一种梭形管的加工工法.pdf

本发明公开了一种梭形管的加工工法，包括步骤(一)准备四片钢板；步骤(二)放样下料；步骤(三)数控切割：数控画线、纵向圆弧度等分线切割下料，喷粉画线，开好四周坡口；步骤(四)压制加工：(1)使用包括上、下模的成形模以及延伸压模；(2)先用上、下模和延伸压模去压两个侧面，然后由两侧向中间下压；(3)下压时，先压出横向半圆的圆弧度，再压出纵向圆弧度；边压边用横向和纵向圆弧样板去检查横向和纵向圆弧度；直至纵向和横向样板与相应圆弧处的误差小于±13mm；且两个侧面线组成的平面要与中心轴在同一个平面上；步骤(五)组装；最终得到所述梭形管。本发明的梭形管的加工工法简单，加工步骤简洁，耗时间短，有效节约了加工成本。

1、  一种梭形管的加工工法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(一)，准备四片钢板；
步骤(二)，放样下料，包括：
将梭形管中间最大直径处按其十字中心线(39)分为左右两段，第一半截管(5)和第二半截管(6)；
每个半截管沿其十字中心线(38)各再分为对称的两片，即第一片(1)和第二片(2)，第三片(3)和第四片(4)；
在每一片沿钢板纵向按100～150mm等间距沿纵向等分成各个不同半径圆弧的测量位置；
将以上每相邻两根圆弧测量位置之间按锥形管放样展开；再将两侧展开的相应点分别圆滑地连接起来，此即为两侧面的展开线；
将以上每条圆弧展开的位置线打上洋冲眼，此即为横向半圆弧加工线(25)；
将以上每条圆弧展开的位置线从圆弧中间点开始等分，并将这些相应等分点各自沿纵向连接起来，此即为纵向圆弧度的加工线(26)；
将对称的两片对称下料，画出圆弧两侧及大小头处的坡口形式；
步骤(三)数控切割：沿纵向圆弧度等分线(26)喷粉画线，然后切割四周并开好四周坡口；
步骤(四)压制加工：
使用包括上、下模(31)和(32)的成形模以及延伸压模(36)；
先用上、下模(31)、(32)和延伸压模(36)去压每片钢板的两个侧面，然后从两侧向中间下压；
下压时，先压出横向半圆的圆弧度，再压出纵向圆弧度；边压边用横向和纵向圆弧样板去检查横向和纵向圆弧度；反复纵、横向压制和用纵、横向样板检查，直至纵向和横向样板与相应圆弧处的误差小于±₁³mm；且两个侧面线组成的平面要与十字中心线(38)在同一平面上；
步骤(五)组装：
将压制好的同一个半截管的两片组装焊接；
将压制好的另一个半截管的两片组装焊接；
将两个半截管组装焊接，最终得到所述梭形管。

一种梭形管的加工工法
技术领域
本发明涉及建筑钢结构领域中的钢构件加工工法，特别是一种大型的梭形管的加工工法。
背景技术
梭形管是一个二头细、中间粗、形状似橄榄形的杆件。即该种构件沿横向截面是圆形，沿纵向也有一定的曲率。它是武汉火车站钢结构柱节点球与桁架的主要连接构件，见下图1。其质量的好坏，直接影响到结构的强度与外观。尤其是外观，设计效果与古建筑排山桁架之间的连杆相似：二头小、中间鼓。因此加工要求和成形的技术含量都相当高。它的长度、两端、中间尺寸都不一样；它的基本规格是：厚18毫米、两端直径240～319左右、中间直径400-500左右、长度1.5米～3.5米不一。在北京北站工程中要求在短时间内制作大量的多品种的梭形管，数量有280根，而分成加工单件就有1120片，其中有720片尺寸不一样。
按传统工艺中，有两种加工方法：
第一、浇铸法，浇铸必须要造型，橄榄形的造型加上中间空洞壁厚保证18毫米相当难控制；并且品种之多，光洁度要求也高。所以从效益、效率、交货时间方面考虑都不行。
