CN102189380A - 一种支撑架的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支撑架的制造工艺，包括取适当厚度和宽度的钢板，将钢板送入冲压模具依次进行剪料工序、加强筋成型工序、冲孔工序、冲出中心孔、冲切钢片周边工序、折弯工序制得顶梁板，取预定长度、内直径、管壁厚度的空心钢管，通过车削加工在其外表面车削螺纹制得螺杆，将顶梁板拉伸成型孔部位与螺杆焊接固定。所述钢板由按重量份计的C：0.01～0.08％、Si：0.01～0.8％、Mn：0.5～1.9％、Ti：0.005～0.1％、B：0.0006～0.005％、N：0.002～0.01％、Fe：余量制成。本制造工艺操作简易、有利于提高支撑架强度和降低支撑架制造成本。

Description

一种支撑架的制造工艺

技术领域

本发明涉及建筑施工辅助设备技术领域,具体涉及一种支撑架的制造工艺。

背景技术

支撑架是建筑施工时常用的辅助设备,采用混凝土浇铸屋顶时，支撑架主要起到稳固支撑模板的作用，因此，支撑架的强度和抗压能力对保障施工安全十分重要。支撑架由螺杆和焊接在螺杆一端的顶梁板组成，传统技术是从钢板上切割块状顶梁板，并取适当长度螺杆，将顶梁板焊接到螺杆一端制得支撑架。采用该方法制造支撑架，顶梁板和螺杆未经过精加工，顶梁板和螺杆均为实心结构，一方面会因为结构厚重而不便于施工应用，另一方面实心的材质会导致支撑架制造成本高,再者,实心的顶梁板和螺杆焊接简单焊接,由于作业不规范问题等因素会导致支撑架的强度和抗压能力等性能不稳定，容易在施工应用时出现安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种支撑架的制造工艺,本制造工艺操作简易,有利于提高支撑架强度、降低支撑架制造成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种支撑架的制造工艺，其包括以下步骤：

一、顶梁板制作，

取适当厚度和宽度的钢板，将钢板送入冲压模具依次进行以下工序；

剪料工序，将钢板剪切成设定长度的钢片；

加强筋成型工序，在上述钢片上的设定位置冲压成型若干加强筋；

冲孔工序，在上述钢片中心冲出中心孔，再拉伸中心孔周壁形成设定外直径的拉伸圆管；

冲切钢片周边工序，按设定的宽度切除钢片两边，按设定的长度切除钢片两端；

折弯工序，取设定长度的钢片两端部作为折弯边，将经冲切周边的钢片垂直折弯，制得顶梁板；

二、螺杆制作，

取设定长度、内直径、管壁厚度的空心钢管，通过车削加工在其外面攻刻螺纹制得螺杆；

三、将顶梁板与螺杆焊接，将步骤一冲孔工序中在钢片上形成的拉伸圆管套接在螺杆一端，焊接固定。

上述钢板由按重量份计的以下配比成份制成：C：0.01～0.08％、Si：0.01～0.8％、Mn：0.5～1.9％、Ti：0.005～0.1％、B：0.0006～0.005％、N：0.002～0.01％、Fe：余量。由此配比成份制得的高张力钢板不但具有良好的张力和耐疲劳特性，还具备优良的焊接性能和化学转换处理性，正因此种高张力钢板拥有良好的张力和耐疲劳特性，才适宜采用以上加强筋成型、冲孔、冲切钢片周边以及折弯工序将其加工成具有高强度、高张力的顶梁板，因此种高张力钢板具有优良的焊接性能，才能通过焊接使顶梁板和螺杆紧固连接，最终才能保障支撑架满足建筑施工等使用场合的高强度要求。

