第一侧板和所述第二侧板均正对间隔设置在所述垫块上，所述第一侧板和所述第二侧板的板面均与所述垫块的顶面垂直，且所述第一侧板和所述第二侧板的板面平行于所述多个垫块排布的方向，所述多个垫块上的所述第一侧板均位于同一平面内，所述多个垫块上的所述第二侧板均位于同一平面内，所述第一侧板上设有螺纹通孔，所述顶紧螺栓通过所述螺纹通孔与所述第一侧板螺纹连接。

进一步地，所述多个垫块等间距排布。

第二方面，本发明提供了一种悬索桥散索鞍下承板的加工方法，所述加工方法采用如第一方面所述的加工夹具，所述加工方法包括：

提供一下承板毛坯，所述下承板毛坯呈长方体板状，所述下承板毛坯具有四个侧面和两个端面，所述四个侧面包括相对的第一侧面和第二侧面、相对的第三侧面和第四侧面，所述第一侧面和所述第三侧面垂直；

将所述下承板毛坯装夹在加工夹具中，分别将所述下承板毛坯的四个侧面和两个端面加工为平面；

在所述下承板毛坯上加工多个销孔，所述多个销孔的排列方向与相邻的两个所述侧面的交线平行，所述销孔贯穿所述第一侧面和所述第二侧面；

将所述第二侧面加工成凸面，所述凸面在所述第三侧面上的正投影为折线，所述折线包括平直段和分别连接在所述平直段两端的两个倾斜段，所述平直段与所述第一侧面平行，所述两个倾斜段关于所述平直段的中垂线对称；

将所述凸面加工成圆弧凸面。

进一步地，所述将所述下承板毛坯装夹在加工夹具中，包括：

将所述下承板毛坯放置在第一侧板和第二侧板之间，使所述下承板毛坯的一个侧面与所述垫块的顶面接触，使所述下承板毛坯的另一侧面与所述第二侧板接触；

旋紧顶紧螺栓，使所述顶紧螺栓顶紧所述下承板毛坯。

进一步地，在所述将所述第二侧面加工成凸面之前，所述加工方法还包括：

在热处理炉内对所述下承板毛坯进行退火处理。

进一步地，退火温度不超过520℃。

进一步地，在所述将所述第二侧面加工成凸面之后，所述加工方法还包括：

再次加工所述下承板毛坯的四个侧面和两个端面。

进一步地，在所述将所述第二侧面加工成凸面之后，所述加工方法还包括：

对所述多个销孔进行扩孔加工。

进一步地，所述将所述凸面加工成圆弧凸面，包括：

采用砂轮机修磨所述第二侧面，以将所述第二侧面加工成圆弧凸面。

进一步地，所述加工方法还包括：

采用圆弧样板检测所述圆弧凸面的尺寸。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过设置加工夹具，加工夹具包括支撑组件和多个夹紧组件，支撑组件可用于支撑下承板毛坯，夹紧组件从下承板毛坯的侧面将下承板夹紧，与现有技术中采用压板从下承板毛坯的顶面将下承板压紧相比，可以防止从下承板的上部挤压下承板，导致下承板变形，防止下承板的基准面发生改变，保证销孔的位置精度和圆弧凸面的尺寸精度。同时，在对下承板的各个侧面进行加工时，无需拆卸夹紧组件，只需调节顶紧螺栓即可，便于拆卸、安装。

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悬索桥散索鞍下承板的加工夹具的使用示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种悬索桥散索鞍下承板的加工方法的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种下承板毛坯的结构示意图；

图5是图4的A-A截面图；

图6是本发明实施例提供的另一种下承板毛坯的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种圆弧样板的结构示意图。

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悬索桥散索鞍下承板的加工夹具的使用示意图，如图1所示，加工夹具包括支撑组件100和多个夹紧组件200，支撑组件100包括底板110和多个垫块120，底板110包括相对的第一平面111和第二平面112，每个垫块120均具有相对的顶面121和底面122，多个垫块120沿同一条直线间隔排布在第一平面111上，多个垫块120的底面122均与底板的第一平面111贴合，多个垫块120的顶面121共面且与第二平面112平行，每个垫块120上均设有一个夹紧组件200。

图2是图1的俯视图。如图2所示，夹紧组件200包括第一侧板210、第二侧板220和顶紧螺栓230，第一侧板210和第二侧板220均正对间隔设置在垫块120上，第一侧板210和第二侧板220的板面均与垫块120的顶面121垂直，且第一侧板210和第二侧板220的板面平行于多个垫块120排布的方向，多个垫块120上的第一侧板210均位于同一平面内，多个垫块120上的第二侧板220均位于同一平面内，第一侧板210上设有螺纹通孔(图中未示出)，顶紧螺栓230通过螺纹通孔与第一侧板210螺纹连接。

具体地，下承板毛坯3设置在多个垫块120上，且下承板毛坯3的一侧与第二侧板220接触，另一侧由顶紧螺栓230顶紧。第一侧板210和第二侧板220通过螺栓固定在垫块120上。其中，垫块120的数量可以根据下承板毛坯3的长度进行设置。

本发明实施例通过设置加工夹具，加工夹具包括支撑组件和多个夹紧组件，支撑组件可用于支撑下承板毛坯，夹紧组件从下承板毛坯的侧面将下承板夹紧，与现有技术中采用压板从下承板毛坯的顶面将下承板压紧相比，可以防止从下承板的上部挤压下承板，导致下承板变形，防止下承板的基准面发生改变，保证销孔的位置精度和圆弧凸面的尺寸精度。同时，在对下承板的各个侧面进行加工时，无需拆卸夹紧组件，只需调节顶紧螺栓即可，便于拆卸、安装。

