熱軋梁的制造方法及其制造裝置制造方法及圖紙

制造一條具有翼緣（２４）和連接所述翼緣的腹板（２６）的整體金屬梁的方法，該梁由加熱的金屬工件（２０）熱軋成型為一條具有翼緣并有延伸于其間的腹板的整體梁，其中腹板被加熱至成型溫度，而翼緣基本上未被加熱，然后腹板通過至少一組金屬成型模具組（１６）進行加工。該方法還包括在腹板上沖切出開口（２８）、在開口周圍成型出唇邊（３０）、從開口處的腹板棄除部分上成型出副產(chǎn)品件（５２），還要對環(huán)繞開口處的唇邊（３０）進行熱鍛。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及熱軋金屬梁及這種梁的制造方法，特別是這種熱軋梁具有翼緣和聯(lián)接翼緣的腹板且其中腹板具有的預定的第二厚度小于翼緣所具有的預定的第一厚度并在腹板上作出開口，并涉及用于鍛壓該梁的一部分或冷鍛其它金屬元件的鍛壓模。通常熱軋金屬梁是用鋼材制造的，但也可以采用其它金屬。這種梁用于承載負荷并具有多種形式。在大多數(shù)情況下它們具有一對彼此隔開的翼緣并由腹板將它們連結在一起。通常這種梁的截面為工字形或C字形和一些更復雜的形狀。這種梁可以用于各種建筑結構、載重汽車、道路及橋梁結構件。許多這種應用中都希望所制得的梁具有最大的強度并減小其所用金屬量。例如在建筑物中使用許多的梁，這樣就可以減低建筑物的總重量。特別地一種稱作“堞腹”梁具有許多的這類優(yōu)點。這種梁通過由熱軋實腹工字梁形成。然后沿工字梁的腹板中部切成大體上曲折形狀，切成兩半的梁再在曲折部的頂尖處彼此再對焊起來。這些曲折部在相接的頂尖之間形成開口，例如在美國專利4894898中所述的(專利技術人P.A.Walker)。所制成的堞腹梁的腹板部的高度比其原生梁有顯著的增加，但翼緣部分沒有變化。這種梁的承載能力比原生實工字梁有所增加而不需再附加任何金屬，所以與實工字梁相比在重量上沒有增加。堞腹梁的優(yōu)點還在于提供了穿過其梁腹板的開口，這樣就可以實現(xiàn)梁本身的輔助工作。很明顯在使用通常的實腹梁時沒有這種可能。但很明顯地制造下述的梁的方法也是人們很想找到的，即具有通過腹板的開孔，又可免除費錢費時的切割與焊接操作，也不需要修整梁的端部。如果可以熱軋出一種梁，其翼緣為標準厚度，而腹板的厚度顯著地薄于標準的或通常梁的腹板厚度，同時克服腹板變形的問題，就可明顯地降低這類梁的制造成本而不會相應地降低其性能。在前文的概述中并參照堞腹梁的制法可以理解對于堞腹梁的需求僅是對熱軋梁的需求的一小部分。當將這種改進梁與通常的梁相比較時上述的優(yōu)點意味它可以占據(jù)市場的最大部分，這是非常可觀的。同時它還意味著在這種梁的制造業(yè)中的一個重大的突破。為了達到前述的目的，本專利技術包括了一個制造熱軋梁的方法，該梁帶有具有第一預定厚度的翼緣和在翼緣間延伸的腹板，該梁在熱軋機上進行初步的熱軋使其具有連續(xù)的翼緣的梁件并同樣地在其間由腹板加以聯(lián)結且上述翼緣具有預定的第一厚度而腹板具有小于上述第一厚度的預定的第二厚度。然后上述梁件被冷卻。本專利技術還包括下述步驟，即再加熱上述梁元件到500℃至1200℃這一范圍之間并使其被加熱的梁件通過一臺金屬成形壓力機。上述壓力機進行一些重復的動作在腹板上穿出一系列彼此具有間隔的開口并同時對腹板的保留部分進行熱壓成形的矯正變形，最后將上述梁件冷卻。本專利技術的進一步的有益特征包括環(huán)繞上述開口成形出唇邊，這些唇邊相對于所述腹板平面構成一個角度。本專利技術的進一步特征還包括在梁被再次加熱時所需的熱量被集中在腹板上使其溫度升高而使上述翼緣仍處于溫度較低的狀態(tài)下。本專利技術的進一步的特征還包括鄰近于上述腹板的開口處形成一些刻缺。本專利技術的進一步的特征還包括對開口內的腹板棄除部分在除去它們之前或過程中進行成形加工從棄除部分中得到副產(chǎn)品，然后再將腹板的棄除部分的余留部分如前所述地切去來得到開口。本專利技術的進一步的特征還包括環(huán)繞所述開口的唇邊被加以熱鍛以增加它們的厚度并在某些情況下也增加它們相對于腹板平面的角度。