上述钢板的厚度和宽度需根据实际生产需要选定，以符合作业强度要求的厚度为宜。传统支撑架的顶梁板厚度一般为5.0mm,但本发明人通过研究发现，通过本技术方案制造支撑架，钢板的厚度宜在2.8mm—3.0mm范围内，该厚度范围内的钢板经过本技术方案加工后，其强度符合作业强度要求，并且大幅度节省原料成本，减轻支撑架整体质量，以便作业施工。作为优选，钢板的厚度为3.0mm，本发明人经过大量实验比较发现，采用厚度为3.0mm的钢板制作顶梁板，经过本工艺加工后，能达到最佳的强度。钢板的宽度宜根据预生产顶梁板的宽度而设定，但需预留冲切钢片周边工序中所应切除的两边边料，顶梁板的宽度通常为90mm—100mm，而冲切钢片周边工序中切除的两边边料宽度为1.0mm-2.5mm，因此钢板的宽度设定92mm—105mm为宜,取该宽度范围的钢板可以为冲切钢片周边工序预留足够的边料。

上述剪料工序中，钢片的长度需根据预生产顶梁板的长度而设定，但同样需预留冲切钢片周边工序中切除的两端边料，另外还需预留折弯工序中两端折弯的弯边长度，顶梁板的长度通常为160mm-170mm，冲切钢片周边工序中切除的两端边料长度为1.0mm-2.5mm，折弯工序中钢片两端部折弯边的长度为30mm-40mm，因此钢片的长度设定222mm-255m为宜。

上述加强筋成型工序中，所述加强筋的数量可以为一个或多个，并且加强筋的可为任意形状。但本发明人经过实验总结得出，加强筋的数量以六个为最佳，并且当其中四个加强筋为曲线形且围绕中心孔排列成“X”形，另外两个加强筋为直线形且平行对称排列在“X”形任两个相对夹角之间时，更有利于提高钢片的强度，同时有利于支撑架的美观。加强筋成型是通过在冲压模具的上模设置与加强筋形状匹配的凸块实现的，在模具冲压时，上下模块冲压成型加强筋。

上述冲孔工序中，在钢片中心冲出中心孔，再拉伸中心孔周壁形成设定外直径的拉伸圆管是为了使中心孔周壁有一定高度直深，便于后续工序的焊接操作。生产时，在冲孔工位的上模设置与冲孔直径匹配的圆形凸模，在模具冲压过程中冲压成型，圆形凸模冲切钢片的中心冲出中心孔，拉伸圆管则通过模具拉伸成型。其中中心孔直径和拉伸圆管外直径的设定应与螺杆的内直径相匹配，后续将顶梁板和螺杆焊接固定时，拉伸圆管套接在螺杆一端，因此拉伸圆管外直径应略小于螺杆内直径以便于套接和焊接加工。本发明人通过试验研究发现，拉伸圆管外直径比螺杆内直径小0.5mm以内时，最有利于螺杆和拉伸圆管的套接稳固性，也更有利于螺杆与顶梁板的焊接固定。其中，拉伸圆管外直径比螺杆内直径小0.1mm为最优选。

冲切钢片周边的主要目的是使钢片周边平整，冲切钢片周边工序中，冲切时须考虑预留边料以便模刀完成冲切动作，但同时要尽量节省钢材，因此本人综合分析该两方面因素，经研究发现钢片两边的切除宽度和钢片两端的切除长度以1mm-2.5mm为宜。

上述折弯工序中，作为折弯边的钢片两端部长度设定直接影响顶梁板的强度和使用效果，过长的折弯边将面临容易受压变形的问题，而过短的折弯边将为施工带来不便，本人结合实际应用的需要，经大量试验考究表明，顶梁板的长度优选取165mm，顶梁板两端部折弯边的长度最佳为35mm，钢片长度优选设定为238mm，这是因为该长度范围内的折弯边即能保持较好的强度，不存在受压变形的问题，同时因适当长度的折弯边使钢片主体与折弯边之间形成一定深度的槽腔，从而便于施工应用。

上述空心钢管的长度应根据支撑架的螺杆长度要求而定，空心钢管的内直径则应根据实际螺杆强度要求、螺杆管壁厚度以及螺杆外直径尺寸要求而定。本发明人经调查发现，螺杆长度为600mm是最常用的支撑架规格，而在螺杆长度设定为600mm的情况下，空心钢管的内直径设定为24mm、空心钢管的外直径设定为34mm、空心钢管的管壁厚度设定为5mm时，制得的螺杆既能具备较好的支撑强度，又在最大程度上节省钢材。应该强调的是，空心钢管内直径的设定应与中心孔直径相匹配且比拉伸圆管外直径略大，也即满足螺杆能将拉伸圆管无隙套接，因此当空心钢管的内直径设定为24mm时，上述冲孔工序中，拉伸圆管的外直径应设定为2.39mm。当然，实际生产时根据不同需要，空心钢管的长度、内直径、外直径及管壁厚度均可有不同设置。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明采用操作简易、自动化程度高的制造工艺代替作业不规范的传统支撑架制造方式，有效解决传统制造方式产出的支撑架强度和抗压能力不稳定的问题，消除在施工应用时出现的安全隐患。

