CN103015726B - 箱形臂节加工方法、箱形臂节及混凝土泵车臂架 - Google Patents

Abstract

箱形臂节加工方法，包括：切割成形步骤：将板材切割形成为切割成形板件；第一折弯步骤：相对于切割成形板件的底板成形部（3）折弯第一腹板成形部（2）和第二腹板成形部（2’）；第二折弯步骤：相对于第一腹板成形部和第二腹板成形部折弯切割成形板件的第一顶板成形部（6）和第二顶板成形部将（7），使得第一顶板成形部和第二顶板成形部的边缘相互接触或彼此相对；封闭连接步骤：将第一顶板成形部和第二顶板成形部的边缘相互连接，从而箱形臂节。此外，本发明还提供一种箱形臂节以及混凝土泵车臂架。本发明的加工箱形臂节加工方法工艺简单，便于保证加工质量，其显著减少了加工工序和加工时间，提高了加工效率。

Description

箱形臂节加工方法、箱形臂节及混凝土泵车臂架

技术领域

本发明涉及一种臂架加工方法，具体地，涉及一种箱形臂节加工方法。此外，本发明还涉及一种通过上述箱形臂节加工方法所形成的箱形臂节以及由该箱形臂节连接而成的混凝土泵车臂架。

背景技术

混凝土泵车、起重机等工程机械设备上广泛采用箱形臂节，例如混凝土泵车臂架包括依次铰接的多节箱形臂节，桁架式起重机的伸缩臂可以包括依次可滑动套装的多节箱形臂节。

此处需要注意的是，本领域技术人员所称的“箱形臂节”，主要是指构成臂架的各节臂节主体的横截面呈封闭的箱形，其并不严格局限于矩形或正方形，所谓“箱形臂节”属于本领域技术技术人员的通用技术术语。

但是，现有技术中箱形臂节的加工方法存在明显的缺点，以下以混凝土泵车臂架的箱形臂节的加工为例来简略描述现有的加工方法，其它工程机械（例如起重机）采用的箱形臂节的加工方法与此基本类似。

如上所述，混凝土泵车臂架通过多节箱形臂节依次铰接形成，在通过箱形臂节铰接形成混凝土泵车臂架之前，需要首先加工箱形臂节。

在现有技术的箱形臂节加工方法中，典型地，首先，根据要求的形状切割形成相互独立的箱形臂节的底板和两侧腹板；其次，将两侧腹板分别沿底板的两侧纵向边缘垂直焊接在底板上，从而形成槽形结构件，并根据结构强度要求在槽形结构件的凹槽内焊接相互间隔的隔板；第三，在上述槽形结构件内和/或隔板上焊接相应的加强板，以增强结构稳定性和强度；第四，在上述槽形结构件的槽口侧焊接顶板，从而使得箱形臂节的主体形成封闭的箱形横截面；第五，根据需要继续焊接其它构件，从而形成箱形臂节。

上述现有技术的箱形臂节加工方法的缺点是明显的，具体地，第一，其加工程序复杂，定位困难，组拼难度大，难于保证加工质量；第二，焊接工作量大，腹板、底板以及顶板的焊接长度较长，需要的焊接工作量巨大，且不利于保证焊接质量；第三，增加了对箱形臂节的板材的损伤，例如由于现有加工方法都需要与腹板进行焊接，这显然会增加对腹板的损伤，影响结构强度，容易产生焊接变形，这对箱形臂节以及由箱形臂节组成而成的臂架使用寿命是不利；第四，由于大量采用焊接连接，不但能耗较高，增加了加工成本，而且不利于环保。

有鉴于现有技术的上述缺点，需要设计一种新型的箱形臂节加工方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种箱形臂节加工方法，该箱形臂节加工方法不但能够显著地减少加工作业量，而且加工相对容易，并有利于改善加工质量。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种箱形臂节，该箱形臂节具有相对改善的加工质量，结构整体性良好。

此外，本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土泵车臂架，该混凝土泵车臂架的组成臂节具有相对改善的加工质量，结构整体性良好，从而有利于提高混凝土臂架的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种箱形臂节加工方法，其中，该箱形臂节加工方法依次包括如下步骤：切割成形步骤：将板材切割形成为切割成形板件，该切割成形板件依次包括一体的且具有所需形状的第一顶板成形部、第一腹板成形部、底板成形部、第二腹板成形部以及第二顶板成形部；第一折弯步骤：分别或同时地相对于所述底板成形部折弯所述第一腹板成形部和第二腹板成形部，从而形成槽形结构件；第二折弯步骤：分别或同时地折弯所述第一顶板成形部和第二顶板成形部将，其中所述第一顶板成形部相对于所述第一腹板成形部朝向所述槽形结构件内侧折弯，所述第二顶板成形部相对于所述第二腹板成形部朝向所述槽形结构件内侧折弯，从而使得所述第一顶板成形部和第二顶板成形部的边缘相互接触或彼此相对；封闭连接步骤：将所述第一顶板成形部和第二顶板成形部相互接触或彼此相对的边缘相互连接，从而形成具有封闭横截面的箱形臂节。

