CN109365593B - 一种连续波形钢板的压型设备与压型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续波形钢板的压型设备，包括机架、模具、上模具，上模具包括第一模压上模具、第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具，以及分别独立驱动各上模具的包括一级模压油缸，一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸。本发明采用分步依次由中心向外侧连续压波的方式，一次定位就可实现三个波形的压制，不仅提高加工效率，也提高了钢板强度。本发明还公开了一种连续波形钢板的压型方法。

Description

一种连续波形钢板的压型设备与压型方法

技术领域

本发明涉及波形钢板成型领域，尤其涉及连续波形钢板的压型设备与方法。

背景技术

波形钢板因其重量轻、强度高等特性，越来越多的用于建筑、桥梁领域。用于桥梁腹板的波形钢腹板因载重量大，板厚通常在8mm-30mm，由于钢板较厚，厚钢板的压波通常使用大型油压力机模压而成。

目前桥梁用波形钢腹板一个节段内通常有三个波形，一个标准节段的波形钢腹板有两种制造方式：1、下料，将一个节块切割三块钢板，每个单块钢板压制一个波形，将三块板拼接成一个标准节段波形钢腹板；2、下料，一个钢板压制三个波形，每压完一个波，移动钢板、重新定位压制其余波形。

现有技术存在以下问题：

1、方法1的优点是比较容易控制波形钢腹板的尺寸精度，但下料时需要切割三块钢板，压波后又增加了节段内焊接的工艺，生产工艺复杂，生产效率降低，成本增加；而且波形钢腹板的应力主要集中在焊缝处，桥梁用波形钢腹板对焊缝要求极高，均需要一级焊缝，切割成三块会大大增加焊缝数量，降低波形钢腹板强度。

2、对于方法2，由于钢板压波的过程中钢板会伸缩，三个波形连续压型不易控制波形钢腹板总体尺寸，同时每压完一个波，需要调整钢板位置，重新进行定位，又引入了新的误差，由于钢板重量大，移动时要借助起重设备，生产效率极低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述连续波形钢腹板生产中焊缝多、尺寸精度低等问题，提供一种一次定位可实现连续压波的设备和方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种连续波形钢板的压型设备，其技术要点包括：

机架，所述机架包括底座、多根平行的立柱、上横梁，所述立柱一端固定在底座上，立柱另一端与上横梁固定；

下模具，所述下模具固定在底座上；

所述连续波形钢板至少具有三个波形，包括位于中部的第一波形和位于第一波形外侧的第二波形和第三波形；

上模具，所述上模具与所述下模具相互匹配，所述上模具包括第一模压上模具、第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具，第一模压上模具位于中部，从中部向两侧方向依次布置：第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具；

液压系统，包括一级模压油缸，一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸；

所述一级模压油缸用于驱动第一模压上模具压制所述连续波形钢板第一波形；

所述一级折弯油缸用于驱动第一折弯上模具对第一波形两侧钢板进行折弯；

所述二级模压油缸用于驱动第二模压上模具对位于第一波形外侧的第二和第三波形进行模压；

所述二级折弯油缸用于驱动第二折弯上模具对最外侧钢板进行折弯。

优选地，所述的压型设备还包括活动横梁，活动横梁可升降移动地安装在上横梁和底座之间；所述一级模压油缸设置在上横梁与活动横梁之间，第一模压上模具固定于活动横梁下侧中部，一级模压油缸的缸体固定于上横梁，一级模压油缸的活塞连杆驱动活动横梁上下移动，进一步带动第一模压上模具同步运动；所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸设置在活动横梁下方，所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的缸体跟随活动横梁同步运动，所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的连杆分别驱动第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具相对活动横梁上下运动。通过活动横梁带动第一模压上模具上下移动，第一模压上模具运动更加平稳，保证了加工精度。

优选地，所述连续波形钢板为用于桥梁腹板的波形钢腹板。

优选地，一级模压油缸，一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的额定加载压力依次降低，且后一级油缸压力之和为前一级的50％～99％。前一级油缸卸载时，可以保留部分压力用于固定钢板，保证钢板在下一步压型时不发生移动。

优选地，所述第一模压上模具、第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具，第一模压上模具分别设置用于测试压力值的压力感应装置，可实现各步骤压型压力的分别控制。