第二、用整根橄榄形成形模，进行压制，且在做模具过程中，还要将弹性变形系数考虑进去。所以，加工的难度也比较高。而加工模具的代价是本工件代价的十倍以上，且品种有360种。所以从经济价值方面根本不可行。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种梭形管的加工工法。
技术方案：本发明公开了一种梭形管的加工工法，包括以下步骤：
步骤(一)，准备四片钢板；
步骤(二)，放样下料，包括：
将梭形管中间最大直径处按其十字中心线分为左右两段，第一半截管和第二半截管；
每个半截管沿其十字中心线各再分为对称的两片，即第一片和第二片，第三片和第四片；
在每一片沿钢板纵向按100～150mm等间距沿纵向等分成各个不同半径圆弧的测量位置；
将以上每相邻两根圆弧测量位置之间按锥形管放样展开；再将两侧展开的相应点分别圆滑地连接起来，此即为两侧面的展开线；
将以上每条圆弧展开的位置线打上洋冲眼，此即为横向半圆弧加工线；
将以上每条圆弧展开的位置线从圆弧中间点开始等分，并将这些相应等分点各自沿纵向连接起来，此即为纵向圆弧度的加工线；
将对称的两片对称下料，画出圆弧两侧及大小头处的坡口形式；
步骤(三)数控切割：沿纵向圆弧度等分线喷粉画线，然后切割四周并开好四周坡口；
步骤(四)压制加工：
使用包括上、下模的成形模以及延伸压模；
先用上、下模和延伸压模去压每片钢板的两个侧面，然后从两侧向中间下压；
下压时，先压出横向半圆的圆弧度，再压出纵向圆弧度；边压边用横向和纵向圆弧样板去检查横向和纵向圆弧度；反复纵、横向压制和用纵、横向样板检查，直至纵向和横向样板与相应圆弧处的误差小于±₁³mm；且两个侧面线组成的平面要与十字中心线在同一平面上；
步骤(五)组装：
将压制好的同一个半截管的两片组装焊接；
将压制好的另一个半截管的两片组装焊接；
将两个半截管组装焊接，最终得到所述梭形管。
有益效果：本发明所述的梭形管的加工工法简单，加工步骤简洁，耗时间短，有效节约了加工成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为梭形管的结构示意图。
图2为半截管的两片钢板中四分之一片的放样展开图；
图3a、图3b、图3c分别是图2中的A-A面、B-B面和C-C面剖视图。
图4a与图4b为本发明加工方法中上、下多用模的结构示意图。
图5a、图5b、图5c、图5d、图5e、图5f为本发明加工方法中的多用延伸压模的结构示意图。
图6a与图6b为本发明中初步加工示意图。
图7a与图7b为本发明中加上延伸模块的压制加工示意图。
具体实施方式：
本发明公开了一种梭形管的加工工法，梭形管形状如图1所示，其具体加工工艺如下：
(一)、放样：
如图1所示：一根杆件在中间直径最大处按其十字中心线39分成两段即两个半截管：第一半截管5和第二半截管6，每个半截管再分为对称的两片，故每根梭形管分成四片加工而成。即共分为4片：左半截第一片1和第二片2是对称的；右半截第三片3和第四片4是对称的。
四片中的一片的展开图及相应处内半径值，如图2所示
1、将橄榄梭形管从中间最大直径处按其十字中心线39分成两段，每段再对称分成两片，故每根杆件要加工四片。两段的分界位置正好设置在该橄榄梭形管的最粗处。展开时先将每片按纵向100～500长分成若干圆弧测量位置，如JJ’，MM’，NN’......，每两个相邻圆弧测量位置(即称为一节)之间按锥形管展开、展开后按顺序在中心线上排列，再圆滑地连接两侧边各节锥形管展开线23和24。小头处21为与球型或衍架管相贯处，以锥形展开曲线为准。大头处22为与另外半截管的连接处，以展开两端点用直线连接而成(因大头处展开弧长和弦长基本相等)。将以上每相邻两根圆弧测量位置即两侧面之间，如MM’与NN’间，NN’与PP’之间......按锥形管放样展开，再将两侧放样展开所得的相邻点J、M、N、P、......和J’、M’、N’、P’......分别各自圆滑地连接起来，此即为两侧的展开线23、24。