优选地，在所述切割成形步骤中，所述板材为平板材，通过切割该平板材而形成所述切割成形板件。

典型地，在所述切割成形步骤中，所述第一腹板成形部与所述底板成形部之间预留有第一折弯区，所述第二腹板成形部与所述底板成形部预留有第二折弯区，所述第一顶板成形部与所述第一腹板成形部之间预留有第三折弯区，以及所述第二顶板成形部与第二腹板成形部之间预留有第四折弯区；在所述第一折弯步骤中，所述第一腹板成形部沿所述第一折弯区相对于所述底板成形部折弯，所述第二腹板成形部沿所述第二折弯区相对于所述底板成形部折弯；在所述第二折弯步骤中，所述第一顶板成形部沿所述第三折弯区相对于所述第一腹板成形部朝向所述槽形结构件内侧折弯，所述第二顶板成形部沿所述第四折弯区相对于所述第二腹板成形部朝向所述槽形结构件内侧折弯。

具体地，所述第一顶板成形部折弯为相对于所述第一腹板成形部呈90°夹角，所述第二顶板成形部折弯为相对于所述第二腹板成形部呈90°夹角。

典型地，在所述封闭连接步骤中，通过焊接而使得所述第一顶板成形部和第二顶板成形部的相互接触或彼此相对的边缘相互连接。

最优选地，所述箱形臂节加工方法还包括在所述切割成形步骤之后且在所述第一折弯步骤之前进行的冲压台面成形步骤，在该冲压台面成形步骤中，通过冲压工艺在所述第一腹板成形部、第二腹板成形部以及底板成形部中的至少一者上形成一个或多个冲压凸台面，各个冲压凸台面均凸出于所述切割成形板件的同一侧表面；并且在所述第一折弯步骤中，通过折弯所述第一腹板成形部和第二腹板成形部而形成的所述槽形结构件形成为使得各个所述冲压凸台面均朝向该槽形结构件的外侧凸出。

优选地，在所述冲压台面成形步骤中，在所述第一腹板成形部和/或第二腹板成形部形成一个或多个所述冲压凸台面。

更优选地，在所述冲压台面成形步骤中，各个所述冲压凸台面通过冷冲压工艺形成。

进一步优选地，所述箱形臂节加工方法还包括隔板固定步骤，该隔板固定步骤在所述第一折弯步骤之后且在第二折弯步骤之前进行，在所述隔板固定步骤中，在所述槽形结构件的凹槽内固定相互间隔的多个隔板。

作为本发明上述箱形臂节加工方法的一种可选择的变型方式，本发明提供一种箱形臂节加工方法，其中，该箱形臂节加工依次包括如下步骤：切割成形步骤：将板材切割形成为切割成形板件，该切割成形板件依次包括一体的且具有所需形状的顶板成形部、第一腹板成形部、底板成形部以及第二腹板成形部；第一折弯步骤：分别或同时地相对于所述底板成形部折弯所述第一腹板成形部和第二腹板成形部，从而形成槽形结构件；第二折弯步骤：将所述顶板成形部相对于所述第一腹板成形部朝向所述槽形结构件内侧折弯，从而使得所述顶板成形部的边缘与所述第二腹板成形部对应或接触；封闭连接步骤：将所述顶板成形部的边缘与所述第二腹板成形部相互连接，从而形成具有封闭横截面的箱形臂节。

典型地，在所述切割成形步骤中，所述第一腹板成形部与所述底板成形部之间预留有第一折弯区，所述第二腹板成形部与所述底板成形部预留有第二折弯区，所述顶板成形部与所述第一腹板成形部之间预留有第三折弯区；在所述第一折弯步骤中，所述第一腹板成形部沿所述第一折弯区相对于所述底板成形部折弯，所述第二腹板成形部沿所述第二折弯区相对于所述底板成形部折弯；在所述第二折弯步骤中，将所述顶板成形部沿所述第三折弯区相对于所述第一腹板成形部朝向所述槽形结构件内侧折弯。

在上述箱形臂节加工方法的技术方案的基础上，本发明还提供一种箱形臂节，其中，该箱形臂节为通过上述任一箱形臂节加工方法所加工形成的箱形臂节。

作为本发明技术构思范围内一种根据普遍意义的实施形式，本发明提供一种箱形臂节，包括通过顶板部、底板部以及两侧的第一腹板部和第二腹板部围成的具有封闭横截面的中空主体，其中，所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部通过折弯整块板材而形成。

更具体地，所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部折弯成形为具有接缝或缺口的臂节折弯成形件，并通过焊接封闭该臂节折弯成形件的接缝或缺口而形成具有封闭横截面的所述中空主体。

优选地，所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部中的至少一者上通过使得板材塑性变形而一体地形成有一个或多个中空的凸台部，各个所述凸台部朝向所述箱形臂节的外侧凸出。