本專利技術具有的各種新穎的特征在所附的并構成本公開文件的一部分的權利要求中更為精確地加以指出。為了更好地理解本專利技術及其運行的優(yōu)越性及在其使用過程中所達到的特定的目的起見，將通過附圖與詳述對在本專利技術優(yōu)選實施例進行圖示闡述。附圖說明圖1是本專利技術的制造梁設備的簡略框圖；圖2是將已知的金屬梁轉變成本專利技術的梁的加工順序步驟示意簡圖；圖3是本專利技術在第一加工步驟時梁實施例的端視圖；圖4是梁的腹板中的開口成形步驟分步示意圖；圖5是圖4中的梁按5-5線的截面圖；圖5a所示梁與圖5類似，但開口不具有唇邊；圖6a與6b在對梁的腹板進行開口同時成形附加價值的產(chǎn)品的步驟順序的分步示意圖；圖7是加熱梁的腹板而不加熱翼緣時所用的一種設備形狀的簡略透視圖8是圖7按8-8線的截面圖；圖9是用于成形開口，翼緣和平整腹板的典型的模具組的截面圖，示出其開模狀態(tài)；圖10是圖9的模具組在合模狀態(tài)時的截面圖；圖11是用于鍛壓環(huán)繞開口的唇邊與圖9相對應的模具組的另一實例的截面圖，示出其第一部分閉合位置。圖12是圖11所示另一模具組合模以鍛壓與加厚唇邊時的截面圖；圖13是圖11的細節(jié)的放大截面圖；圖14是圖12的細節(jié)的放大截面圖；圖15是帶有熱鍛腹板與唇邊的由圖11與12的模具成形的梁的截面圖。首先參照圖1，該圖是表示用于實現(xiàn)本專利技術的加工設備的示意圖。該設備包括以標號(10)指出其總體的用于生產(chǎn)熱軋梁的熱軋機、用于冷卻梁的貯存工位(12)、用于再次加熱梁的加熱室(14)、以及用于成形梁的腹板的金屬成形壓力機。為了下述的用途可以隨意地再增設若干壓力機(未示出)。現(xiàn)參照圖1與2，參照梁體在工藝過程中的不同階段的形狀來對其工藝步驟進行描述。以標號(20)指示一段典型的金屬型材或坯料，其橫截面通常是扁長方形的，或在某些情況是“狗骨”形的，并處于高溫狀態(tài)，例如在黑色金屬的情況下其溫度是處于500℃至1200℃之間的范圍內。但是其它的金屬和金屬合金也可以在改變了的溫度下進行熱軋。當型材(20)通過熱軋機生產(chǎn)線(10)時它成形為所希望的梁的形狀，如圖中標號(22)所示的標準的工字梁，當然僅僅是作為一個例子而不用來限定任一特定的形狀。在許多情況下，在許多熱軋機中的梁體是首先在一個方向上軋制然后在另一個方向上軋制，從而它沿生產(chǎn)線作多次的往復軋制。成品梁隨后在上述的冷卻工位(12)處被冷卻。可以看到(在圖3中)工字梁的截面上限定了兩個具有預定的第一厚度的翼緣(24-24)與連接兩個翼緣的具有第二厚度腹板(26)。可以看出腹板的厚度顯然小于翼緣的厚度，并且當梁體冷卻后腹板可能會呈現(xiàn)出某種程度的畸變(未示出)。然后對工字梁(22)進行再次地加熱，例如在加熱室(14)中(在下面描述)。按前面所說明的，加熱室(14)最好設計成熱量被聚集輻射到腹板上對其進行加熱而最大程度地減小翼緣的升溫。這是本專利技術的很重要的特征，在此描述過程中這一點會變得很明白。腹板將被加熱至“熱成形”溫度，一般應在500℃至1200℃之間。從加熱室送出的在圖2中以標號(22A)所指示的帶被加熱的腹板的工字梁再通過一個或多個金屬成形壓力機(16)制作成成品梁(32)，例如可以是腹板上帶有具有與腹板平面成一角度的唇邊(30)(見圖4)的開口(28)的梁，其唇邊圍住開口。在大多數(shù)情況下梁上的開口(28)由唇邊(30)所環(huán)繞以使腹板具有最大的強度。但在某些情況下也可以想象到開口可以不帶有唇邊。圖5a中所示的截面所表示出的即是無唇邊的開口的梁。在圖5a或與圖5對應的部位所注的標號亦于圖5相同，但附加后綴a。在壓力機中采用的模具設計(圖9和圖10)可成形腹板但不觸及翼緣的形式。但通常地圖中所示實施例中的模具設計成可以在加熱的腹板上沖出一個(或兩個)開口。環(huán)繞開口的唇邊最好也同時形成。最好模具具有環(huán)繞沖頭成形部分的平成形平面以通過后者使腹板上開口的周圍部分變得平坦來矯正在熱軋及后續(xù)的梁體冷卻工序中由于腹板的厚度薄于翼緣的厚度而產(chǎn)生本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
