一种超大杆件的制孔方法与流程

1.本发明涉及杆件钻孔技术领域，特别是涉及一种超大杆件的制孔方法。


背景技术：

2.目前，新建钢桥多采用较大跨度的栓焊结构钢桁梁，且钢桁梁中主桁杆件截面日趋变大，对于结构形式不同、杆件截面尺寸不同的栓焊结构钢桁梁桥，主桁杆件两侧腹板高强度螺栓连接孔的制孔精度,直接影响杆件的安装定位、连接受力、桥梁几何尺寸和线形，特别是较大跨度的钢桁梁，要求工地栓孔具有较高的重合精度，来保证各孔群位置的精确度，确保工地顺利拼装。
3.现阶段，对大型钢桁梁的主桁杆件多采用后孔法，即先将杆件中各个零件焊接成杆件后，对杆件进行钻孔。后孔法对杆件钻孔多采用龙门三维数控钻床对杆件钻定位孔，或制作大型覆盖式样板钻定位孔，然后用小样板接钻的方法。然而采用龙门三维数控钻床钻孔，会遇到杆件因超高或超宽，不能穿过钻床的情况。
4.对不能通过钻床的杆件，多数会选择制作大型覆盖式样板钻制杆件定位孔的方法，但因大型公路钢桁梁相对于铁路钢桁梁，制造预拱度大，导致各杆件系统线角度各不相同。对于大型公路钢桁梁，如用大型覆盖式样板，数量太多，而增加大量的制作成本，制作周期长，费用较高，且一种大型覆盖式样板所涵盖的主桁系统线和斜杆、竖杆孔群系统线的角度有限。
5.为了克服以上两种杆件钻定位孔的弊端，大多采用人工立体划线钻定位孔，然后小样板接钻的方法。但人工立体划线卡样钻孔法，立体划线的难度较大，对操作人员的技术水平要求较高，效率低且容易出现杆件孔群同心度超差的情况。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种超大杆件的制孔方法。
7.本发明提供了如下方案：
8.一种超大杆件的制孔方法，包括：
9.按照设计要求组焊获得箱形杆件；所述箱形杆件包括杆件上盖板、第一杆件侧腹板、第二杆件侧腹板、下盖板、第一节点板以及第二节点板；
10.钻制所述第一杆件侧腹板孔群定位孔及所述第一节点板孔群定位孔；
11.采用第一制孔用治具结合所述第一节点板孔群定位孔钻制所述第二节点板孔群定位孔；
12.移动所述第一制孔用治具的位置结合所述第一杆件侧腹板孔群定位孔钻制所述第二杆件侧腹板孔群定位孔以及所述下盖板孔群定位孔；
13.采用所述第二制孔用治具的位置结合所述第一杆件侧腹板孔群定位孔钻制所述上盖板孔群定位孔；
14.用小样板接钻，完成杆件整个孔群的钻孔工作。
15.优选地：所述箱形杆件包括公路钢桁梁或铁路钢桁梁的主桁箱形杆件、腹杆箱形杆件、横联箱形杆件、平联箱形杆件中的任意一种。
16.优选地：按照图纸中规定的零件规格尺寸，组焊时预留焊接收缩量和修整量，使所述箱形杆件组焊修后，所述箱形杆件的基本尺寸在规范允许的偏差范围。
17.优选地：采用所述箱形杆件躺位用龙门数控机床或摇臂钻床钻制所述第一杆件侧腹板的孔群定位孔及所述第一节点板的孔群定位孔。
18.优选地：所述第一制孔用治具包括第一u型样板组件，所述第一u型样板组件包括第一样板顶板、第一样板侧腹板以及第二样板侧腹板；所述第一样板顶板、所述第一样板侧腹板以及所述第二样板侧腹板各自分别设置有若干第一样本定位孔；所述第一样板侧腹板以及所述第二样板侧腹板各自包含的若干所述第一样本定位孔一一对应的同心布置。
19.优选地：采用第一制孔用治具结合所述第一节点板孔群定位孔钻制所述第二节点板孔群定位孔，包括：
20.将所述第一u型样板组件插接于所述第一节点板以及所述第二节点板的外部，所述第一样板侧腹板上的若干所述第一样本定位孔与所述第一节点板孔群定位孔一一对应布置，以使所述第二样板侧腹板的所述第一样本定位孔与所述第二节点板孔群定位孔的孔位相对。
