多层叠加异曲率圆弧腹板的同心椭圆孔开孔方法

摘要

本发明涉及一种多层叠加异曲率圆弧腹板的同心椭圆孔开孔方法，其特征是：通过放样使用绘图软件确定钢板中性层的椭圆中心点及外轮廓；将绘图后的椭圆中心点及外轮廓折算到钢板的外皮上人工画成图形；通过编程软件采用数控切割机进行切割，实现在八层异曲率叠加圆弧腹板上开四行九列渐变交角同心圆的椭圆孔。有益效果：与现有技术相比,本发明能够保证开孔的定位准确，外形轮廓准确、多层孔的同心度高；采用常用的生产设备，降低了生产费用，节约了生产资源；工作效率高，是精密机加工设备生产效率的5‑7倍；操作简单，方便易行，对环境的要求低。本发明可以在钢板上直接精准定位，方便后期施工。

说明书

技术领域

本发明属于工件划线开孔领域，尤其涉及一种多层叠加异曲率圆弧腹板的同心椭圆孔开孔方法。

背景技术

在广泛的高层结构及公路桥梁等工程中，地下部位的钢结构主体需要与混凝土结构相结合，这样就有大量的钢筋需要穿过钢结构的主体部位。为了保证结构的安全性，要求钢结构主体开的钢筋孔要有高的同心度及准确性。传统的开孔方法是扩大孔的直径，机械加工、现场开孔，这些方法不能保证开孔的准确性，开孔的表面存在大量缺陷，影响结构的安全性。或者是开孔的费用高，耗费的资源量大。专利文献公开号201610281691.6公开了一种曲面板件的开孔方法，其特征在于，包含以下步骤：利用制图软件将立体曲面板件表面延展成平面图形，按照1：1比例打印平面图形中的开孔部分得到开孔图形，将开孔图形覆盖于曲面板件上进行开孔。本发明曲面板件的开孔方法以贴覆平面开孔图形的方法代替划线。实际只是一种放大样的办法。

鉴于对多层不同曲率的钢板需要同时保证同心才能通过钢筋的要求。对多层钢板的要求同心度高，开孔尺寸及位置要求精确。因此建筑生产单位亟待解决现有开孔精度低、偏差大、生产费用高的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种多层叠加异曲率圆弧腹板的同心椭圆孔开孔方法，它可以保证开孔的定位准确，外形轮廓准确；多层孔的同心度高，操作简便易行，既能保证质量，又能提高效率。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种多层叠加异曲率圆弧腹板的同心椭圆孔开孔方法，其特征是：使用绘图软件通过放样计算确定钢板中性层的椭圆中心点及外轮廓；将绘图后的椭圆中心点及外轮廓折算到钢板的外皮上人工画成图形；通过编程软件采用数控切割机进行切割，实现在八层异曲率叠加圆弧腹板上开四行九列渐变交角同心圆的椭圆孔，具体方法步骤如下：

1)通过绘图软件确定钢板中性层与钢筋的每个交点；

2)通过绘图软件量取交点之间钢板中性层的弧长；

3)通过绘图软件依照量取的长度将钢板在中性层展开；

4)通过绘图软件量取钢筋对应圆弧腹板中性层的弧长，量取每个交点处钢筋与钢板的夹角；

5)以钢筋与钢板中性层的交点为圆心，以弧长为椭圆的长轴，与钢筋的直径为椭圆的短轴，人工划线:在步骤3)展开后的钢板对应位置画椭圆，以每个交点处钢筋与钢板的夹角为切割时的倾斜角度；

6)采用步骤1)-5)方法划线工在钢板上画出椭圆孔的定位点；

7)通过编程软件将椭圆轮廓排出切割程序，通过小型数控切割机对所有钢板逐个椭圆孔进行切割，切割时将切割机的枪嘴调到步骤4)确定的交点处钢筋与钢板的夹角进行切割，即成。

