CN112296391A - 一种钻孔模具及钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻孔模具及钻孔方法，该钻孔方法采用该钻孔模具进行H型钢进行钻孔。本发明制作结构基本相同的钻孔模具和检验模具，在钻孔模具上根据H型钢的尺寸参数加工对应的定位孔，再以钻孔模具为底模在检验模具上加工检验孔位，理论上检验孔位与将要生产的H型钢的连接节点处翼板和腹板上的螺栓连接孔的位置对应、尺寸一致。通过钻孔模具来进行定位，完成批量H型钢的钻孔加工，加工完成后即可通过检验模具来进行钻孔检验，可以有效确保上下两块翼板钻孔、腹板与翼板定位尺寸的精度，达到现场安装施工的质量要求，进而确保现场施工、安装的正常进行。同时也可以现场进行检验，提高质量。

Description

一种钻孔模具及钻孔方法

技术领域

本发明涉及一种钢梁加工技术，特别涉及一种钻孔模具及钻孔方法。

背景技术

目前建筑行业中装配式钢结构运用越来越广，大型装配式钢结构建筑越来越多。装配式钢结构钢柱与钢梁构件很大部分为H型钢，装配式钢结构建筑的一个重要特点就是大批量型钢连接节点必须在工厂加工完成，而工厂制作完成的钢柱与钢柱的连接节点、钢柱与钢梁的连接节点、钢梁与钢梁的连接节点的H型钢翼、腹板三面钻孔定位尺寸必须全部保证满足现场构件装配式安装的精确度要求。即任意一个H型钢连接节点的两个H型钢的上下翼板和腹板的螺栓连接孔尺寸误差不得大于规范和设计要求，否则现场无法保证安装节点H型钢翼、腹板三个面的螺栓穿孔率，致使现场返工处理，造成工程成本增加，甚至导致工程质量不合格。

当前业界在确定H型钢翼、腹板三个面钻孔定位时通常采用单块样板钻模定位法，其必然导致上下两块翼板钻孔尺寸不同心、腹板与翼板定位尺寸偏差，无法进行工厂制作质量检验，无法满足现场装配式构件安装施工质量要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，第一方面，本发明提出一种钻孔模具，能够有效提高H型钢的翼板、腹板上的钻孔精度，达到现场安装施工的质量要求，进而确保现场施工、安装的正常进行。

第二方面，本发明提出一种钻孔方法，既能够保证孔位加工精度，又方便进行孔位质量检验。

根据本发明第一方面实施例的一种钻孔模具，包括第一定位板、第二定位板和第三定位板，所述第一定位板和所述第二定位板平行且间隔设置，所述第三定位板沿垂直设置于所述第一定位板和所述第二定位板之间，所述第三定位板的一端同时与所述第一定位板和所述第二定位板设置有供H型钢的翼板插入的插槽，所述第一定位板和所述第二定位板开设有与H型钢的翼板的螺栓连接孔匹配的第一定位孔，所述第三定位板开设有与H型钢的腹板的螺栓连接孔匹配的第二定位孔。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

采用上述结构设置的钻孔模具，可以基于H型钢的理论参数完成第一定位板、第二定位板和第三定位板的拼装，配合插槽的设置使得该钻孔模具能够完美地插入或套设到H型钢的端部，即连接节点的位置，并且其中第一定位孔和第二定位孔均基于H型钢的翼板、腹板的理论参数得到的螺栓连接孔的位置、孔径等参数进行加工的，在将钻孔模具插入或套设到H型钢的端部的时候，可以通过第一定位孔、第二定位孔进行H型钢的翼板、腹板的钻孔定位，由于第一定位板、第二定位板和第三定位板的相对位置固定，因此可以有效确保上下两块翼板钻孔、腹板与翼板定位尺寸的精度，达到现场安装施工的质量要求，进而确保现场施工、安装的正常进行。同时该钻孔模具也可以用作工厂制作加工完H型钢后的质检工具，用来检测钻孔尺寸是否出现偏差。

根据本发明的一些实施例，所述第一定位板和所述第二定位板之间的距离与H型钢的两块翼板相互背离的两个端面之间的距离适配。

根据本发明的一些实施例，所述插槽的宽度与H型钢的翼板厚度适配。

根据本发明的一些实施例，所述第三定位板用于贴合H型钢的腹板。

根据本发明的一些实施例，所述第三定位板成T字型结构，所述第三定位板相对凸出的两端对应连接所述第一定位板和所述第二定位板，从而通过另一端与所述第一定位板和所述第二定位板之间的间隙形成所述插槽。