21.优选地：移动所述第一制孔用治具的位置结合所述第一杆件侧腹板的孔群定位孔钻制所述第二杆件侧腹板的孔群定位孔以及所述下盖板孔群定位孔；包括：
22.将所述第一u型样板组件插接于所述第一杆件侧腹板以及所述第二杆件侧腹板的外部，所述第一样板侧腹板上的若干所述第一样本定位孔与所述第一杆件侧腹板孔群定位孔一一对应布置，以使所述第二样板侧腹板以及所述第一样板顶板各自的所述第一样本定位孔与所述第二杆件侧腹板孔群定位孔以及所述下盖板孔群定位孔的孔位相对。
23.优选地：所述第一制孔用治具还包括箱内顶紧组件，所述箱内顶紧组件用于在所述第一u型样板组件插接于杆件的外部后分别向所述第一节点板以及所述第二节点板或所述第一杆件侧腹板以及所述第二杆件侧腹板提供向外的支撑力。
24.优选地：所述箱内顶紧组件包括套管、第一螺杆以及第二螺杆，所述套管的内侧设置有反向丝扣；所述第一螺杆以及所述第二螺杆各自的一端分别与所述套管配合连接；所述第一螺杆以及所述第二螺杆各自远离所述套管的一端分别设置有垫板。
25.优选地：所述第二制孔用治具包括第二u型样板组件，所述第二u型样板组件包括第二样板顶板、第三样板侧腹板以及第四样板侧腹板；所述第二样板顶板、所述第三样板侧腹板以及所述第四样板侧腹板设置有若干第二样本定位孔；
26.采用所述第二制孔用治具的位置结合所述第一杆件侧腹板孔群定位孔钻制所述上盖板孔群定位孔，包括：
27.将所述第二u型样板组件插接于所述第一杆件侧腹板以及所述第二杆件侧腹板的外部，所述第三样板侧腹板上的若干所述第二样本定位孔与所述第一杆件侧腹板孔群定位孔一一对应布置，以使所述第二样板顶板的所述第二样本定位孔与所述上盖板孔群定位孔的孔位相对。
28.优选地：完成所述箱形杆件的所述上盖板、所述第一杆件侧腹板、所述第二杆件侧腹板、所述下盖板、所述第一节点板以及所述第二节点板各自定位孔的钻制后，用小样板接
钻时，先用冲销将小样板和相应的定位孔将小样板固定，冲销不少于3个。
29.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
30.通过本发明，可以实现一种超大杆件的制孔方法，在一种实现方式下，该方法可以包括按照设计要求组焊获得箱形杆件；所述箱形杆件包括杆件上盖板、第一杆件侧腹板、第二杆件侧腹板、下盖板、第一节点板以及第二节点板；钻制所述第一杆件侧腹板孔群定位孔及所述第一节点板孔群定位孔；采用第一制孔用治具结合所述第一节点板孔群定位孔钻制所述第二节点板孔群定位孔；移动所述第一制孔用治具的位置结合所述第一杆件侧腹板孔群定位孔钻制所述第二杆件侧腹板孔群定位孔以及所述下盖板孔群定位孔；采用所述第二制孔用治具的位置结合所述第一杆件侧腹板孔群定位孔钻制所述上盖板孔群定位孔；用小样板接钻，完成杆件整个孔群的钻孔工作。本技术提供的超大杆件的制孔方法，改变了超大杆件只能通过杆件立体划线卡样钻孔法的工作思路，可以解决超大杆件不能通过数控机床的问题，；采用制孔用治具，避免了立体划线卡样钻孔法难度大和操作人员技术水平局限，导致杆件孔群同心度超差的情况，确保了杆件孔群的相对精度；同时能够提高杆件的制孔效率，节约了制作成本和工期。
31.当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
33.图1是本发明实施例提供的一种超大杆件的制孔方法的流程图；
34.图2是本发明实施例提供的箱形杆件的结构示意图；