更优选地，所述第一腹板部和/或第二腹板部形成一个或多个所述凸台部。

进一步优选地，所述箱形臂节为铝合金箱形臂节。

此外，本发明还提供一种混凝土泵车臂架，该混凝土泵车臂架包括至少一节箱形臂节，其中，各节所述箱形臂节为上述的箱形臂节。

通过上述技术方案，本发明的箱形臂节加工方法通过预先在板材上根据要求的形状切割形成底板成形部、腹板成形部、顶板成形部等，进而通过折弯工艺进行折弯，最后通过封闭连接步骤形成横截面呈封闭箱形的箱形臂节，与现有技术相比，本发明的箱形臂节加工方法加工容易，工艺简单，更加易于保证加工质量，其显著减少了切割工作量。另外，由于在封闭连接步骤一般采用焊接工艺，本发明仅需要将顶板成形部（例如第一顶板成形部和第二顶部成形部）焊接为相互连接即可，因而也显著减少了焊接工作量，减小了对板材的损伤，有利于延长箱形臂节的使用寿命。更独特地，本发明通过切割成形步骤形成一体的切割成形板件，并进而通过相应的折弯步骤进行加工，也就是说，本发明最终形成的箱形臂节的底板部、两侧腹板部以及顶板部是一体的，即除了最终的封闭连接之后，其它部位均是一体的，因此结构整体性良好，这显著改善了本发明加工方法所形成的箱形臂节的结构强度，使得箱形臂节的工作可靠性优良，具有通过现有加工方法所加工的箱形臂节无法比拟的优点。总体而言，本发明的加工箱形臂节加工方法工艺简单，便于保证加工质量，其显著减少了加工工序和加工时间，提高加工效率，同时有效减少了焊接量与切割工作量，节约了成本，有利于环保作业。另外，该箱形臂节加工可以容易地采用机床加工，便于进行流水线作业，这更加有利于提高加工效率。本发明提供的通过上述箱形臂节加工方法加工形成的箱形臂节以及通过该箱形臂节连接而成的混凝土臂架，在结构整体性等方面具有上述加工方法所形成的对应优点。此外，在进一步的优选步骤中，更独特地，本发明还通过相应的冲压台面成形步骤增大了箱形臂节的弯曲截面系数，使得箱形臂节的抗压强度显著增加，从而可以避免现有技术中需要增加大量的加强板，这有效节省了加工成本，并科学合理地增强了箱形臂节的结构强度。此外，本发明的箱形臂节加工方法还可以包括上述的隔板固定步骤，这有利于进一步增强箱形臂节的结构强度。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是通过本发明具体实施方式的箱形臂节加工方法的切割成形步骤所形成的切割成形板件的俯视结构示意图，其中还显示了通过后续的冲压步骤在两侧腹板上所形成的冲压凸台面。

图2是通过本发明具体实施方式的箱形臂节加工方法所形成的箱形臂节的侧视示意图，其中通过透明显示方式示意性显示了箱形臂节内部焊接的隔板。

图3是通过本发明具体实施方式的箱形臂节加工方法所形成的箱形臂节的俯视示意图，其中通过透明显示方式示意性显示了箱形臂节内部焊接的隔板。

图4是通过本发明具体实施方式的箱形臂节加工方法所形成的箱形臂节沿图2中的A-A线剖切的剖视示意图。

图5是本发明具体实施方式的箱形臂节加工方法的步骤框图。

本发明附图标记说明：

1铰接销孔；                       2第一腹板成形部；

2’第二腹板成形部；               3底板成形部；

4冲压凸台面；                     5第一折弯区；

5’第二折弯区；                   6第一顶板成形部；

7第二顶板成形部；                 8第三折弯区；

8’第四折弯区；                   9隔板固定部位；

10管道支架安装孔；                11拼焊焊缝；

12隔板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

在下述的具体实施方式中，为了便于本领域技术人员理解，主要以混凝土泵车臂架的箱形臂节为例说明本发明的箱形臂节加工方法，但是对于本领域技术人员容易想到的是，本发明箱形臂架加工方法的技术构思同样可以适用于其它工程机械采用的箱形臂节的加工，例如起重机的起重臂的箱形臂节的加工等，因此，任何箱形臂节的加工只要采用本发明下述加工方法的技术构思，其均属于本发明的保护范围。另外，需要注意的是，在以下描述的底板部、顶板部等中所涉及的方位词“底”、“顶”均是本领域技术人员通称的技术术语，一般可以按照箱形臂节所连接成的臂架安装到工程机械（例如混凝土泵车）上后，当臂架处于水平全伸展或全伸出状态下，所述箱形臂节的朝向地面的部分为“底板”或“底板部”，朝向上方的部分为“顶板”或“顶板部”，与“底板”和“顶板”围成箱形封闭截面的两侧部分为“腹板”或“腹板部”。相应地，在一些加工步骤中所采用的“上”、“下”等均是上述方位而言的。

参见图1至图5，首先描述本发明基本技术构思的箱形臂节加工方法。在此需要附加说明的是，此处描述的仅是箱形臂节形成箱形封闭横截面所需包含的最基本的步骤，尽管这些基本步骤足以构成一个完整的基本技术方案，但是绝不意味着本发明基本技术构思的箱形臂节加工方法必然排斥除了下述的基本步骤以外的其它步骤，相反，为了便于安装等目的，下述基本技术构思的箱形臂节加工方法未提及的非基本步骤，本领域技术人员可以根据实际需要进行相应的增加，这些增加的非基本步骤可以采用公知的加工步骤，也可以采用下文在本发明基本技术构思基础上进一步描述的优选实施形式，例如就混凝土臂架而言，尽管可以根据需要形成铰接销孔1和管道支架安装孔10，但是这对于本发明基本技术构思的箱形臂节加工方法并不是必须的，在技术进步条件下，这些安装孔完全可能在现场安装时或通过后处理工艺成形，当然为了便于安装，本发明基本技术构思基础上的优选实施方式将进一步包含相应的安装孔成形步骤；再如，隔板焊接以及本发明下述的更加优选独特的冲压台面成形步骤属于为了增强箱形臂节强度的步骤，由于本发明基本技术构思的箱形臂节加工方法通过改善箱形臂节的结构整体性已经基本能够满足强度要求，因此隔板焊接步骤和冲压台面成形步骤可以作为本发明箱形臂节加工方法在基本技术构思基础上的进一步优选步骤。

