李永合　陈治良　黄永玖

摘 要：由于现有加工设备制造能力的限制，对于桥梁拉索安装和施工过程中常用的大直径、大螺距、超长度、全梯形螺纹拉杆的加工通常存在较大的难度，普通的加工方法无法满足生产要求。针对加工此类构件生产工艺中存在的问题，提出了解决方法并详细描述了工艺流程和加工步骤。通过实际生产实践证明该工艺步骤可有效解决了大直径、大螺距、超长度、全梯形螺纹拉杆的加工制造问题，具有较好的效果和产品质量。

关键词：大直径；大螺距；超长度；全梯形螺纹；工艺退刀槽；定位套筒

中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）21-0113-03

Abstract： Due to the limitation of the manufacturing capacity of the existing processing equipment， it is usually difficult to process the large diameter， large pitch， super length and full trapezoidal thread rod which are commonly used in the installation and construction of bridge cables. Ordinary processing methods can not meet the requirements of production. In view of the problems existing in the manufacturing process of this kind of component， the solution is put forward and the technological process and processing steps are described in detail. It is proved by practical production that the process can effectively solve the manufacturing problems of large diameter， large pitch， super length and full trapezoidal thread rod， and has better effect and product quality.

Keywords： large diameter； large pitch； super length； full trapezoidal thread； technological receding groove； locating sleeve

1 概述

桥梁拉索由于其具有长度长、质量重、张拉力大等特点，因此在一些大型桥梁拉索的安装及调节过程中经常会用到大直径、大螺距、超长度的全梯形螺纹拉杆来进行张拉操作。由于目前很难找到主轴孔径>φ200且有效行程≥4米或主轴孔径虽小但有效行程达到8米的车床，此类构件螺纹的加工超出了现有设备行程范围，因此其生产制作存在较大的难度。

常规加工长拉杆全螺纹的方式有两种：一种是采用一夹一顶的方式，一次性或分段（增加过渡套筒分段辅助支撑加强车削刚度）加工出来；另外一种则是通过使用主轴孔径比拉杆螺纹的外径大，有效加工行程>1/2拉杆总长度的设备，先把拉杆近一半的长度伸进主轴孔，然后采用一夹一顶对两头进行依次加工，同时保证两边螺纹的螺旋线可以完全接合的方式来加工螺纹。

由于设备的制造能力的限制，普通的生产工艺对于大直径、大螺距、超长度、全梯形螺纹拉杆的加工还存在较多的问题，主要有以下方面：

（1）拉杆直径比车床床头箱主轴孔径大，无法将拉杆穿入主轴孔来采用一夹一顶两头车的加工方式，较难解决夹持位并保证加工对象的螺纹总长度的问题。

（2）拉杆总长度大大超出车床有效行程长度，无法使用常规一夹一顶的加工方式来加工外圆和螺纹，没有较为合理的装夹方式来完成加工。

（3）两头依次加工，但零件两头端面一面被夹爪夹持，另一面则置于导轨末端溜板箱行程之外，全梯形螺纹的拉杆无法完成起刀和退刀操作。

（4）总长径比接近40：1的全螺纹拉杆，加工过程较难避免振刀情况，加工过程及质量控制难以保证。

2 方案制定

通过对上述问题进行分析，对拉杆螺纹的加工进行研究，得出了一种新的加工方法，能够确保大型桥梁拉索的顺利安装和调节。为了解决以上的问题，本文提出一种通过增加定位套筒作为辅助工具，同时在拉杆设计时增加加工工艺退刀槽来改变传统装夹加工方式，使得大直径的超长拉杆在无法穿过车床主轴孔的工况下，通过一夹一支撑和扶持的夹持工艺，分两段进行加工并在拉杆的中部进行螺纹接合，从而完成整根拉杆的全梯形螺纹加工制作的方法，解决方法如下：

2.1 预留夹持长度

因为拉杆直径大于主轴孔，无法使用穿过主轴孔后再一夹一顶的方式加工，所以拉杆在使用圆钢棒下料时就要在两端预留出夹持长度，以便车床夹持，不影响加工段的有效长度。

2.2 增加辅助工装

因为夹持在卡盘上的部分仅仅是拉杆一端预留出的夹持长度的一部分，伸出夹爪外的拉杆长度=整根拉杆实际长度+另一端需要预留的夹持长度+两端靠近夹爪处所需要的两个退刀槽长度，所以單靠卡盘和夹爪的夹持力根本无法满足夹持要求，因此需要增加一个定位套筒（如图1）来辅助完成车床导轨末端处的拉杆不规则外圆与中心扶架撑脚处的过渡支撑，使拉杆旋转时即能保证中心架支撑接触点的圆度又能够保证支撑强度（整体装夹示意图如图2），让卡盘和中心扶架之间的部分满足加工刚度要求。

2.3 增加工艺退刀槽

在拉杆中段设计出工艺退刀槽，退刀槽的宽度应比螺距约长5mm，且工艺退刀槽的槽底直径与螺纹底径一致，不至于降低拉杆最小直径的强度。

2.4 减少加工段的长径比

通过装夹方式的设定和中段工艺退刀槽设置，使加工时加工段的长径比约减少至原来的一半，即20：1。

2.5 灵活运用加工方法避免振刀

在加工过程中还可通过变换转数、调整切削参数及车刀角度等措施的灵活运用来有效避免振刀发生。

3 工艺流程

在选取了大直径、大螺距、超长度、全梯形螺纹拉杆合理的装夹方式和工艺退刀槽设计后，在生产加工制作过程中可通过以下的操作过程确保拉杆的加工质量。

3.1 工装辅具校正

我们采用的方法是先用四爪卡盘对定位套筒进行夹持校正，把定位套筒的直线度及圆跳动都控制在0.01mm以内，然后把中心架三个支撑脚及底座螺栓放松，将中心架推至定位套筒的中间扶持段，上紧中心架底座螺栓，启动设备使定位套筒旋转，随后调整中心架的支撑脚，使支撑脚接触并找正定位套筒外圆，确定定位套筒旋转轴心位置后锁紧中心架的支撑脚，使支撑脚的位置完全固定。最后松开中心架上半部和车床夹爪，卸下定位套筒，再松开中心架底座螺栓，将中心架平推至车床导轨后端后锁紧底座（如图3）。此举主要是解决后期定位套筒套上拉杆后，其在中心架上旋转的轴心与车床主轴轴心一致，加工时可尽量避免加工后的外圆产生锥度。

3.2 拉杆的装夹与校正

将待加工的拉杆用吊索拴好，行吊吊起后套上定位套筒，把中心架的上半部分抬起，拉杆一端伸进大致调好位置的夹爪中；移动套在拉杆上定位套筒的位置，将定位套筒中间外圆架在中心架的支撑脚上（见图4），调节定位套筒上两侧共12颗螺钉，使拉杆的轴心尽量与定位套筒轴心重合后锁紧螺钉。具体测量方法就是用深度尺测量定位套筒外圆到拉杆外圆的距离，两侧共八个方向的数值应基本一致。合上中心架的上半部分后，紧接着校正夹爪夹持的一端并夹紧。

3.3 粗加工

先量取长度后用切槽刀分别在拉杆中段处和卡盘端切出中段退刀槽和夹持一端的端头退刀槽（见图4），退刀槽的槽底直径与螺纹底径一致；从拉杆中段工艺退刀槽处