35.图3是本发明实施例提供的第一制孔用治具的结构示意图；
36.图4是本发明实施例提供的第一制孔用治具的主视图；
37.图5是本发明实施例提供的第二制孔用治具的结构示意图；
38.图6是本发明实施例提供的钻制定位孔示意图；
39.图7是本发明实施例提供的用小样板接钻法完成杆件孔群钻制示意图。
40.图中：箱形杆件1、上盖板11、第一杆件侧腹板12、第二杆件侧腹板13、下盖板14、第一节点板15、第二节点板16、第一制孔用治具2、第一样板顶板21、第一样板侧腹板22、第二样板侧腹板23、箱内顶紧组件24、套管241、第一螺杆242、第二螺杆243、垫板244、冲钉25、顶紧销26、第二制孔用治具3、第二样板顶板31、第三样板侧腹板32、第四样板侧腹板33、小样板4。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例
43.参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，为本发明实施例提供的一种超大杆件的制孔方法，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，该方法包括：
44.按照设计要求组焊获得箱形杆件1；所述箱形杆件1包括杆件上盖板11、第一杆件侧腹板12、第二杆件侧腹板13、下盖板14、第一节点板15以及第二节点板16；具体的，所述箱形杆件1包括公路钢桁梁或铁路钢桁梁的主桁箱形杆件、腹杆箱形杆件、横联箱形杆件、平联箱形杆件中的任意一种。按照图纸中规定的零件规格尺寸，组焊时预留焊接收缩量和修整量，使所述箱形杆件组焊修后，所述箱形杆件的基本尺寸在规范允许的偏差范围。
45.钻制所述第一杆件侧腹板12孔群定位孔及所述第一节点板15孔群定位孔；具体的，采用所述箱形杆件躺位用龙门数控机床或摇臂钻床钻制所述第一杆件侧腹板的孔群定位孔及所述第一节点板的孔群定位孔。
46.采用第一制孔用治具2结合所述第一节点板15孔群定位孔钻制所述第二节点板16孔群定位孔；
47.移动所述第一制孔用治具2的位置结合所述第一杆件侧腹板12孔群定位孔钻制所述第二杆件侧腹板孔13群定位孔以及所述下盖板14孔群定位孔；
48.采用所述第二制孔用治具3的位置结合所述第一杆件侧腹板孔12群定位孔钻制所述上盖板11孔群定位孔；
49.用小样板4接钻，完成杆件整个孔群的钻孔工作。
50.本技术实施例提供的超大杆件的制孔方法，可以解决超大杆件不能通过数控机床实现两侧定位钻孔的问题。采用专用的制孔用治具操作人员只需将治具固定于杆件上，利用已钻出的定位孔位，然后将治具上刻度线与杆件中心相对齐，就可以将治具固定于杆件上，进行杆件另一侧腹板、盖板孔群定位孔的钻制，避免了立体划线卡样钻孔法因立体划线难度大和操作人员技术水平局限，导致杆件孔群同心度超差的情况，同时确保了杆件孔群的相对精度，同时能够提高杆件的制孔效率，节约了制作成本和工期。
51.可以提高公路钢桁梁中超大型杆件的制孔精度和效率，对于结构形式日趋变化的大型公路钢桁梁中的超大型杆件出孔具有重要作用。该方法除了可以用在大型公路钢桁梁杆件出孔外，还适用于大型铁路钢桁梁中的超大型杆件的出孔。
52.本技术实施例提供的所述第一制孔用治具2包括第一u型样板组件，所述第一u型样板组件包括第一样板顶板21、第一样板侧腹板22以及第二样板侧腹板23；所述第一样板顶板21、所述第一样板侧腹板22以及所述第二样板侧腹板23各自分别设置有若干第一样本定位孔；所述第一样板侧腹板22以及所述第二样板侧腹板23各自包含的若干所述第一样本定位孔一一对应的同心布置。