2、每节处的位置线应用数控画线，同时标出压制内半径。
3、如图3a中A-A所示小头处21因要与其他构件斜向相交接，放样展开时可按要求放样成相贯线，并可开好坡口，坡口反斜20度；如图3c中C-C所示大头处22为垂直于中心线的直线，坡口为反斜15度。如图3b中B-B所示两侧边23和24处为曲线，坡口也是反斜15度。加工方向是反斜正压(图中Z为正面，F为反面)。
4、如图2所示，将以上每条不同半径圆弧展开的测量位置如MM’、NN’、PP’......线敲上洋冲印35，此即为横向半圆弧的加工线25。
5、将以上每条圆弧展开的测量位置线25从圆弧中间点开始等分，其等分间距为约60mm。(如可等分为6等分，8等分......，其等分数量可按横向半圆弧展开长度大小而定，当半径大时，可多分一些，压制起来比较准确)；并将这些相应等分点各自沿纵向连接起来，此即为纵向圆弧度的加工线26，如图2所示。
6、另一片与之相对称，即对称下料。两侧23和24及大小头处21和22的坡口形式见图3a、图3b以及图3c。
7、按每个圆弧测量位置25的成形半径做好横向加工样板，加工时对每个圆弧测量位置的成形尺寸进行检测。误差±₁³mm。
8、按各条纵向弧形的曲率做好加工样板，对加工好的橄榄形管要与其相对应的样板相符。误差±₁³mm。
(二)、切割下料：
按图纸要求选用材料，在数控喷粉画线后进行数控切割；并注明每个圆弧测量位置的圆半径尺寸；写好件号、开好大，小头处21和22及二侧端面23和24处；即四周坡口。
(三)、加工：
1、先制作加工成形模(分上、下模31和32)和延伸压模36，并按各种要用到的每种内半径的延伸模36各做3块。
如图4a，4b以及图6a、图7b、图7a、图7b所示，多用模31、32是一套用60mm～100mm厚钢板加工成双曲形状的简易模具。在加工橄榄形杆件时，可根据工件的尺寸，曲率半径的大小，互相配对选用。用控制下压量和进料量，来确保压制进度和质量。在图3中，本发明所述的多用成型模块包括上模31和下模32。待加工的钢板35位于上模31和下模32之间。下模32的上表面上设有截面为圆弧状的凹面33，上模下表面是截面为圆弧状凸面34，与下模的上表面适配。上模31与待加工的钢板35之间还设有如图5a、图5b、图5c、图5d、图5e、图5f所示的延伸模块36，由此可以根据不同的需要，更换圆弧半径大小不同的上模31和延伸模块36。
2、加工工序：
1)先用纵向加工用成型模31、32压形：先压两个侧边，再向中间延伸压形，直至纵向、横向初步压成橄榄形，如图6a和图6b所示，图6b为图6a的A-A向剖视图。
2)再将延伸模块36放在上模31和板件中间；且下模32两端一头用一块钢板37搁空；然后用上模31去压延伸模块36：先确保横向曲线形，再保纵向曲线形。反复精整，用横向和纵向样板检查，误差均±₁³毫米为止。精整后还要确保两侧面23和24所在的平面应与十字中心线38在同一个平面上，如图7a和图7b所示，图7b为图7a的B-B向剖视图。
(四)组装：
1、将压制好的同一个半截管5的对称两片1和2组装焊接好。
2、将压制好的另一个半截管6的对称两片3和4组装焊接好。
3、将两个半截管5和6对接组装成梭形管，焊接好并检查合格交验。
本发明提供了一种梭形管的加工工法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。