制造一條具有翼緣（２４）和連接所述翼緣的腹板（２６）的整體金屬梁（２２）的方法，該梁由加熱的金屬工件（２０）熱軋成成為一條具有翼緣并有延伸于其間的腹板的整體梁。該翼緣具有預定的第一厚度而該腹板具有小于上述第一厚度的預定的第二厚度，其特征是包括下述步驟：加熱上述腹板（２６）至熱成形溫度；使加熱的腹板（２６）通過至少一組金屬成形模具組（１６）以在上述腹板中形成開口（２８）并由平面夾緊模部分對腹板加以整平；在不對翼緣（２４）進行加工的條件下重復地朝向腹板（２６）閉合上述 至少一組模具組以在腹板（２６）內成形開口（２８）；以及夾緊腹板（２６）以使其環(huán)繞上述開口（２８）的腹板（２６）平整。

【技術特征摘要】
CA 1993-11-12 2,103,0021.制造一條具有翼緣(24)和連接所述翼緣的腹板(26)的整體金屬梁(22)的方法，該梁由加熱的金屬工件(20)熱軋成成為一條具有翼緣并有延伸于其間的腹板的整體梁。該翼緣具有預定的第一厚度而該腹板具有小于上述第一厚度的預定的第二厚度，其特征是包括下述步驟加熱上述腹板(26)至熱成形溫度；使加熱的腹板(26)通過至少一組金屬成形模具組(16)以在上述腹板中形成開口(28)并由平面夾緊模部分對腹板加以整平；在不對翼緣(24)進行加工的條件下重復地朝向腹板(26)閉合上述至少一組模具組以在腹板(26)內成形開口(28)；以及夾緊腹板(26)以使其環(huán)繞上述開口(28)的腹板(26)平整。2.如權利要求1所述的制造梁的方法，其特征在于把上述至少一組模具組(16)合攏在腹板(26)的步驟，在環(huán)繞開口(28)的周圍形成與腹板成一角度的唇邊(30)。3.如權利要求2所述的制造梁的方法，其特征在于上述開口(28)基本上為具有圓角的三角形形狀并交替地指向所述梁的相對翼緣(24)，上述開口在它們之間限定出大致上從腹板一側斜行至另一側的斜撐部分(38)，所述唇邊(30)沿上述斜撐的每一側延伸給出相同的基本上呈凹槽形的橫截面。4.如權利要求3所述的制造梁的方法，其特征在于包括在所述腹板中每一斜撐部分(38)的每一端處成形基本上呈三角形的刻缺(40)的步驟。5.如權利要求4所述的制造梁的方法，其特征在于上述基本呈三角形的刻缺(40)具有平行于翼緣(24)的直線邊(42)和平行于相鄰開口(28)的一邊的又一直線邊(42)以及鄰接于上述鄰接開口圓角(34)的曲線邊(44)，由此限定出位于上述三角形刻缺(40)的每一側分開的斜撐根部(46、48)。6.如權利要求1所述的制造梁的方法，其特征在于腹板(26)被加熱時保持翼緣(24)處于一減低的溫度狀態(tài)，以便利于在所述腹板通過上述至少一組金屬成形模(16)時對所述梁進行操縱并利于所述腹板(26)的沖孔。7.如權利要求1所述的制造梁的方法，其特征在于上述梁為工字梁，用時板(26)高度約為400mm而其中翼緣(24)的厚度在約8至9mm之間，腹板(26)厚度約在3至4mm之間。8.如權利要求1所述的制造梁的方法，其特征在于腹板(26)的高度約為600mm而其中翼緣(24)厚度在11至12mm之間而腹板(26)厚度在4至5mm之間。9.如權利要求1所述的制造梁的方法，其特征在于腹板(26)的高度約為800mm而其中翼緣(24)厚度在約38與39mm之間而腹板(26)厚度在約5與6mm之間。10.如權利要求1所述的制造梁的方法，其特征在于腹板(26)的高度約為1000mm而其中翼緣(24)厚度在約21與22mm之間而腹板(26)厚度在約6與7mm之間。11.如權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：歐內斯特羅伯特博德納爾，
申請(專利權)人：歐內斯特羅伯特博德納爾，
類型：發(fā)明
國別省市：CA[加拿大]