53.采用第一制孔用治具2结合所述第一节点板15孔群定位孔钻制所述第二节点板16孔群定位孔，包括：
54.将所述第一u型样板组件插接于所述第一节点板15以及所述第二节点板16的外部，所述第一样板侧腹板22上的若干所述第一样本定位孔与所述第一节点板15孔群定位孔一一对应布置，以使所述第二样板侧腹板23的所述第一样本定位孔与所述第二节点板16孔群定位孔的孔位相对。
55.移动所述第一制孔用治具2的位置结合所述第一杆件侧腹板12的孔群定位孔钻制
所述第二杆件侧腹板13的孔群定位孔以及所述下盖板14孔群定位孔；包括：
56.将所述第一u型样板组件插接于所述第一杆件侧腹板12以及所述第二杆件侧腹板13的外部，所述第一样板侧腹板22上的若干所述第一样本定位孔与所述第一杆件侧腹板12孔群定位孔一一对应布置，以使所述第二样板侧腹板23以及所述第一样板顶板21各自的所述第一样本定位孔与所述第二杆件侧腹板13孔群定位孔以及所述下盖板14孔群定位孔的孔位相对。
57.所述第一制孔用治具还包括箱内顶紧组件24，所述箱内顶紧组件24用于在所述第一u型样板组件插接于杆件的外部后分别向所述第一节点板15以及所述第二节点板16或所述第一杆件侧腹板12以及所述第二杆件侧腹板13提供向外的支撑力。
58.所述箱内顶紧组件24包括套管241、第一螺杆242以及第二螺杆243，所述套管241的内侧设置有反向丝扣；所述第一螺杆242以及所述第二螺杆243各自的一端分别与所述套管配合连接；所述第一螺杆242以及所述第二螺杆243各自远离所述套管的一端分别连接有垫板244。
59.所述第二制孔用治具3包括第二u型样板组件，所述第二u型样板组件包括第二样板顶板31、第三样板侧腹板32以及第四样板侧腹板33；所述第二样板顶板31、所述第三样板侧腹板32以及所述第四样板侧腹板33设置有若干第二样本定位孔；
60.采用所述第二制孔用治具3的位置结合所述第一杆件侧腹板12孔群定位孔钻制所述上盖板11孔群定位孔，包括：
61.将所述第二u型样板组件插接于所述第一杆件侧腹板12以及所述第二杆件侧腹板13的外部，所述第三样板侧腹板32上的若干所述第二样本定位孔与所述第一杆件侧腹板12孔群定位孔一一对应布置，以使所述第二样板顶板31的所述第二样本定位孔与所述上盖板11孔群定位孔的孔位相对。
62.钻制所述第一杆件侧腹板孔群定位孔及所述第一节点板孔群定位孔时，采用杆件躺位，将杆件在钻孔工作台上放平、垫稳、卡紧固定。
63.保证第一制孔用治具的两腹板孔群同心度，满足规范要求后方可用于杆件孔群定位孔的钻制。
64.保证第一制孔用治具的两腹板与盖板的垂直度，满足规范要求后方可用于杆件孔群定位孔的钻制。
65.使用第一制孔用治具，要将治具的箱内顶紧结构，按照杆件内侧尺寸公差固定好，防止治具的箱外u型样板顶紧杆件节点板时，节点板变形。
66.第一制孔用治具，箱外u型样板两侧腹板和盖板外侧设有横、纵向对线槽，能够保证钻制孔群定位孔的位置精度，并随时检查u型样板的位置。
67.使用的保杆件孔群同心度的制孔用治具，钻制超大型杆件的定位孔时应用冲销将杆件与治具的u型样板固定，冲销不得少于3个。
68.使用第一制孔用治具钻制超大型杆件的定位孔时，穿过u型样板两侧腹板和杆件腹板的顶紧销，分别抵住杆件两侧节点板或腹板，单侧顶紧销不得少于3个。
69.使用第一制孔用治具钻出的第一个杆件，均应经检查人员检查合格后方可继续卡钻。