2、本发明通过在顶梁板上设置规则排列的加强筋，并取适当长度的钢片两端部作为折弯边，使顶梁板的强度大幅增加，使得采用较薄钢片制作顶梁板即能达到较厚钢片的强度，一方面达到提高支撑架强度的效果，另一方面能节省钢片原料，降低支撑架制造成本。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明进行进一步详细描述。

实施例1

本实施例制造一种支撑架,其顶梁板宽度、长度、厚度分别为90mm、160mm、2.8mm，顶梁板两端折弯边的长度为30mm，螺杆长度为600mm,螺杆外直径为34mm。制造工艺步骤如下：

按重量份计，采用以下配比成份制成厚度为2.8mm、宽度为92mm的钢板：

C：0.01％、Si：0.8％、Mn：0.5％、Ti：0.1％、B：0.0006％、N：0.002％、Fe：余量。

一、顶梁板制作，

取上述2.8mm厚度和92mm宽度的钢板，将钢板送入冲压模具依次进行以下工序；

剪料工序，将钢板剪切成长度为222mm的钢片；

加强筋成型工序，围绕钢片中心冲压成型六个加强筋，其中四个加强筋为曲线形且围绕中心孔排列成“X”形，另外两个加强筋为直线形且平行对称排列在“X”形任两个相对夹角之间；

冲孔工序，在钢片中心冲出直径为20mm的中心孔，再拉伸中心孔周壁形成外直径为23.9mm的拉伸圆管；

冲切钢片周边工序，切除钢片两边和两端各1mm；

折弯工序，取30mm长度的钢片两端部作为折弯边，将经冲切周边的钢片垂直折弯，制得顶梁板；

二、螺杆制作，

取长度为600mm、内直径为24mm、外直径为34mm、管壁厚度为5mm的空心钢管，通过车削加工在其外面攻刻螺纹制得螺杆；

三、将冲孔工序中在钢片上形成的拉伸圆管套接在螺杆一端，将顶梁板与螺杆焊接固定。

实施例2

本实施例制造一种支撑架,其顶梁板宽度、长度、厚度分别为95mm、165mm、2.9mm，顶梁板两端折弯边的长度为35mm，螺杆长度为600mm,螺杆外直径为34mm。制造工艺步骤如下：

按重量份计，采用以下配比成份制成厚度为2.9mm、宽度为98mm的钢板：

C：0.08％、Si：0.01％、Mn：1.9％、Ti：0.005％、B：0.005％、N：0.01％、Fe：余量。

一、顶梁板制作，

取上述2.9mm厚度和98mm宽度的钢板，将钢板送入冲压模具依次进行以下工序；

剪料工序，将钢板剪切成长度为238mm的钢片；

加强筋成型工序，围绕钢片中心冲压成型四个加强筋，四个加强筋为直线形且围绕中心孔排列成“X”形；

冲孔工序，在钢片中心冲出直径为20mm的中心孔，再拉伸中心孔周壁形成外直径为23.9mm的拉伸圆管；

冲切钢片周边工序，切除钢片两边和两端各1.5mm；

折弯工序，取35mm长度的钢片两端部作为折弯边，将经冲切周边的钢片垂直折弯，制得顶梁板；

二、螺杆制作，

取长度为600mm、内直径为24mm、外直径为34mm、管壁厚度为5mm的空心钢管，通过车削加工在其外面攻刻螺纹制得螺杆；

三、将冲孔工序中在钢片上形成的拉伸圆管套接在螺杆一端，将顶梁板与螺杆焊接固定。

实施例3

本实施例制造一种支撑架,其顶梁板宽度、长度、厚度分别为100mm、170mm、3.0mm，顶梁板两端折弯边的长度为40mm螺杆长度为600mm,螺杆外直径为34mm。制造工艺步骤如下：