具体地，本发明基本技术构思的箱形臂节加工方法可以依次包括如下步骤：

切割成形步骤：将板材切割形成为切割成形板件（优选地，将平板材切割形成为切割成形板件），如图1所示，该切割成形板件依次包括一体的且具有所需形状的第一顶板成形部6、第一腹板成形部2、底板成形部3、第二腹板成形部2’以及第二顶板成形部7，其中第一腹板成形部2与底板成形部3之间具有第一折弯区5，第二腹板成形部2’与底板成形部3具有第二折弯区5’，第一顶板成形部6与第一腹板成形部2之间具有第三折弯区8，第二顶板成形部7与第二腹板成形部2’之间具有第四折弯区8’。

第一折弯步骤：分别或同时地折弯第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’，其中第一腹板成形部2沿第一折弯区5相对于底板成形部3折弯，第二腹板成形部2’沿第二折弯区5’相对于底板成形部3折弯，从而形成槽形结构件。

第二折弯步骤：分别或同时地折弯第一顶板成形部6和第二顶板成形部将7，其中第一顶板成形部6沿第三折弯区8相对于第一腹板成形部2朝向所述槽形结构件内侧折弯，第二顶板成形部7沿第四折弯区8’相对于第二腹板成形部2’朝向所述槽形结构件内侧折弯，从而使得第一顶板成形部6和第二顶板成形部7的边缘相互接触或彼此相对。

封闭连接步骤：将所述第一顶板成形部6和第二顶板成形部7的相互接触或彼此相对的边缘相互连接，从而形成具有封闭横截面的箱形臂节。

以上参照图1至图5描述了本发明箱形臂节加工方法的基本技术构思，对于上述的各个步骤，需要解释如下：

其一，就上述切割成形步骤而言，但是需要理解的是，通过切割平板件所形成的切割成形板件的具体形状并不局限于图1所示的形状，除了应用于不同的工程机械（例如混凝土泵车臂架、起重机的起重臂）所要求的结构性形状以外，就加工方法层面的形状而言，通过上述描述可以看出，当经过切割成形步骤后续的第一折弯步骤、第二折弯步骤以及封闭连接步骤形成箱形臂节时，上述的底板成形部3形成为箱形臂节的“底板”或“底板部”，第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’形成为箱形臂节的两侧“腹板”或“腹板部”，第一顶板成形部6和第二顶板成形部7相互拼接后共同形成为箱形臂节的“顶板”或“顶板部”。在此需要注意的是，箱形臂节的“顶板”并不局限于上述第一顶板成形部6和第二顶板成形部7相互拼接的形式，其完全可以由一块尺寸较大的顶板成形部相对于第一腹板成形部2折弯搭接到第二腹板成形部2’上，并进而将该顶板成形部与第二腹板成形部连接（例如焊接）即可。

因此，在此附带说明是，作为本发明上述基本技术构思的箱形臂节加工方法的一种明显变型方式，在上述切割成形步骤中，上述切割成形板件还可以被切割为依次包括一体的且具有所需形状的顶板成形部、第一腹板成形部2、底板成形部3以及第二腹板成形部2’，其中第一腹板成形部2与底板成形部3之间具有第一折弯区5，第二腹板成形部2’与底板成形部3具有第二折弯区5’，顶板成形部与第一腹板成形部2之间具有第三折弯区8。在第一折弯步骤中进行的操作可以与上述基本技术构思中的操作相同。在第二折弯步骤中，与该变型方式的切割成形板件的形状相适应，可以将所述顶板成形部沿第三折弯区8相对于第一腹板成形部2朝向所述槽形结构件内侧折弯，从而使得所述顶板成形部的边缘与所述第二腹板成形部2’对应或接触，此处“对应”例如顶板成形部可以折弯为处于第二腹板成形部2’的上边缘的上方而形成缝隙等，可以延伸到靠近第二腹板成形部2’的位置而形成接缝等；在封闭连接步骤中，相应地将所述顶板成形部的边缘与第二腹板成形部2’的上边缘相互连接，从而形成具有封闭横截面的箱形臂节。这种明显变型方式同样属于本发明的保护范围。

另外，需要注意的是，在上述的切割成形步骤中，所谓的第一至第四“折弯区”（也可以称为“预留折弯区”）是折弯工艺中进行弯折的位置，由于将板件进行折弯需要形成折弯圆角或拐角（参见图5），因此需要预留相应的折弯区。此处的“折弯区”可以是板件上的在预定的折弯位置所预留的用于形成折弯拐角的区域，当然为了容易进行折弯工艺，该折弯区也可以是沿预定折弯位置形成的例如凹槽等。无论其如何变型，均属于本发明所称的“折弯区”。还需要注意的是，在箱形臂节的主体尺寸要求不是特别严格的情形下，“折弯区”也可以不进行预留，在折弯时通过底板成形部3和腹板成形部各自的一部分形成折弯拐角即可。此外，在上述的“第一”和“第二”的区分，例如第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’、第一顶板成形部6和第二顶板成形部7可以相对于底板成形部3的纵向中心线对称设置，当然根据最终加工成形的箱形臂节的形状需要，也可以不对称设置。