优选地，所述一级模压油缸的行程为d1，所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的行程为d2，当一级模压油缸带动第一模压上模具下移d1进行所述第一波形的压波时，所述d2的距离应设置为不小于第一波形两侧钢板上翘的距离，以防止钢板上翘造成上模具的损坏。

本发明的另一方面，提供了一种连续波形钢板压力成型方法，包括以下步骤：

S1：备料；

S2：从成型装置的横向或纵向进料，将钢板放置于下模具和上模具之间，定位；

S3：一级模压油缸加载，一级模压油缸驱动第一模压上模具下移，第一模压上模具在钢板中部压出第一波形；

S4：压力机停止加载，保压；

S5：释放一级模压油缸的部分压力，剩余压力固定工件；

S6：加载一级折弯油缸，驱动第一折弯上模具对第一波形外侧的钢板进行折弯；

S7：释放一级折弯油缸的部分压力，剩余压力固定工件；

S8：加载二级模压油缸，驱动第二模压上模具下压，模压出位于第一波形两侧的第二波形和第三波形；

S9：释放二级模压油缸的部分压力，剩余压力固定工件；

S10：加载二级折弯油缸，驱动第二折弯上模具最外两侧的钢板进行折弯；

S11：释放压力机压力，完成连续波形钢板的压型。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、该压力机在连续波形钢板的压型时采用分步依次由中心向外侧连续压波的方式，相比传统厚钢板三个波单独压型在焊接拼接的方式，不仅提高加工效率，也提高了钢板强度；

2、该压力机一次定位就可实现三个波形的压制，相比现有技术的连续压型时每压完一个波，需要调整钢板位置、重新定位，本发明减少了重新定位带来的误差，提高了波形钢腹板总体的尺寸精度；

3、传统的单个波形的压型中，也有分两步压型的方法，传统分步压型由于仅采用一级油缸，扩展到多个波形的压型时会明显压力不足，所以很难实现多个波形的压制，本发明采用多级油缸、且每级油缸的压力可单独控制，解决了连续波形分步压型压力不足的问题，大大提高了工作效率；

4、本发明压机先压工件中部再压两侧，克服传统模压法上模同时下压、两侧钢板不能自由伸缩、转角处金属相位发生滑移的缺陷，对钢板的物理损伤小。

附图说明

图1为本发明实施例压型设备的结构示意图；

图2为本发明实施例压型设备加载一级模压油缸的结构示意图；

图3为本发明实施例压型设备加载一级折弯油缸的结构示意图；

图4为本发明实施例压型设备加载二级模压油缸的结构示意图；

图5为本发明实施例压型设备加载二级折弯油缸的结构示意图；

附图标记：11、底座；12、上横梁；13、立柱；21、下模具；221、第一模压上模具；222、第一折弯上模具；223、第二模压上模具；224、第二折弯上模具；31、一级模压油缸；32、一级折弯油缸；33、二级模压油缸；34、二级折弯油缸；4、活动横梁；5、连续波形钢板。

具体实施方式

下面结合附图1至5对本发明做进一步描述。

图1至图5为一种用于连续波形钢板的压型设备，所述压型设备为压力机，所述波形钢板为用于桥梁腹板的波形钢腹板，通常一个标准节段波形钢腹板包含3个波。

如图1所示，压力机包括固定在地面上的底座11、立柱13、上横梁12，立柱13一端固定在底座11上，立柱13另一端与上横梁12固定，通常立柱13、底座11、上横梁12形成一个长方体的框架结构，当压力机加压时，机架提供反作用力，形成反力架。

如图1所示，液压系统，包括多组独立加载的油缸，分别为：一级模压油缸31，一级折弯油缸32，二级模压油缸33，二级折弯油缸34。

如图1所示，模具组包括相互匹配的下模具21和上模具，下模具21固定在底座11上，上模具包括独立的多块组成，包括第一模压上模具221、第一折弯上模具222、第二模压上模具223、第二折弯上模具224，第一模压上模具221位于中部，从中部向两侧方向依次为：第一折弯上模具222、第二模压上模具223、第二折弯上模具224。

