[发明专利]回形筋板两种新下料方法

说明书

技术领域

本发明涉及箱型梁与双工字梁结构件所使用的回形筋板下料方法，属于加强筋制作工艺领域。

背景技术

在结构设计过程中，出现结构体悬出面过大或跨度过大的情况时，结构件本身的连接面能承受的负荷量有限，需在两结合体的公共垂直面上增加加强筋，以增加结合面的强度和结构的稳定性。

在结构件的箱型梁或工字梁的设计中，一般都要用到回形加强筋，用来加强结构件的强度与刚度，同时提高结构件的稳定性，比如应用于船舶建设、起重机主梁制造中。传统回型筋板下料的方法有两种：一是整板下料法，此种方法的回形筋板受力好，但很浪费材料，回形筋板的中间挖除部分的材料形成大量浪费；二是矩形板拼合焊接法，这种下料方法不存在材料的浪费，但焊缝为四条，增加了焊接成本和人力成本，且焊接处是应力集中的地方，其力学性能很差。由于焊缝多，也影响了产品的外形美观。

目前，国家实施经济可持续发展战略，节约原材料、优化利用资源已是绿色制造研究的重要组成部分。在机械、建筑、钢铁、船舶、车辆、家具、造纸等行业中，下料作为控制原材料利用率的重点环节，如何采用合理的优化下料技术已成为亟待解决的难题。

发明内容

为解决现有下料方法材料浪费、性能较差，以致带来安全隐患的重大不足，本发明提供了两种既维持高原材料利用率又使下料方案可制造性好的新回形筋板下料法。

本发明的技术解决方案主要是从设计上进行结构优化，从操作上进行流程优化，综合考虑下料依托的机型、下料后续工序的影响、下料过程的缺陷控制等因素，提出两种新的回型筋板优化下料方法。

本发明的下料采用数控火焰(等离子)切割机床，切割燃料使用氧燃料，如甲烷CH₄、乙炔C₂H₂、丙烷C₃H₈和氧气O₂，下料的工艺流程为： 

（1）先用电子图板CAXA软件或AutoCAD软件根据优化设计的图示及结构件的比例尺寸画出下料图，其中所述的下料图为优化设计出的由上翼板或下翼板和两端长度不一的左、右腹板形成一个整体的两块半回形板构成。 

（2）利用数控切割设备自带转换软件FASTCAM将该结构件dwg或dxf格式图形数据转换为数控切割设备能够执行的切割编程代码； 

（3）针对切割路线的制定，对该编程代码进行适当编辑；

（4）将最终编程的数控程序代码输入数控切割设备，将要切割的钢板放在数控机床的切割床位上，并将钢板的实际物理空间与软件上的物理空间对好位置后，再进行数控火焰下料切割；

（5）将切割后的两块半回形板按左、右腹板两两相对焊接起来，形成一块腹板等长的回形筋板。

整板下料法是一块整板下料，挖除中间部位，矩形板拼合焊接法是四块钢板焊接成回形筋板。本发明不同于传统下料方法的地方，主要是优化设计出两块异型的半回形板，即由翼板和两端长度不一的腹板形成一个整体的半回形板。两种新方法都是通过两块半回形板焊接而成，但其切割下料的时候切割的尺寸方法不同，分别按说明书附图中的图4和图6的方法采用数控切割机床进行下料，切割完成后按图3和图5将两钢板焊接起来即完成本发明专利的实施。假设上翼板宽为a，下翼板宽为b，右腹板、左腹板的端部与焊接后回形筋板的水平中心线间的距离分别为h1或h3、h2或h4，腹板与翼板相连的弧部垂直高度为R，则切割时应确保图3中h1=a/2, h2=b/2, 图5中h3=a/2+R/2, h4=b/2+R/2，其中上翼板与下翼板的尺寸a与b可以相等，也可不相等。也就是说，切割时图3中h1为水平中心线向下偏移a/2，h2为水平中心线向上偏移b/2；图5中h3为水平中心线向下偏移a/2+R/2，h4为水平中心线向上偏移b/2+R/2。另外可知，按图6的下料方法更优于按图4的下料方法，因为按图6的下料方法形状布局更紧凑，且有更多的共用边，进一步缩短了切割路线和燃料耗量。