專利名稱：干熄焦本體框架結構高強螺栓鉆模成型方法
技術領域：
本發(fā)明涉及干熄焦領域，具體涉及一種干熄焦本體框架結構高強螺栓鉆模成型方法。

背景技術：
與傳統(tǒng)的濕熄焦相較，干熄焦具有減少水的浪費和有效利用焦炭熱能達80％，能改善焦炭質量和生產環(huán)境等特點。干熄焦工程具有干熄焦本體安裝工作量大，散件多；結構高，層面多，施工場地狹小，工程量集中，立體交叉作業(yè)頻繁；涉及專業(yè)多，安裝質量要求高等特點。在干熄焦本體框的連接過程中大部分為高強螺栓連接，高強螺栓在連接過程中存在如下不良因素其一，本工程的構件連接部位較多，其柱、梁、剪刀撐、次梁連接方式為高強螺栓連接，孔群數(shù)量多，構件節(jié)點多為三維空間的連接，在制作和安裝中對構件的基準點、線、面、角度的控制都對螺栓的穿孔率產生影響；其二，框架多為大構件，在高空完成高強螺栓的連接過程是比較普遍的現(xiàn)象，高空施工對螺栓的穿孔率提出了更高的要求。因此，如何保證鉆孔尺寸的準確度進而提高強螺栓穿孔率和框架結構的安裝效率則顯得尤為重要。
目前干熄焦框架高強螺栓孔的成孔方法有很多，主要有下面幾種(1)連接板現(xiàn)場據實配鉆法；(2)先連后焊法；(3)構件制作現(xiàn)場組裝配鉆法。但是這些方法都存在著連接板過多不易管理以及實際操作復雜的缺點。


發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種以一套鉆模模板為基準來進行干熄焦本體框架結構高強螺栓成型方法，該方法采用普通常用設備制作出符合精度的一套鉆模模板，然后以該套鉆模為基準對相應的干熄焦結構件進行成孔，以保證鉆孔精度、提高穿孔率，進而提高安裝效率。
本發(fā)明解決其技術問題采用以下的技術方案 本發(fā)明提供的干熄焦本體框架結構高強螺栓鉆模成型方法，具體是先制作符合工藝精度的鉆模模板，再以該鉆模模板作為基準，對制作的連接板、H型鋼連接構件翼緣板及腹板在相同節(jié)點上進行對中鉆孔，以避免連接時穿同一螺栓的幾個孔之間出現(xiàn)較大錯位的現(xiàn)象。
本方法包括模板制作，H型鋼構件翼緣板、腹板鉆孔，以及H型鋼構件的連接步驟。
1.鉆模模板的制作 ①打磨后的鋼板放在鉆銑床的水平工作臺上，調整水平后，用壓桿固定； ②當鉆完第一個孔后，鉆下一個孔時通過轉動橫、縱向的進給手柄、數(shù)分度盤轉動的圈數(shù)，來分別控制到橫向和縱向相鄰孔的距離，然后鉆削成孔； ③鉆模成孔完畢后將相對應的襯套和鉆模模板安裝在一起，襯套由焠透性強的材料或高硬度耐磨材料制成。襯套與鉆模模板采用過盈配合，內徑磨損超出0.5mm以后予以更換。
2.連接板的高強螺栓孔制作 ①將鉆模模板與相應大小的鋼板按照鉆模模板在上，連接板在下的方式重疊在一起，鉆模模板和連接板的中心線對齊后將其夾牢，并放在鉆銑床水平工作平臺上，調整水平后用壓桿固定好。
②搖動進給手柄，使鉆頭伸入到鉆模模板的孔后進行鉆削。
3.H型鋼構件翼緣板、腹板的高強螺栓孔制作 ①在H型鋼的翼緣板及腹板上分別放出與鉆模模板對應的豎向及水平控制線； ②將鉆模模板放在H型鋼的翼緣板或腹板的外側面上，鉆模模板的豎向控制線與翼緣板或腹板外側面豎向控制線對齊，鉆模模板的水平控制線與H型鋼的水平控制線對齊，鉆模模板在上，翼緣板或腹板在下，用夾具將鉆模模板和H型鋼的翼緣板或腹板夾緊。