进一步地，多个垫块210等间距排布，以使得下承板毛坯3受到均匀的支撑力，防止下承板毛坯3发生形变。

优选地，相邻两个垫块210之间间隔0.6～0.8m。在本实施例中相邻两个垫块210之间间隔0.7m，以对下承板毛坯3进行更好的支撑。

本发明实施例提供了一种悬索桥散索鞍下承板的加工方法，该加工方法采用上述实施例中的加工夹具，图3是本发明实施例提供的一种悬索桥散索鞍下承板的加工方法的方法流程图，如图3所示，该加工方法包括：

步骤301、提供一下承板毛坯。

下承板毛坯3呈长方体板状，下承板毛坯具有四个侧面和两个端面，如图1和图2所示，四个侧面包括相对的第一侧面3a和第二侧面3b、相对的第三侧面3c和第四侧面3d，两个端面包括相对的第一端面3e和第二端面3f，第一侧面3a、第三侧面3c和第一端面3e两两垂直。

步骤302、将下承板毛坯装夹在加工夹具中。

具体地，如图2所示，将下承板毛坯3放置在第一侧板210和第二侧板220之间，使下承板毛坯3的第一侧面3a与垫块120的顶面121接触，使下承板毛坯3的第三侧面3c与第二侧板220接触。

旋紧顶紧螺栓230，使顶紧螺栓230顶紧下承板毛坯3。

步骤303、分别将下承板毛坯的四个侧面和两个端面分别加工为平面。

具体地，步骤303包括：

第一步，使第一侧面3a与垫块120的顶面121接触，加工下承板毛坯3的第二侧面3b；

第二步，将下承板毛坯3旋转90°，使第三侧面3c与垫块120的顶面121接触，加工第四侧面3d；

第三步，将下承板毛坯3旋转90°，使第二侧面1b与垫块120的顶面121接触，加工第一侧面3a；

第四步，将下承板毛坯3旋转90°，使第四侧面3d与垫块120的顶面121接触，加工第三侧面3c；

第五步，加工下承板毛坯3的第一端面3e和第二端面3f。

其中，将装夹有下承板毛坯3的加工夹具放置在数控铣床上，在数控铣床的主轴上装夹面铣刀，通过面铣刀粗加工下承板毛坯3的四个侧面和两个端面。且在执行完步骤305后，下承板毛坯3的四个侧面和两个端面均留有加工余量，且加工余量均为5mm。

步骤304、在下承板毛坯的中部加工多个销孔。

其中，多个销孔的排列方向与相邻的两个侧面的交线平行，多个销孔贯穿第一侧面和第二侧面。

具体地，将下承板毛坯3的第一侧面3a与垫块120接触，在沿下承板毛坯3上，采用麻花钻沿下承板毛坯3的长度方向粗加工出多个贯穿第一侧面3a和第二侧面3b的销孔，销孔留5mm加工余量。

图4是本发明实施例提供的一种下承板毛坯的结构示意图，图5是图4的A-A截面图，如图4和图5所示，下承板毛坯3的中部沿其长度方向加工有8个等距间隔设置的销孔4。其中多个销孔4的个数以及间隔可以根据实际需要进行设置。

进一步地，在执行步骤304之后，执行步骤305之前，该加工方法还可以包括：

在热处理炉内对下承板毛坯3进行退火处理。其中，退火温度不超过520℃。防止温度过高，下承板毛坯3发生形变。且对下承板毛坯3进行退火处理可以消除加工应力。在具体退火过程中，退火温度可以根据实际需要进行设置。

进一步地，该加工方法还包括：

再次加工下承板毛坯3的四个侧面和两个端面。

具体地，采用面铣刀精加工下承板毛坯3的四个侧面和两个端面，以去除下承板毛坯3的四个侧面和两个端面的5mm的加工余量，提高下承板毛坯3的四个侧面和两个端面的加工精度。

对多个销孔进行扩孔加工。

具体地，采用麻花钻对多个销孔进行精加工，以去除下承板毛坯3的销孔留有的5mm的加工余量，提高下承板毛坯3的销孔的加工精度。

步骤305、将第二侧面加工成凸面。

具体地，图6是本发明实施例提供的另一种下承板毛坯的结构示意图，如图6所示，加工出的凸面30在第三侧面1c上的正投影为折线，折线包括平直段31和分别连接在平直段31两端的两个倾斜段32，两个倾斜段32关于平直段31的中垂线对称。

步骤306、将凸面加工成圆弧凸面。

在本实施例中，采用砂轮机修磨第二侧面，以将第二侧面加工成圆弧凸面，最终得到下承板。加工出圆弧凸面之后还可以采用圆弧样板检测圆弧凸面的尺寸。图7是本发明实施例提供的一种圆弧样板的结构示意图，如图7所示，圆弧样板5中部设有一端圆弧凹面51，该圆弧凹面51用于检测下承板的圆弧凸面的尺寸。

本发明实施例通过采用该加工夹具将下承板毛坯3装夹，将下承板毛坯3的四个侧面和两个端面分别加工为平面，在下承板毛坯3的中部加工多个销孔，可以保证下承板毛坯3的加工精度，同时本发明实施例中先将下承板毛坯3的第二侧面加工成凸面，可以减小后续加工的加工余量，再将该凸面加工成圆弧凸面，使得加工出的圆弧凸面的加工精度更高，以满足下承板的制造精度要求。

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。