一种纳米铝合金楔型线夹的制造方法与流程

本申请涉及电力金具，尤其涉及一种纳米铝合金楔型线夹的制造方法。

背景技术：

1、楔型线夹作为输电线路核心连接金具，其性能直接决定线路运行稳定性，需同时满足纳米材料性能高强度、高导电、耐大气腐蚀及楔形腰孔与楔芯的精密配合要求。现有技术存在以下核心缺陷：

2、1、传统铝合金楔型线夹依赖普通铸造工艺，抗拉强度仅280-320mpa，无法适配特高压线路重载需求；采用纳米颗粒增强改性时，易出现纳米相团聚，导致材料性能波动，且铸造过程中易产生气孔、缩松缺陷。

3、2、楔形腰孔作为线夹核心受力部位，其加工精度直接影响夹持稳定性，现有工艺多采用普通铣削+磨削，存在表面粗糙度ra≥1.2μm、尺寸公差±0.05mm以上的问题，且干切削或传统浇注润滑会导致加工热损伤，引发腰孔边缘微裂纹降低线夹疲劳寿命；深径楔形微孔加工易出现熔融物堵塞、孔壁不光滑等问题。

4、3、工艺协同性差，纳米铝合金制备、锻造成型与腰孔精加工脱节，导致纳米相分散不均、成型后加工变形量大，无法兼顾线夹力学性能与装配精度的问题。

5、4、采用数控加工中心绕铣效率低的情况，直接影响产能提升，生产周期长不能按期交货，造成逾期的不良行为。

6、因此，开发一种兼顾纳米铝合金均匀改性、锻造致密成型与楔形腰孔高精度加工的一体化工艺，成为提升楔型线夹服役可靠性的关键。

技术实现思路

1、为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种纳米铝合金楔型线夹的制造方法。

2、根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种纳米铝合金楔型线夹的制造方法，包括以下步骤：

3、s1、下料：将纳米改性铝合金挤压型材棒料切割为坯段；s2、制坯：将所述坯段加工为锻前毛坯；s3、精密模锻：采用成型模具对所述锻前毛坯进行热模锻造，获得具有楔形腰孔预制形状的锻坯；s4、切边：切除所述锻坯的飞边；s5、热处理：对切边后的所述锻坯进行固溶、时效处理；s6、制孔：在热处理后的所述锻坯上加工出定位基准孔；s7、精密铣加工：将带有定位基准孔的所述锻坯装夹于数控车床上，由固定安装于所述数控车床中拖板上的数控分度头驱动工件旋转分度，同时所述锻坯的起始角度边的r弧圆心轴线，和数控车床的c轴夹持的铣刀圆心与a轴分度盘中心形成的连线重合，对所述锻坯进行旋转铣削加工，形成楔形腰孔成品。

4、进一步地，所述步骤s3中，所述成型模具设置有虎口限位结构，所述虎口限位结构为分别位于模具上模和下模的相互配合的凸起与凹槽，合模时所述凸起嵌入所述凹槽，用于限制所述锻坯在水平方向上的相对错移量。

5、进一步地，所述数控分度头通过过渡安装板固定连接于所述数控车床的中拖板上表面，所述数控分度头的旋转轴线与所述数控车床的z轴平行，所述数控分度头的夹持端朝向所述数控车床的主轴方向，且所述数控分度头的控制信号线缆与所述数控车床的四轴控制面板通讯接口连接。

6、进一步地，所述数控分度头的分度精度≤5″；所述四轴联动中，所述x轴为径向进给轴、所述z轴为轴向进给轴、所述c轴为所述数控车床主轴的旋转轴、所述a轴为所述数控分度头的分度旋转轴，四个运动轴在同一个加工程序中按预设的进给速率和位移量协同运动。

7、进一步地，所述步骤s7中，所述四轴联动系统设置有闭环补偿模块，所述闭环补偿模块通过在线测量装置检测刀具实时位置，并将位置偏差信号反馈至数控系统，由所述数控系统输出补偿脉冲至各运动轴的驱动单元，补偿精度≤0.002mm。

8、进一步地，加工完成后的所述楔形腰孔成品，腰孔锥度误差≤0.01mm，孔壁表面粗糙度ra≤0.4μm，腰孔尺寸公差为±0.02mm。

9、进一步地，所述步骤s5中，固溶处理的温度为530℃～565℃，保温时间为2～4小时，随后下水冷却至室温；所述步骤s5中，时效处理的温度为180℃±3℃，保温时间为8～10小时，随后空冷。

10、采用本申请实施例中提供的一种纳米铝合金楔型线夹的制造方法，本申请将纳米铝合金锻前毛坯制备、锻造致密成型与腰孔精加工有机衔接，利用锻造后的余热或预先设计精加工基准，有效减少了成型后的加工变形量，实现了纳米相均匀分布与精密轮廓的一次性协同保障。在不改变纳米材料核心制作锻造工艺，产品采用纳米改性铝合金挤压型材、精密模锻、机加工、热处理的生产工艺情况下，采用数控车床结合四轴数控分度盘旋转铣加工工艺，实现批量量产，效率提升十多倍。

1.一种纳米铝合金楔型线夹的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的纳米铝合金楔型线夹的制造方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述成型模具设置有虎口限位结构，所述虎口限位结构为分别位于模具上模和下模的相互配合的凸起与凹槽，合模时所述凸起嵌入所述凹槽，用于限制所述锻坯在水平方向上的相对错移量。

3.根据权利要求1所述的纳米铝合金楔型线夹的制造方法，其特征在于，所述数控分度头通过过渡安装板固定连接于所述数控车床的中拖板上表面，所述数控分度头的旋转轴线与所述数控车床的z轴平行，所述数控分度头的夹持端朝向所述数控车床的主轴方向，且所述数控分度头的控制信号线缆与所述数控车床的四轴控制面板通讯接口连接。

4.根据权利要求3所述的纳米铝合金楔型线夹的制造方法，其特征在于，所述数控分度头的分度精度≤5″；所述四轴联动中，所述x轴为径向进给轴、所述z轴为轴向进给轴、所述c轴为所述数控车床主轴的旋转轴、所述a轴为所述数控分度头的分度旋转轴，四个运动轴在同一个加工程序中按预设的进给速率和位移量协同运动。

5.根据权利要求1所述的纳米铝合金楔型线夹的制造方法，其特征在于，所述步骤s7中，所述四轴联动系统设置有闭环补偿模块，所述闭环补偿模块通过在线测量装置检测刀具实时位置，并将位置偏差信号反馈至数控系统，由所述数控系统输出补偿脉冲至各运动轴的驱动单元，补偿精度≤0.002mm。

6.根据权利要求5所述的纳米铝合金楔型线夹的制造方法，其特征在于，加工完成后的所述楔形腰孔成品，腰孔锥度误差≤0.01mm，孔壁表面粗糙度ra≤0.4μm，腰孔尺寸公差为±0.02mm。

7.根据权利要求1所述的纳米铝合金楔型线夹的制造方法，其特征在于，所述步骤s5中，固溶的温度为530℃～565℃，保温时间为2～4小时，随后下水冷却至室温；所述步骤s5中，时效的温度为180℃±3℃，保温时间为8～10小时，随后空冷。