③經確認無誤后用磁座空心鉆機對準鉆模模板孔進行鉆孔。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下主要的優(yōu)點 1.成本低，質量高利用普通鉆床制作出精度符合要求的鉆模模板，進而采取鉆模作為模板的方式對結構件進行精確成孔，以保證鉆孔精度、提高穿孔率，進而提高安裝效率保證工期。總之，利用本方法可以實現(xiàn)高強螺栓孔一次性穿孔率高的目標，一次性穿孔率達到99.3％，而質量可與現(xiàn)有技術采用數(shù)控機床鉆孔相媲美； 2.使用范圍廣、可操作性強本方法適用于幾乎任何規(guī)格的鋼板、型鋼的孔加工及鋼結構鉆孔連接，尤其適用于干熄焦工程這種連接節(jié)點多、螺栓孔數(shù)量多，且對螺栓孔安裝精度要求高的鋼架結構的制作加工。更重要的是本方法可以在現(xiàn)場及車間內靈活運用，不受場地及機械限制。
3.使用方便本方法針對現(xiàn)有技術存在的問題并結合實際經驗總結出一套適合于現(xiàn)階段干熄焦框架結構的高強螺栓孔鉆模模板，所有通過鉆模模板鉆出來的連接板和構件上的孔都是一模一樣的，可以反邊、換位、調頭都能使用，特別適合于在現(xiàn)場進行大量的高強螺栓鉆孔，而且通過在鉆模上配備相應的襯套減少磨損量從而達到一套鉆模重復使用的效果。



圖1為H型鋼高強螺栓連接示意圖。
圖2為H型鋼鉆模模板配合鉆孔示意圖。
圖3為圖2的左視圖。
圖4為鉆模鉆孔示意圖。
圖5為鉆模襯套示意圖。
圖6為圖5的俯視圖。
圖中1.H型鋼腹板；2.連接板；3.高強螺栓孔；4.H型鋼翼緣板；5.鉆模模板；6.水平控制線；7.豎向控制線；8.基準孔；9.鉆模襯套。

具體實施例方式 本發(fā)明涉及干熄焦本體框架結構高強螺栓孔鉆模成型方法，具體是根據干熄焦本體框架的特點，利用鉆銑床制作若干套符合工藝精度的定位模板，再以該模板作為基準，對需要制作的連接板、H型鋼翼緣板及腹板在相同節(jié)點上進行對中鉆孔。該方法包括鉆模定位模板制作，利用鉆模進行H型鋼構件翼緣板、腹板鉆孔，以及H型鋼構件連接的步驟和方法。
下面結合實施實例及附圖對本發(fā)明作進一步說明。
一.鉆模模板5的制作 制作出符合精度的鉆模模板5(簡稱模板)，是后序工作得以完成的前提。
1.選擇制作模板的鉆床 選擇鉆銑床作為制作模板的鉆床，例如選用型號為ZX50F鉆銑床，該鉆銑床有以下3個優(yōu)點 (1)有水平工作平臺。工作平臺的橫向進給軸心和縱向進給軸心與鉆頭成立體上xyz坐標系； (2)精度較高。橫向、縱向分度盤最小刻度為4μm，轉盤轉一周是100個格，走4mm則精度可控制在4μm之內； (3)價格便宜。一臺為一萬元左右。而數(shù)控機床20萬元以上。
具有以上三個優(yōu)點的鉆銑床，均可選擇適用。
2.模板孔中心劃線 鋼板矯平后采用半自動氣割機氣割下料，矯平邊面、畫出的鋼板中心線。然后豎直放在劃線平臺上利用精度為0.02的高度游標卡尺以鋼板邊線為基準線，逐一劃出各孔的中心線，并用鋼釘打好沖眼。
3.模板的鉆孔 鉆孔是本工藝的關鍵一步。
(1)將打眼后的鋼板在放在鉆銑床的水平工作臺上，調整水平后用壓桿固定。為提高效率，同種鋼板可重疊幾塊，高度在60mm之內為宜。并將鋼板周圍點焊在一起。
(2)當鉆完第一個孔后，鉆下一個孔時，通過轉動橫、縱向的進給手柄數(shù)分度盤轉動的圈數(shù)，來分別控制到橫向和縱向相鄰孔的距離，然后鉆削即可。不必每鉆一個孔都要重復定心，從而降低了兩相鄰孔心間的誤差大大減小了累計誤差。