其二，在上述第一折弯步骤中，显然地，通过折弯步骤会使得第一折弯区5和第二折弯区5’分别自然形成为折弯拐角。优选地，第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’均折弯为相对于底板成形部3呈90°夹角，即相互垂直。参见图4所示，从中可以明显看出第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’均与底板成形部3垂直，从而使得第一折弯区5和第二折弯区5’分别形成为折弯拐角（一般为折弯圆角）。

其三，在上述第二折弯步骤中，同样地，通过折弯会使得第三折弯区8和第四折弯区8’分别自然形成为折弯拐角。优选地，第一顶板成形部6折弯为相对于第一腹板成形部2呈90°夹角（即相互垂直），第二顶板成形部7折弯为相对于第二腹板成形部2’呈90°夹角（即相互垂直），从而使得第三折弯区8和第四折弯区8’分别形成为折弯拐角（一般为折弯圆角）。

其四，在上述封闭连接步骤中，优选地，可以通过焊接而使得所述第一顶板成形部6和第二顶板成形部7的相互接触或彼此相对的边缘相互连接，当然，也可以采用其它公知的连接形式进行相互连接，无论连接方式如何，其均属于本发明的保护范围。在优选地采用焊接方式连接的情形下，相对于传统箱形臂节加工方法需要多次焊接作业而言，本发明的箱形臂节加工方法在加工过程中仅需要一次焊接作业，而其它均通过折弯形成，因此箱形臂节的结构整体性良好，这能够相对有效地提高箱形臂节的结构强度，同时能够减少焊接变形，降低加工成本。在此需要注意的是，为了便于焊接，在上述切割成形步骤中，一般可以使得第一顶板成形部6和第二顶板成形部7形成为具有预定的形状和尺寸，这样在折弯后可以使得第一顶板成形部6和第二顶板成形部7的边缘相互接触或彼此相对且间隔较小从而形成接缝，这样可以直接采用焊料进行焊接连接，非常便于进行封闭连接。当然，即使第一顶板成形部6和第二顶板成形部7的边缘彼此相对但间隔较大，也可以通过额外地增加相应的连接板件进行焊接连接，无论其折弯后相对的形式如何，只要通过封闭连接步骤形成连接，其均属于本发明的保护范围。

以上描述了本发明箱形臂节加工方法的基本技术构思，并附带描述了该基本技术构思的箱形臂节加工方法的一种明显变型方式以及相应的基本步骤的优选操作形式。在上述箱形臂节加工方法的基本技术构思基础上，以下将描述本发明箱形臂节加工方法的可选择的更加优选的步骤。

参见图1至图4所示，优选地，本发明的箱形臂节加工方法还可以包括在上述切割成形步骤之后且在第一折弯步骤之前进行的冲压台面成形步骤，在该冲压台面成形步骤中，通过冲压工艺在第一腹板成形部2、第二腹板成形部2’以及底板成形部3中的至少一者上形成一个或多个冲压凸台面4，优选地，在第一腹板成形部2、第二腹板成形部2’以及底板成形部3上分别形成一个或多个冲压凸台面4，各个冲压凸台面均凸出于所述切割成形板件的同一侧表面；并且在所述第一折弯步骤中，通过折弯所述第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’而形成的所述槽形结构件形成为使得各个所述冲压凸台面均朝向该槽形结构件的外侧凸出。对于本领域技术人员很容易理解，各个冲压凸台面4朝向槽形结构件的外侧凸出，即第一腹板成形部2、第二腹板成形部2’以及底板成形部3共同围成凹槽结构件，该凹槽结构件的凹槽处于凹槽结构件的内侧，各个冲压凸台面均朝向远离所述凹槽的方向凸出，这样在最终形成的封闭横截面的箱形臂节上各个冲压凸台面也相应地朝向该箱形臂节的外侧凸出。需要注意的是，图4中显示冲压凸台面4形成为在第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’折弯后均朝向箱形臂节的外侧凸出，这均属于本发明的保护范围。对此需要理解的是，该冲压台面成形步骤实际已经突破了本领域技术人员常规的经验和惯常思路，其运用弯曲截面系数和承载梁有效宽度的原理，改变了本领域技术人员一直采用地一味地增加加强板等极度增加材料和重量的方式，在增加箱形臂节结构强度的同时，实现了箱形臂节的轻量化，并且仍然保持了加工的箱形臂节的良好的结构整体性。由于混凝土泵车臂架的臂节以及起重机的起重臂等承受的负载均是以受压为主的载荷，因此通过形成上述的冲压凸台面可以有效增大箱形臂节的横截面面积，提高局部部位乃至整个横截面的抗弯截面系数，从而有效地改善箱形臂节的承载能力，同时，在第一腹板成形部2、第二腹板成形部2’以及底板成形部3上形成冲压凸台面，也提高了各个板件成形部的本身折弯系数（由于各个板件成形部的自身，尤其是在优选地在一侧的腹板成形部（例如第一腹板成形部2或第二腹板成形部2’）或两侧的腹板成形部形成上述冲压凸台面，由于腹板成形部形成为箱形臂节的两侧腹板，而腹板是主要的承压部分，当一侧或两侧的腹板具有朝向箱形臂节外侧凸出的冲压凸台面时，根据有效宽度原理可知（参见加工标准《压型金属板设计施工规程》（YBJ216-88）以及《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）），两侧腹板与箱形臂节的顶板和底板连接位置所间隔的宽度构成承压的有效宽度，但是由于冲压凸台面存在，两侧的腹板相互间隔的实际宽度大于有效宽度，这能够显著增强箱形臂节的承压能力，大大提高箱形臂节的工作可靠性和稳定性，而且通过冲压成型的冲压凸台面也有效地保证了箱形臂节各个成型板件部的结构一体性。这种结构改进对于混凝土泵车等工程机械领域而言，属于一种突破技术瓶颈的技术突破，使得箱形臂节在不显著增加重量和加工成本的情形下，实现了结构强度和工作可靠性的有效增强，同时在工程机械的工作中，由于各个箱形臂节重量的减少，将极大地节省消耗的能源。优选地，通过冷冲压工艺在第一腹板成形部2和第二腹板成形部2’上分别形成一个或多个所述冲压凸台面4，相对于热冲压工艺，通过冷冲压工艺的优点在于可以避免需要通过加热等操作而影响板材的质量，防止板材发生变形等而影响到的箱形臂节的质量。