根据本发明的一些实施例，所述第一定位板和所述第二定位板于靠近所述插槽的开口端的位置设置有第一连接杆，所述第一连接杆与所述第三定位板之间连接有若干根第二连接杆。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接杆于所述第一定位板和所述第二定位板的外侧连接所述第一定位板和所述第二定位板，所述第二连接杆沿平行于所述第一定位板、所述第二定位板的方向垂直连接于所述第三定位板和所述第一连接杆之间。

根据本发明的一些实施例，所述第一定位板和所述第二定位板的宽度与H型钢的翼板的宽度适配。

根据本发明的一些实施例，所述第一定位板和所述第二定位板于远离所述插槽的开口端的位置设置有呈X形分布的第三连接杆，所述第三连接杆的中间位置连接所述第三定位板。

根据本发明的一些实施例，所述第一定位板、所述第二定位板和所述第三定位板中的至少一者设置有提手。

根据本发明第二方面实施例的一种钻孔方法，包括以下步骤：

S1根据H型钢的几何尺寸制作上述任一实施例记载的钻孔模具；

S2根据所述钻孔模具，制作检验模具，所述检验模具具有与所述钻孔模具相同的定位板结构，并且所述检验模具以所述钻孔模具为底模钻孔加工有检验孔位；

S3将所述钻孔模具从H型钢的端部插入，根据所述第一定位孔和所述第二定位孔对H型钢的翼板和腹板进行螺栓连接孔加工；

S4将所述检验模具从H型钢的端部插入，通过所述检验孔位检验所述螺纹连接孔的尺寸和位置。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

采用上述步骤的钻孔方法，制作结构基本相同的钻孔模具和检验模具，在钻孔模具上根据H型钢的尺寸参数加工对应的定位孔，再以钻孔模具为底模在检验模具上加工检验孔位，理论上检验孔位与将要生产的H型钢的连接节点处翼板和腹板上的螺栓连接孔的位置对应、尺寸一致。通过钻孔模具来进行定位，完成批量H型钢的钻孔加工，加工完成后即可通过检验模具来进行钻孔检验，可以有效确保上下两块翼板钻孔、腹板与翼板定位尺寸的精度，达到现场安装施工的质量要求，进而确保现场施工、安装的正常进行。同时也可以现场进行检验，提高质量。

根据本发明的一些实施例，在步骤S1制作所述钻孔模具的时候，所述第一定位板和所述第二定位板之间的距离与H型钢的两块翼板相互背离的两个端面之间的距离适配，所述插槽的宽度与H型钢的翼板厚度适配。

根据本发明的一些实施例，在步骤S3中，当所述钻孔模具插入H型钢时，所述第一定位板和所述第二定位板于H型钢的翼板外侧与之贴合，所述第三定位板与H型钢的腹板贴合。

根据本发明的一些实施例，所述第一定位板和所述第二定位板的宽度与H型钢的翼板宽度适配。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的第一种结构示意图；

图2是本发明的第二种结构示意图；

图3是本发明的第一种工作状态示意图；

图4是本发明的第二种工作状态示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1～图4，本发明提出一种钻孔模具，包括第一定位板100、第二定位板102和第三定位板101，第一定位板100和第二定位板102平行且间隔设置，第三定位板101沿垂直设置于第一定位板100和第二定位板102之间，第三定位板101的一端同时与第一定位板100和第二定位板102设置有供H型钢的翼板200插入的插槽107，第一定位板100和第二定位板102开设有与H型钢的翼板200的螺栓连接孔匹配的第一定位孔109，第三定位板101开设有与H型钢的腹板201的螺栓连接孔匹配的第二定位孔106。

采用上述结构设置的钻孔模具，可以基于H型钢的理论参数完成第一定位板100、第二定位板102和第三定位板101的拼装，配合插槽107的设置使得该钻孔模具能够完美地插入或套设到H型钢的端部，即连接节点的位置，并且其中第一定位孔109和第二定位孔106均基于H型钢的翼板200、腹板201的理论参数得到的螺栓连接孔的位置、孔径等参数进行加工的，在将钻孔模具插入或套设到H型钢的端部的时候，可以通过第一定位孔109、第二定位孔106进行H型钢的翼板200、腹板201的钻孔定位，由于第一定位板100、第二定位板102和第三定位板101的相对位置固定，因此可以有效确保上下两块翼板200钻孔、腹板201与翼板200定位尺寸的精度，达到现场安装施工的质量要求，进而确保现场施工、安装的正常进行。同时该钻孔模具也可以用作工厂制作加工完H型钢后的质检工具，用来检测钻孔尺寸是否出现偏差。