舉例說明，如圖4所示鉆基準孔8-1時，在其中心線上打的沖眼作為定心用，沖眼與鉆頭中心對齊，當鉆完該孔后再鉆基準孔8-2，基準孔8-1、8-2的孔心橫向相對距離為Xmm，由于橫向進給轉盤轉一圈，工作平臺橫向進給4mm，因此鉆完基準孔8-1后，需向基準孔8-2方向搖動橫向進給手柄X/4圈，即到了基準孔8-2的位置。然后控制鉆頭高度鉆削基準孔8-2。同理從基準孔8-2向基準孔8-12方向按上述方法依次鉆孔，當鉆完基準孔8-12后開始鉆第二排，基準孔8-12和基準孔8-13孔心相對距離為Ymm，則需向基準孔8-13方向搖動縱向進給手柄Y/4圈即可到達基準孔8-13的位置，然后控制鉆頭高度，鉆削基準孔8-13。同理從基準孔8-13后向基準孔8-14方向依次鉆第二排、第三排……直到將所有基準孔全部鉆完。
為了防止工人搖動手柄時記錯圈數(shù)，造成孔心的位置發(fā)生偏差，因此用上面步驟2打好的沖眼來檢驗。萬一記錯圈數(shù)，則鉆整圈至鉆頭與沖眼相接近時，通過觀察鉆頭與沖眼的實際位置是否對中，來判斷手柄轉多轉少的情況，然后做出相應的調整，使鉆頭與沖眼對中。
此種鉆孔方法使相鄰孔之間位置誤差在4μm之內，實踐證明，整個干熄焦鋼構用此種方法制作的模板，同一塊模板上任意孔間位置誤差在24μm之內，符合模板的精度要求。
(3)鉆模成孔完畢后將相對應的襯套9(圖5、圖6)安裝在鉆模上，這樣一套經久耐用的鉆模就制作成功了。襯套9由焠透性強的材料或高硬度耐磨材料制成，共三種規(guī)格，內徑分別為18mm、22mm、24mm三種，壁厚4mm，長度等于鉆模模板1的厚度。襯套9與鉆模模板5采用過盈配合，內徑磨損超出0.5mm以后予以更換。
二.連接板2的高強螺栓孔制作(參見圖1、圖2和圖3) 鉆模模板制作出來后，所有連接板都用相應模板作為基準鉆孔制作。操作過程如下 1.將鉆模模板5與相應大小的鋼板按照鉆模模板5在上，連接板2在下的順序重疊在一起，鉆模模板5和連接板2的中心線對齊后將其夾牢，并放在鉆銑床水平工作平臺上，調整水平后用壓桿固定好。圖1-圖3中，2-1為翼緣板的連接板，2-2為H型鋼腹板1的連接板。
2.搖動進給手柄，使鉆頭伸入到相應模板孔后進行鉆削。由于模板孔深為8～30mm，工人很容易控制鉆頭占滿模板孔，容易對心，減小了偏心誤差，因此用模板鉆孔制作連接板的方法既易于操作又能保證孔的精度。為提高鉆孔效率，可將數(shù)塊鋼板重疊起來一齊鉆孔，以總厚度不超過50mm為宜。
三.H型鋼腹板1(簡稱腹板)和H型鋼翼緣板4(簡稱翼緣板)的鉆孔 腹板和翼緣板的鉆孔也是采用模板鉆孔的方法。為減小誤差，相同節(jié)點的連接板與相應構件需用同一塊模板進行鉆孔。
1.選擇進行翼緣板和腹板連接孔的鉆床 因H型鋼多為大構件受場地限制，以及翼緣板和腹板鉆孔部位特殊，用數(shù)控機床鉆孔雖然可以滿足孔精度要求，但是需搭設待加工構件運輸平臺支架，配合龍門吊配合搬運操作，低效費力。因此選用小巧靈便的磁座空心鉆。
例如選用日本SANSO磁座空心鉆，該空心鉆具有以下特點 (1)其高效磁力鉆頭為硬度很高的合金空心鉆頭，采用3種組合刃結構，將切削部分分成3段，不僅減少了切削抗力也延長了使用壽命且比起普通磁力鉆頭磁座的吸附能力更強，磁座鉆的機身更加穩(wěn)定 (2)可方便移動。
具有以上特點的磁力鉆均可選擇適用。
2.H型鋼翼緣板4、H型鋼腹板1的高強螺栓孔套模鉆孔 (1)在翼緣板及腹板上分別放出與鉆模模板5對應的豎向及水平控制線。
(2)將鉆模模板5放在H型鋼翼緣板4或H型鋼腹板1的外側面上，鉆模模板1的豎向控制線7與所述翼緣板或腹板的外側面豎向控制線對齊，鉆模模板5的水平控制線6與H型鋼的水平控制線對齊，鉆模模板5在上，翼緣板或腹板在下，用夾具將鉆模模板5和翼緣板或腹板夾緊； (3)經確認無誤后用磁座空心鉆機對準鉆模模板5孔進行鉆孔。
圖1-圖3中，編號3-1為翼緣板處高強螺栓孔，編號3-2為腹板處高強螺栓孔。編號5-1為制作翼緣板的模板，編號5-2為制作腹板的模板。