作为一种选择，本发明的箱形臂节加工方法还可以包括安装孔加工步骤，例如在图1所示的铰接销孔1、管道支架安装孔10等，需要说明的是，这种安装孔加工步骤本领域技术人员可以根据需要安排在本发明的上述各个步骤以及下述的各个步骤中的任一个步骤之后进行，本发明对此不作限制，无论这种安装孔加工步骤安排的顺序如何，其均属于本发明的保护范围。

优选地，在上述基本技术方案的基础上，本发明的箱形臂节加工方法还包括隔板固定步骤，该隔板固定步骤在所述第一折弯步骤之后且在第二折弯步骤之前进行，在所述隔板固定步骤中，在所述槽形结构件的凹槽内固定有相互间隔的多个隔板12。优选地，一般可以通过焊接将各个所述隔板固定到所述槽形结构件的凹槽内，各个隔板12在凹槽内可以同时焊接到底板成形部3以及第一和第二腹板成形部上。通过进一步地在上述第一折弯步骤所形成的槽形结构件的凹槽内固定多个相互间隔的隔板，一般可以在例如图1所示的隔板固定位置9固定相应的隔板12，这些隔板12可以避开各个冲压凸台面，即固定在相邻的冲压凸台面4之间。可以进一步提高箱形臂节的结构强度，从而本发明的箱形臂节加工方法所形成的箱形臂节不但能够通过改善结构的整体性而提高结构强度，而且能够通过增加支撑性的隔板12进一步增加结构强度，从而进一步提高箱形臂节的使用可靠性。

另外，在上述基本技术构思的基础上，本发明的箱形臂节加工方法还包括后处理步骤，该后处理步骤在所述封闭连接步骤之后进行，在该后处理步骤中将预定的安装结构件固定到所述箱形臂节上，例如就混凝土泵车臂架的箱形臂节而言，可以在该后处理步骤中通过焊接固定折叠驱动用液压缸的铰接座、管道安装支架等。在该后处理步骤中，也可以进行安装孔的加工，即上述的安装孔加工步骤可以合并到该后处理步骤中进行，在后处理步骤中加工安装孔的优点在于，由于在上述的第一和第二折弯步骤以及封闭连接步骤（一般通过焊接）中通常会存在一定的结构变形，在上述步骤之后的后处理步骤中进行安装孔的加工，可以相对可靠地确保各个安装孔（例如铰接销孔1和管道支架安装孔10等）的位置精度。

以上描述了本发明的箱形臂节加工方法的基本技术构思以及在此基础上的优选实施形式，在此基础上，本发明还提供一种箱形臂节，该箱形臂节通过上述的箱形臂节加工方法形成。

在此需要强调的是，本发明的箱形臂节并不限于通过上述具体折弯工艺加工成形，在本发明的技术构思范围内，作为一种更广泛层次的技术方案，本发明的箱形臂节包括通过顶板部、底板部以及两侧的第一腹板部和第二腹板部围成的具有封闭横截面的中空主体，其中，所述顶板部、底板部以及两侧的第一腹板部和第二腹板部可以与上述的顶板成形部、第一腹板成形部、底板成形部、第二腹板成形部对应，只要该所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部通过折弯整块板材而形成即可，并不必然局限于上述具体的折弯工艺。相对与现有技术的箱形臂节而言，本发明的箱形臂节由于通过整块板材折弯形成，整体性较好，不仅易于冲压和折弯，而且减少了焊缝和焊接工作量，提高了整体强度，降低了成本。尤其优选地是，本发明的箱形臂节为铝合金箱形臂节。在此需要强调的是，传统的箱形臂节一般均采用钢制材料制造，而泵车臂节的箱形臂节的长度较长，传统的钢质箱形臂节很难在工艺上进行整体折弯加工，因此现有技术中往往采用分体焊接的制造工艺。本发明优选地采用铝合金等易于折弯的材料制造箱形臂节，其不仅能够容易地通过整体折弯工艺制造箱形臂节，其整体性较好，不仅易于冲压和折弯，而且减少了焊缝和焊接工作量，提高了整体强度，降低了成本，并显著地降低了箱形臂节的重量。同时，进一步通过本发明箱形臂节下述的优选技术特征，本发明的箱形臂节能够具有更加可靠的强度，尤其是完全截面系数和有效宽度，实现了结构强度和工作可靠性的有效增强，使得即使不采用钢制材料制造箱形臂节，箱形臂节也能够具有可靠地工作性能。