为了方便钻孔模具的工作，在本发明的一些实施例中，第一定位板100和第二定位板102之间的距离与H型钢的两块翼板200相互背离的两个端面之间的距离适配。这样在H型钢的翼板200插入到插槽107内的时候，第一定位板100和第二定位板102位于两块翼板200的外侧并与之贴合，方便工人通过第一定位孔109对两块翼板200进行螺栓连接孔的钻取，或者通过第一定位孔109来检验两块翼板200上的螺栓连接孔的尺寸、位置。

第三定位板101的位置可以根据需要设定，优选在第一定位板100和第二定位板102贴合两块翼板200的外端面的时候，第三定位板101贴合腹板201，以便于通过第二定位孔106对腹板201进行螺栓连接孔加工或检验。

在本发明的一些实施例中，插槽107的宽度与H型钢的翼板200厚度适配，以便于定位。并且插槽107的深度与理论上通过第一定位孔109、第二定位孔106于翼板200和腹板201上定位的螺栓连接孔对应的时候，H型钢所需插入的深度一致。

在本发明的一些实施例中，第三定位板101成T字型结构，第三定位板101相对凸出的两端对应连接第一定位板100和第二定位板102，从而通过另一端与第一定位板100和第二定位板102之间的间隙形成插槽107。

为了提高结构强度，在本发明的一些实施例中，第一定位板100和第二定位板102于靠近插槽107的开口端的位置设置有第一连接杆104，第一连接杆104与第三定位板101之间连接有若干根第二连接杆103。通过第一连接杆104和第二连接杆103共同作用来提高第一定位板100、第二定位板102和第三定位板101的前端之间的结构强度。

并且为了避免妨碍H型钢插入插槽107内，在本发明的一些实施例中，第一连接杆104于第一定位板100和第二定位板102的外侧连接第一定位板100和第二定位板102，第二连接杆103沿平行于第一定位板100、第二定位板102的方向垂直连接于第三定位板101和第一连接杆104之间。这样可以充分避开插槽107。同时第二连接杆103位于第三定位板101工作时相对于腹板201的同一侧，如当工作时，第三定位板101是贴合腹板201的左侧端面，则第一连接杆104、第二连接杆103设置在第三定位板101的左侧，使得腹板201能够从第一定位板100、第二定位板102之间沿贴合第三定位板101的方向插入。

为了方便钻孔模具与H型钢的定位，在本发明的一些实施例中，第一定位板100和第二定位板102的宽度与H型钢的翼板200的宽度适配。这样可以通过第一连接杆104抵接第一定位板100、第二定位板102的方式来提高定位，结合第三定位板101与腹板201的贴合，可以有效提高定位精度。

此外，在本发明的一些实施例中，第一定位板100和第二定位板102于远离插槽107的开口端的位置设置有呈X形分布的第三连接杆105，第三连接杆105的中间位置连接第三定位板101，以用于在钻孔模具的后端进行结构加强，延长使用寿命。

在本发明的一些实施例中，第一定位板100、第二定位板102和第三定位板101中的至少一者设置有提手108，以用于通过提手108来提高钻孔模具的操作便捷性。当同时在第一定位板100和第二定位板102上设置提手108的时候，由于H型钢一般平置在地面上，因此可以在第一定位板100背离第二定位板102的端面设置提手108，而在第二定位板102的侧边设置提手108，以避免妨碍H型钢的摆放。在实际设置时可以灵活设定，在此不作一一详述。

此外，本发明还提出一种钻孔方法，基于上述任一实施例记载的钻孔模具的结构进行。

该钻孔方法包括以下步骤：

S1根据H型钢的几何尺寸制作上述任一实施例记载的钻孔模具；

S2根据钻孔模具，制作检验模具，检验模具具有与钻孔模具相同的定位板结构，并且检验模具以钻孔模具为底模钻孔加工有检验孔位；

S3将钻孔模具从H型钢的端部插入，根据第一定位孔109和第二定位孔106对H型钢的翼板200和腹板201进行螺栓连接孔加工；

S4将检验模具从H型钢的端部插入，通过检验孔位检验螺纹连接孔的尺寸和位置。

采用上述步骤的钻孔方法，制作结构基本相同的钻孔模具和检验模具，在钻孔模具上根据H型钢的尺寸参数加工对应的定位孔，再以钻孔模具为底模在检验模具上加工检验孔位，理论上检验孔位与将要生产的H型钢的连接节点处翼板200和腹板201上的螺栓连接孔的位置对应、尺寸一致。通过钻孔模具来进行定位，完成批量H型钢的钻孔加工，加工完成后即可通过检验模具来进行钻孔检验，可以有效确保上下两块翼板200钻孔、腹板201与翼板200定位尺寸的精度，达到现场安装施工的质量要求，进而确保现场施工、安装的正常进行。同时也可以现场进行检验，提高质量。