四.H型鋼鋼構件的連接 制孔工作完成后，構件連接按節(jié)點依次進行。其中連接板2為鉆模模板5通過鉆銑床模板鉆孔所得。由于連接板與待連接的構件用同一塊模板對中鉆孔，大大提高了制孔精度減小了成孔誤差，避免了連接時穿同一螺栓的幾個孔之間出現(xiàn)較大錯位的現(xiàn)象，另H型鋼構件對接時中間有5mm的連接余量，加上高強螺栓與孔之間為間隙配合有1.5～3mm的余量(如表1所示)，有效地提高了高強螺栓的穿孔率。
附表 表1高強螺栓直徑與孔徑
權利要求
1.干熄焦本體框架結構高強螺栓孔鉆模成型方法，其特征是包括鉆模模板制作，對H型鋼構件翼緣板、腹板及相應連接板進行鉆孔的步驟，具體是先利用鉆銑床制作符合工藝精度的若干塊鉆模模板，再以該模板作為基準，對需要鉆孔的連接板、H型鋼翼緣板及腹板在相同節(jié)點上進行對中鉆孔。
2.根據權利要求1所述的干熄焦本體框架結構高強螺栓孔鉆模成型方法，其特征是包括以下步驟的方法
(1)鉆模模板的制作
①打磨后的鋼板放在鉆銑床的水平工作臺上，調整水平后，用壓桿固定，
②當鉆完第一個孔后，鉆下一個孔時通過轉動橫、縱向的進給手柄、數(shù)分度盤轉動的圈數(shù)，來分別控制到橫向和縱向相鄰孔的距離，然后鉆削成孔，
③鉆模模板成孔完畢后將相對應的襯套和鉆模模板安裝在一起，襯套與鉆模模板采用過盈配合；
(2)連接板的高強螺栓孔制作
①將鉆模模板與相應大小的鋼板按照鉆模模板在上，連接板在下的方式重疊在一起，鉆模模板和連接板的中心線對齊后將其夾牢，并放在鉆銑床水平工作平臺上，調整水平后用壓桿固定好，
②搖動進給手柄，使鉆頭伸入到鉆模模板孔后進行鉆削；
(3)H型鋼構件翼緣板、腹板的高強螺栓孔制作
①在H型鋼的翼緣板及腹板上分別放出與鉆模模板對應的豎向及水平控制線，
②將鉆模模板放在H型鋼的翼緣板或腹板的外側面上，鉆模模板的豎向控制線與翼緣板或腹板外側面豎向控制線對齊，鉆模模板的水平控制線與H型鋼的水平控制線對齊，鉆模模板在上，翼緣板或腹板在下，用夾具將鉆模模板和翼緣板或腹板夾緊，
③經確認無誤后用磁座空心鉆機對準鉆模模板的孔進行鉆孔。
3.根據權利要求2所述的干熄焦本體框架結構高強螺栓孔鉆模成型方法，其特征是所述襯套由焠透性強的材料或高硬度耐磨材料制成，共三種規(guī)格，內徑分別為18mm、22mm、24mm三種，壁厚4mm，長度等于鉆模模板的厚度。
4.根據權利要求2所述的干熄焦本體框架結構高強螺栓孔鉆模成型方法，其特征是在襯套與鉆模模板配合過程中，當它們的內徑磨損≥0.5mm時予以更換。
全文摘要
本發(fā)明涉及干熄焦本體框架結構高強螺栓孔鉆模成型方法，具體是根據干熄焦本體框架的特點，利用鉆銑床制作若干套符合工藝精度的定位模板，再以該模板作為基準，對需要制作的連接板、H型鋼翼緣板及腹板在相同節(jié)點上進行對中鉆孔。該方法包括鉆模定位模板制作，利用鉆模進行H型鋼構件翼緣板、腹板鉆孔，以及H型鋼構件連接的步驟和方法。本發(fā)明能夠以較小成本制作出精度符合要求的模板，有了鉆模后，所有通過該鉆模模具鉆出來的連接板和構件上的孔都是一模一樣的，該鉆?？梢苑催?、換位、調頭都能使用，特別適合于在現(xiàn)場進行大量的高強螺栓鉆孔，而且通過在鉆模上配備相應的襯套減少磨損量從而達到一套鉆模重復使用的效果。
文檔編號B23P15/24GK101758372SQ20091027313
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月8日 優(yōu)先權日2009年12月8日
發(fā)明者王健, 陳進中, 姜良發(fā), 于茂發(fā), 束志華 申請人:中國第一冶金建設有限責任公司