更具体地，所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部折弯成形为具有接缝或缺口的臂节折弯成形件，并通过焊接封闭该臂节折弯成形件的接缝或缺口而形成具有封闭横截面的所述中空主体。

优选地，所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部中的至少一者上通过使得板材塑性变形而一体地形成有一个或多个中空的凸台部，各个所述凸台部朝向所述箱形臂节的外侧凸出。在此需要说明的是，此处的中空的凸台部对应于上述的冲压凸台面，但是应当注意的是，在该更宽泛层次的技术方案中，凸台部并不限于通过冲压工艺形成，只要使得板材发生塑性变形，形成一体的凸台部即可，例如通过相应的热成形工艺（锻造、热钆等）形成所述凸台部。更优选地，所述第一腹板部和/或第二腹板部形成一个或多个所述凸台部。有关形成凸台部的优点与上述形成冲压凸台面的优点是相似的，在此不再重复描述。

另外，本发明还提供一种混凝土泵车臂架，该混凝土泵车臂架包括至少一节箱形臂节，其中，各节所述箱形臂节为通过上述加工方法形成的箱形臂节。

由上描述可以看出，本发明优点在于：本发明的箱形臂节加工方法通过预先在板材上根据要求的形状切割形成底板成形部3、腹板成形部2，2’、顶板成形部等，进而通过折弯工艺进行折弯，最后通过封闭连接步骤形成横截面呈封闭箱形的箱形臂节，与现有技术相比，本发明的箱形臂节加工方法加工容易，工艺简单，更加易于保证加工质量，其显著减少了切割工作量。另外，由于在封闭连接步骤一般采用焊接工艺，本发明仅需要将顶板成形部（例如第一顶板成形部6和第二顶部成形部）焊接为相互连接即可，因而也显著减少了焊接工作量，减小了对板材的损伤，有利于延长箱形臂节的使用寿命。更独特地，本发明通过切割成形步骤形成一体的切割成形板件，并进而通过相应的折弯步骤进行加工，也就是说，本发明最终形成的箱形臂节的底板部、两侧腹板部以及顶板部是一体的，即除了最终的封闭连接之后，其它部位均是一体的，因此结构整体性良好，这显著改善了本发明加工方法所形成的箱形臂节的结构强度，使得箱形臂节的工作可靠性优良，具有通过现有加工方法所加工的箱形臂节无法比拟的优点。总体而言，本发明的加工箱形臂节加工方法工艺简单，便于保证加工质量，其显著减少了加工工序和加工时间，提高加工效率，同时有效减少焊接量与切割工作量，节约了成本，有利于环保作业。另外，该箱形臂节加工可以容易地采用机床加工，便于进行流水线作业，这更加有利于提高加工效率。本发明提供的通过上述箱形臂节加工方法加工形成的箱形臂节以及通过该箱形臂节连接而成的混凝土臂架，在结构整体性等方面同样具有上述加工方法对应的优点。

另外，在进一步的优选步骤中，更独特地，本发明还通过相应的冲压台面成形步骤增大了箱形臂节的弯曲截面系数，使得箱形臂节的抗压强度显著增加，从而可以避免现有技术中需要增加大量的加强板，这有效节省了加工成本，并科学合理地增强了箱形臂节的结构强度。此外，本发明的箱形臂节加工方法还可以包括上述的隔板固定步骤，这有利于进一步增强箱形臂节的结构强度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (17)

1.箱形臂节加工方法，其中，该箱形臂节加工方法依次包括如下步骤：

切割成形步骤：将板材切割形成为切割成形板件，该切割成形板件依次包括一体的且具有所需形状的第一顶板成形部（6）、第一腹板成形部（2）、底板成形部（3）、第二腹板成形部（2’）以及第二顶板成形部（7）；

第一折弯步骤：分别或同时地相对于所述底板成形部（3）折弯所述第一腹板成形部（2）和第二腹板成形部（2’），从而形成槽形结构件；

第二折弯步骤：分别或同时地折弯所述第一顶板成形部（6）和第二顶板成形部将（7），其中所述第一顶板成形部（6）相对于所述第一腹板成形部（2）朝向所述槽形结构件内侧折弯，所述第二顶板成形部（7）相对于所述第二腹板成形部（2’）朝向所述槽形结构件内侧折弯，从而使得所述第一顶板成形部（6）和第二顶板成形部（7）的边缘相互接触或彼此相对；

封闭连接步骤：将所述第一顶板成形部（6）和第二顶板成形部（7）相互接触或彼此相对的边缘相互连接，从而形成具有封闭横截面的箱形臂节。

2.根据权利要求1所述的箱形臂节加工方法，其中，在所述切割成形步骤中，所述板材为平板材，通过切割该平板材而形成所述切割成形板件。

3.根据权利要求1所述的箱形臂节加工方法，其中，在所述切割成形步骤中，所述第一腹板成形部（2）与所述底板成形部（3）之间预留有第一折弯区（5），所述第二腹板成形部（2’）与所述底板成形部（3）预留有第二折弯区（5’），所述第一顶板成形部（6）与所述第一腹板成形部（2）之间预留有第三折弯区（8），以及所述第二顶板成形部（7）与第二腹板成形部（2’）之间预留有第四折弯区（8’）；