所述绘图软件采用CAD绘图软件。

所述编程软件采用FASTCAM软件编辑数控切割程序。

有益效果：与现有技术相比,本发明能够保证开孔的定位准确，外形轮廓准确、多层孔的同心度高；采用常用的生产设备，降低了生产费用，节约了生产资源；工作效率高，是精密机加工设备生产效率的5-7倍；操作简单，方便易行，对环境的要求低。本发明可以在钢板上直接精准定位，方便后期施工。

附图说明

图1是圆弧腹板中性层与钢筋的每个交点示意图；

图2是本发明需要开孔部位结构的俯视图；

图3是在钢板上开孔的定位及轮廓等信息；

图4是量取交点之间钢板中性层的弧长的示意图；

图5是按量取的长度将钢板按中性层展开的示意图；

图6是量取交点处钢筋与钢板夹角的局部放大图；

图7是椭圆孔以及切割时倾斜角度的示意图；

图8是本发明需要开孔部位结构的立面图。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

详见附图，本实施例提供一种多层叠加异曲率圆弧腹板的同心椭圆孔开孔方法，使用绘图软件通过放样计算确定钢板中性层的椭圆中心点及外轮廓；将绘图后的椭圆中心点及外轮廓折算到钢板的外皮上人工画成图形；通过编程软件采用数控切割机进行切割，实现在八层异曲率叠加圆弧腹板上开四行九列渐变交角同心圆的椭圆孔，具体方法步骤如下：

1)通过绘图软件确定钢板中性层与钢筋的每个交点；

2)通过绘图软件量取交点之间钢板中性层的弧长；

3)通过绘图软件依照量取的长度将钢板在中性层展开；中性层的展开属于本领域技术人员制图的基本常识，

4)通过绘图软件量取钢筋对应圆弧腹板中性层的弧长，量取每个交点处钢筋与钢板的夹角；

5)以钢筋与钢板中性层的交点为圆心，以弧长为椭圆的长轴，与钢筋的直径为椭圆的短轴，人工划线:在步骤3)展开后的钢板对应位置画椭圆，以每个交点处钢筋与钢板的夹角为切割时的倾斜角度；

6)采用步骤1)-5)方法划线工在钢板上画出椭圆孔的定位点；

7)通过编程软件将椭圆轮廓排出切割程序，本实施例编程软件采用FASTCAM软件编辑数控切割程序，通过小型数控切割机对所有钢板逐个椭圆孔进行切割，切割时将切割机的枪嘴调到步骤4)确定的交点处钢筋与钢板的夹角进行切割，即成。已经切割完椭圆孔的每块钢板再按设计要求弯压成不同曲率的圆弧腹板。

所述中性层是指材料在外载荷的作用下发生伸长或缩短的变化，被称之为【应变】，材料在发生【应变】时，肯定是：一侧发生伸长，而另一侧发生缩短，而伸长和缩短的【应变量】将向材料中心逐渐减小，直至为零，这个应变量为零的纵向截面称为【应变中性层】。

编程软件编辑切割程序是本领域技术人员常用的基本功能，采用基本的操作就可以，程序名是根据工程需要取名的，例如工程中曾经用的名字有N8-2-1,N8-2-2,N8-2-3,N8-2-4,N8-2-5,N8-2-6,N8-2-7,N8-2-8。

工作原理

首先取出圆弧腹板中性层与钢筋的每个交点，由于腹板的厚度问题，需要处理钢板厚度对椭圆投影线的影响，将中性层的交点及椭圆孔的外围轮廓，换算投影到钢板的表皮上，计算出以上数据后，采用人工划线放样的方法，将每个椭圆孔的中心及外围轮廓用划针划在腹板的表皮上，钢板的定位工作做好了，采用CAD绘图软件及数控小蜜蜂切割机编制切割程序，采用CAD绘图软件绘制出每个椭圆孔外围轮廓图，依据轮廓图采用FASTCAM软件编辑每个孔的切割程序，在切割的工程中，操作工必须严格控制中心点及轮廓线与划线点对上，这是保证切割质量的关键，通过精准的计算、精心的切割操作，每道工序的严格控制。

上述参照实施例对该一种多层叠加异曲率圆弧腹板的同心椭圆孔开孔方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。