70.第二制孔用治具钻腹板出台杆件上盖板孔群定位孔方法，使用已制的u型样板，来
避免穿出腹板影响第一制孔用治具的使用。
71.完成所述箱形杆件的所述上盖板、所述第一杆件侧腹板、所述第二杆件侧腹板、所述下盖板、所述第一节点板以及所述第二节点板各自定位孔的钻制后，用小样板接钻时，先用冲销将小样板和相应的定位孔将小样板固定，冲销不少于2个。完成杆件节点板位置节点板、非节点位置顶、底板及腹板孔群定位孔的钻制后，用小样板接钻时，应先用冲销将小样板和定位孔将小样板固定，冲销不得少于2个。
72.下面通过具体示例，对本技术提供的方法进行详细说明。
73.一种超大型杆件的制孔方法方法，包括以下步骤：
74.1、杆件制作
75.①
按照施工图的要求制作公路钢桁梁的主桁下弦杆；(图1)
76.②
杆件组焊修后，保证杆件整体节点弦杆节点板内侧宽度公差0～+1.5mm，杆件高度、宽度公差
±
1mm，杆件长度公差
±
5mm，箱形杆件对角线差，杆件旁弯满足：杆件长l≤4m，旁弯≤2mm；杆件长4m＜l≤16m,旁弯≤3mm；杆件长l＞16m，旁弯≤5mm。
77.2、杆件单侧节点板及腹板孔群定位孔钻制
78.①
将杆件在钻孔工作台上放平、垫稳、卡紧固定。
79.②
采用杆件躺位，用龙门数控机床或摇臂钻床钻对杆件钻制单侧腹板定位孔。
80.3、卡第一制孔用治具，钻杆件节点板位置另一侧节点板孔群定位孔。
81.①
检查第一制孔用治具的两腹板的孔群同心度和两腹板与盖板的垂直度，满足规范要求后方可用于箱形杆件定位孔的钻制。
82.②
使用第一制孔用治具，按照杆件内侧公差0～+1.5mm的尺寸将治具的箱内顶紧结构在杆件内侧固定好，防止治具的箱外u型样板顶紧杆件腹板时，杆件腹板变形。
83.③
使用第一制孔用治具，将治具的箱外u型样板固定于杆件外侧，用冲销将杆件的定位孔与治具的u型样板固定，冲销不得少于3个。
84.④
将用冲销固定后的第一制孔用治具，用穿过u型样板两侧腹板和杆件腹板的顶紧销再次固定u型样板，将顶紧销分别从外抵住杆件两侧腹板，一侧腹板的顶紧销不得少于3个。
85.⑤
完成杆件另一侧腹板定位孔的钻制。
86.4、改变卡第一制孔用治具的位置钻杆件非节点位置另一侧腹板及下盖板孔群定位孔。
87.5、卡第二制孔用治具钻杆件上盖板孔群定位孔。
88.①“
腹板或节点板出台时使用的u型样板”中u型样板的两腹板与盖板垂直度满足规范要求。
89.②
u型样板需要用杆件两侧分别不少于2个的冲销，将u型样板固定。
90.③
u型样板钻出的第一个杆件均应经检查人员对定位孔检查合格。
91.6、用小样板接钻法完成杆件钻孔。
92.①
用小样板接钻时，应用冲销将小样板和定位孔将小样板固定，冲销不得少于2个。
93.②
小样板螺栓孔，镶嵌钻孔套，钻孔套不得松动，孔径磨损超差(大于孔径0.3mm)要及时更换。
94.总之，本技术提供的超大杆件的制孔方法，改变了超大杆件只能通过杆件立体划线卡样钻孔法的工作思路，可以解决超大杆件不能通过数控机床的问题，；采用制孔用治具，避免了立体划线卡样钻孔法难度大和操作人员技术水平局限，导致杆件孔群同心度超差的情况，确保了杆件孔群的相对精度；同时能够提高杆件的制孔效率，节约了制作成本和工期。
95.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
96.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。