在所述第一折弯步骤中，所述第一腹板成形部（2）沿所述第一折弯区（5）相对于所述底板成形部（3）折弯，所述第二腹板成形部（2’）沿所述第二折弯区（5’）相对于所述底板成形部（3）折弯；

在所述第二折弯步骤中，所述第一顶板成形部（6）沿所述第三折弯区（8）相对于所述第一腹板成形部（2）朝向所述槽形结构件内侧折弯，所述第二顶板成形部（7）沿所述第四折弯区（8’）相对于所述第二腹板成形部（2’）朝向所述槽形结构件内侧折弯。

4.根据权利要求1所述的箱形臂节加工方法，其中，所述第一顶板成形部（6）折弯为相对于所述第一腹板成形部（2）呈90°夹角，所述第二顶板成形部（7）折弯为相对于所述第二腹板成形部（2’）呈90°夹角。

5.根据权利要求1所述的箱形臂节加工方法，其中，在所述封闭连接步骤中，通过焊接而使得所述第一顶板成形部（6）和第二顶板成形部（7）的相互接触或彼此相对的边缘相互连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的箱形臂节加工方法，其中，所述箱形臂节加工方法还包括在所述切割成形步骤之后且在所述第一折弯步骤之前进行的冲压台面成形步骤，在该冲压台面成形步骤中，通过冲压工艺在所述第一腹板成形部（2）、第二腹板成形部（2’）以及底板成形部（3）中的至少一者上形成一个或多个冲压凸台面（4），各个冲压凸台面均凸出于所述切割成形板件的同一侧表面；并且在所述第一折弯步骤中，通过折弯所述第一腹板成形部（2）和第二腹板成形部（2’）而形成的所述槽形结构件形成为使得各个所述冲压凸台面均朝向该槽形结构件的外侧凸出。

7.根据权利要求6所述的箱形臂节加工方法，其中，在所述冲压台面成形步骤中，在所述第一腹板成形部（2）和/或第二腹板成形部（2’）形成一个或多个所述冲压凸台面（4）。

8.根据权利要求6所述的箱形臂节加工方法，其中，在所述冲压台面成形步骤中，各个所述冲压凸台面（4）通过冷冲压工艺形成。

9.根据权利要求6所述的箱形臂节加工方法，其中，所述箱形臂节加工方法还包括隔板固定步骤，该隔板固定步骤在所述第一折弯步骤之后且在第二折弯步骤之前进行，在所述隔板固定步骤中，在所述槽形结构件的凹槽内固定相互间隔的多个隔板（12）。

10.箱形臂节加工方法，其中，该箱形臂节加工依次包括如下步骤：

切割成形步骤：将板材切割形成为切割成形板件，该切割成形板件依次包括一体的且具有所需形状的顶板成形部、第一腹板成形部（2）、底板成形部（3）以及第二腹板成形部（2’）；

第一折弯步骤：分别或同时地相对于所述底板成形部（3）折弯所述第一腹板成形部（2）和第二腹板成形部（2’），从而形成槽形结构件；

第二折弯步骤：将所述顶板成形部相对于所述第一腹板成形部（2）朝向所述槽形结构件内侧折弯，从而使得所述顶板成形部的边缘与所述第二腹板成形部（2’）对应或接触；

封闭连接步骤：将所述顶板成形部的边缘与所述第二腹板成形部（2’）相互连接，从而形成具有封闭横截面的箱形臂节。

11.根据权利要求10所述的箱形臂节加工方法，其中，在所述切割成形步骤中，所述第一腹板成形部（2）与所述底板成形部（3）之间预留有第一折弯区（5），所述第二腹板成形部（2’）与所述底板成形部（3）预留有第二折弯区（5’），所述顶板成形部与所述第一腹板成形部（2）之间预留有第三折弯区（8）；

在所述第一折弯步骤中，所述第一腹板成形部（2）沿所述第一折弯区（5）相对于所述底板成形部（3）折弯，所述第二腹板成形部（2’）沿所述第二折弯区（5’）相对于所述底板成形部（3）折弯；

在所述第二折弯步骤中，将所述顶板成形部沿所述第三折弯区（8）相对于所述第一腹板成形部（2）朝向所述槽形结构件内侧折弯。

12.箱形臂节，其中，该箱形臂节为通过根据权利要求1至11中任一项所述的箱形臂节加工方法所加工形成的箱形臂节。

13.根据权利要求12所述的箱形臂节，其中，所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部折弯成形为具有接缝或缺口的臂节折弯成形件，并通过焊接封闭该臂节折弯成形件的接缝或缺口而形成具有封闭横截面的所述中空主体。

14.根据权利要求12所述的箱形臂节，其中，所述顶板部、底板部以及第一腹板部和第二腹板部中的至少一者上通过使得板材塑性变形而一体地形成有一个或多个中空的凸台部，各个所述凸台部朝向所述箱形臂节的外侧凸出。

15.根据权利要求14所述的箱形臂节，其中，所述第一腹板部和/或第二腹板部形成一个或多个所述凸台部。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的箱形臂节，其中，所述箱形臂节为铝合金箱形臂节。

17.混凝土泵车臂架，该混凝土泵车臂架包括至少一节箱形臂节，其中，各节所述箱形臂节为根据权利要求12至16中任一项所述的箱形臂节。

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