在步骤S1制作钻孔模具的时候，第一定位板100和第二定位板102之间的距离与H型钢的两块翼板200相互背离的两个端面之间的距离适配，插槽107的宽度与H型钢的翼板200厚度适配。并且在步骤S3中，当钻孔模具插入H型钢时，第一定位板100和第二定位板102于H型钢的翼板200外侧与之贴合，第三定位板101与H型钢的腹板201贴合。

在一些实施例中，以准备成批量生产加工的H型钢的连接节点处的翼板200、腹板201尺寸为依据，裁剪四块与连接节点处的翼板200的长宽尺寸一致的第一钢板，裁剪两块与连接节点处的腹板201的长度一致、宽度为腹板201宽度与两个翼板200厚度总和的第二钢板。以两块第一钢板配一块第二钢板的组合形式，按H型钢的连接节点处的尺寸拼装成H型结构，一个用作钻孔模具的原型，一个用作检验模具的原型。其中第二钢板为前述实施例中的T型结构，以形成插槽107。在钻孔模具的原型上根据理论参数敲出第一定位孔109、第二定位孔106，并以此确定待批量加工的H型钢的连接节点位置翼板200、腹板201的钻孔位置。并以该原型为底模，在检验模具的原型上完成钻孔加工。最后以检验模具来检查校对完成批量加工的H型钢的连接节点处翼板200、腹板201的钻孔尺寸及位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种钻孔模具，其特征在于：包括第一定位板、第二定位板和第三定位板，所述第一定位板和所述第二定位板平行且间隔设置，所述第三定位板沿垂直设置于所述第一定位板和所述第二定位板之间，所述第三定位板的一端同时与所述第一定位板和所述第二定位板设置有供H型钢的翼板插入的插槽，所述第一定位板和所述第二定位板开设有与H型钢的翼板的螺栓连接孔匹配的第一定位孔，所述第三定位板开设有与H型钢的腹板的螺栓连接孔匹配的第二定位孔。

2.根据权利要求1所述的钻孔模具，其特征在于：所述第三定位板成T字型结构，所述第三定位板相对凸出的两端对应连接所述第一定位板和所述第二定位板，从而通过另一端与所述第一定位板和所述第二定位板之间的间隙形成所述插槽。

3.根据权利要求2所述的钻孔模具，其特征在于：所述第一定位板和所述第二定位板于靠近所述插槽的开口端的位置设置有第一连接杆，所述第一连接杆与所述第三定位板之间连接有若干根第二连接杆。

4.根据权利要求3所述的钻孔模具，其特征在于：所述第一连接杆于所述第一定位板和所述第二定位板的外侧连接所述第一定位板和所述第二定位板，所述第二连接杆沿平行于所述第一定位板、所述第二定位板的方向垂直连接于所述第三定位板和所述第一连接杆之间。

5.根据权利要求4所述的钻孔模具，其特征在于：所述第一定位板和所述第二定位板于远离所述插槽的开口端的位置设置有呈X形分布的第三连接杆，所述第三连接杆的中间位置连接所述第三定位板。

6.根据权利要求1所述的钻孔模具，其特征在于：所述第一定位板、所述第二定位板和所述第三定位板中的至少一者设置有提手。

7.一种钻孔方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1根据H型钢的几何尺寸制作权利要求1所述钻孔模具；

S2根据所述钻孔模具，制作检验模具，所述检验模具具有与所述钻孔模具相同的定位板结构，并且所述检验模具以所述钻孔模具为底模钻孔加工有检验孔位；

S3将所述钻孔模具从H型钢的端部插入，根据所述第一定位孔和所述第二定位孔对H型钢的翼板和腹板进行螺栓连接孔加工；

S4将所述检验模具从H型钢的端部插入，通过所述检验孔位检验所述螺纹连接孔的尺寸和位置。

8.根据权利要求7所述的钻孔方法，其特征在于：在步骤S1制作所述钻孔模具的时候，所述第一定位板和所述第二定位板之间的距离与H型钢的两块翼板相互背离的两个端面之间的距离适配，所述插槽的宽度与H型钢的翼板厚度适配。

9.根据权利要求8所述的钻孔方法，其特征在于：在步骤S3中，当所述钻孔模具插入H型钢时，所述第一定位板和所述第二定位板于H型钢的翼板外侧与之贴合，所述第三定位板与H型钢的腹板贴合。

10.根据权利要求7所述的钻孔方法，其特征在于：所述第一定位板和所述第二定位板的宽度与H型钢的翼板宽度适配。

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