按重量份计，采用以下配比成份制成厚度为3.0mm、宽度为105mm的钢板：

C：0.04％、Si：0.4％、Mn：1.0％、Ti：0.05％、B：0.0025％、N：0.005％、Fe：余量。

一、顶梁板制作，

取3.0mm厚度和105mm宽度的钢板，将钢板送入冲压模具依次进行以下工序；

剪料工序，将钢板剪切成长度为255mm的钢片；

加强筋成型工序，围绕钢片中心冲压成型八个加强筋，其中四个加强筋为曲线形且围绕中心孔排列成“X”形，另外四个加强筋为直线形且分别排列在“X”形各个夹角之间；

冲孔工序，在钢片中心冲出直径为20mm的中心孔，再拉伸中心孔周壁形成外直径为23.9mm的拉伸圆管；

冲切钢片周边工序，切除钢片两边和两端各2.5mm；

折弯工序，取40mm长度的钢片两端部作为折弯边，将经冲切周边的钢片垂直折弯，制得顶梁板；

二、螺杆制作，

取长度为600mm、内直径为24mm、外直径为34mm、管壁厚度为5mm的空心钢管，通过车削加工在其外面攻刻螺纹制得螺杆；

三、将冲孔工序中在钢片上形成的拉伸圆管套接在螺杆一端，将顶梁板与螺杆焊接固定。

本发明人将以上实施例制得的支撑架和传统支撑架分别做受压形变强度测试比较，测试结果表明：以上实施例1、2、3制得的支撑架强度分别比传统支撑架大48.5%、52%、63%，顶梁板的抗拉强度均达到590MPa水平以上，但制作成本均比传统支撑架节省30%以上。

上述实施例是本发明的优选实施方式，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换也应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支撑架的制造工艺，其包括以下步骤：

     一、顶梁板制作，

     取适当厚度和宽度的钢板，将钢板送入冲压模具依次进行以下工序；

     剪料工序，将钢板剪切成设定长度的钢片；

     加强筋成型工序，在上述钢片上的设定位置冲压成型若干加强筋；

     冲孔工序，在上述钢片中心冲出中心孔，再拉伸中心孔周壁形成设定外直径的拉伸圆管；

     冲切钢片周边工序，按设定的宽度切除钢片两边，按设定的长度切除钢片两端；

     折弯工序，取设定长度的钢片两端部作为折弯边，将经冲切周边的钢片垂直折弯，制得顶梁板；

     二、螺杆制作，

     取设定长度、内直径、管壁厚度的空心钢管，通过车削加工在其外面攻刻螺纹制得螺杆；

     三、将顶梁板与螺杆焊接，将步骤一冲孔工序中在钢片上形成的拉伸圆管套接在螺杆一端，焊接固定。

2.根据权利要求1所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：按重量份计，所述钢板由以下配比的成份制成：C：0.01～0.08％、Si：0.01～0.8％、Mn：0.5～1.9％、Ti：0.005～0.1％、B：0.0006～0.005％、N：0.002～0.01％、Fe：余量。

3.根据权利要求1或2所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述加强筋成型工序中，在钢片上冲压成型六个加强筋，其中四个加强筋为曲线形且围绕中心孔排列成“X”形，另外两个加强筋为直线形且平行对称排列在“X”形任两个相对夹角之间。

4.根据权利要求3所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述钢板的厚度为2.8-3.0mm。

5.根据权利要求4所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述钢板的厚度为3.0mm。

6.根据权利要求1或2所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述冲切钢片周边工序中，钢片两边的切除宽度和钢片两端的切除长度为1mm-2.5mm。

7.根据权利要求6所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述折弯工序中，钢片两端部折弯边的长度为30-40mm。

8.根据权利要求1或2所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述折弯工序中，钢片两端部折弯边的长度为35mm。

9.根据权利要求1或2所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述拉伸圆管的外直径比所述空心钢管的内直径小0.1mm。

10.根据权利要求9所述的支撑架的制造工艺，其特征在于：所述拉伸圆管的外直径为23.9mm，所述空心钢管的内直径为24mm。