如图1所示，一级模压油缸31用于驱动第一模压上模具221压制所述连续波形钢腹板5位于钢板中部的第一波形51；一级折弯油缸32用于驱动第一折弯上模具222对第一波形51两侧的钢板进行折弯；二级模压油缸33用于驱动第二模压上模具223对位于第一波形外侧的第二波形52和第三波形53进行模压；二级折弯油缸34用于驱动第二折弯上模具224对最外侧钢板进行折弯。

该压力机在连续波形钢板的压型时采用分步依次由中心向外侧连续压波的方式，相比传统厚钢板三个波单独压型在焊接拼接的方式，不仅提高加工效率，也提高了钢板强度。

进一步的，该压力机一次定位就可实现三个波形的压制，相比现有技术的连续压型时每压完一个波，需要调整钢板位置，本发明减少了重新定位带来的误差，提高了波形钢腹板总体的尺寸精度。

其次，传统的单个波形的压型中，也有分两步压型的方法，传统分步压型由于仅采用一级油缸，扩展到多个波形的压型时会明显压力不足，所以很难实现多个波形的压制，本发明采用多级油缸、且每级油缸的压力可单独控制，解决了连续波形分步压型压力不足的问题，大大提高了工作效率。

再次，本发明压机先压工件中部再压两侧，克服传统模压法上模具同时下压、两侧钢板不能自由伸缩、转角处金属相位发生滑移的缺陷，对钢板的物理损伤小。

如图1所示，压力机还包括活动横梁4，活动横梁4设置在上横梁12和底座11之间，可以沿着立柱13上下移动。一级模压油缸31安装在上横梁12和活动横梁4之间，其缸体固定连接在上横梁12上，第一模压上模具221固定连接在活动横梁下4侧中部，连杆推动活动横梁4下移，带动第一模压上模具221同步下压，其中一级油缸的行程为d1。通过活动横梁4带动第一模压上模具221上下移动，第一模压上模具221运动更加平稳，保证了加工精度。

一级折弯油缸32、二级模压油缸33、二级折弯油缸34的油缸缸体固定在活动横梁下侧，当一级模压油缸31推动活动横梁4下移时，一级折弯油缸32、二级模压油缸33、二级折弯油缸34同步下移距离d1。一级折弯油缸32，二级模压油缸33，二级折弯油缸34的活塞行程为d2，即当第一模压上模具221进行第一波形51的压波时，上下模具之间开口为d2，d2的距离应设置为大于第一波形51压波时其两侧钢板上翘的距离，以防止钢板上翘造成上模具的损坏。

压力机还包括分别安装在各个上模具上的压敏电阻，可实现各步骤压型压力的分别控制。

为了保证钢板各部分受力均衡，同时防止钢板在分步压型时移动，一种比较好的各级油缸的压力分配方式为：一级油缸满额压力为1000吨力，两侧二级折弯油缸压力之和为950吨力，二级模压油缸的压力之和为900吨力，依次递减，也可为1000吨力、900吨力、800吨力、700吨力，其递减系数为50％～99％，依实际加工板厚等因素决定。这样前一级油缸卸载时，可以保留部分压力用于固定钢板，保证钢板在下一步压型时不发生移动。

一种连续波形钢板的压型方法，具体工序包括：

S1：备料；

S2：如图1，从所述成型设备的横向或纵向进料，将钢板5放置于下模具和上模具之间，定位；

S3：如图2，一级模压油缸31加载，一级模压油缸31驱动第一模压上模具221下移，第一模压上模具221在钢板中部压出第一波形51；

S4：压力机停止加载，保压；

S5：释放一级模压油缸31的部分压力，剩余压力用于固定工件；

S6：如图3，加载一级折弯油缸32，驱动第一折弯上模具222对第一波形51外侧的钢板进行折弯；

S7：释放一级折弯油缸32的部分压力，剩余压力固定工件；

S8：如图4所示，加载二级模压油缸33，驱动第二模压上模具223下压，模压出位于第一波形51两侧的第二波形52和第三波形53；

S9：释放二级模压油缸33的部分压力，剩余压力固定工件；

S10：如图5，加载二级折弯油缸34，驱动第二折弯上模具224最外两侧的钢板进行折弯；

S11：释放压力机压力，完成连续波形钢板的压型。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种连续波形钢板的压型设备，其特征在于：

机架，所述机架包括底座、多根平行的立柱、上横梁，所述立柱一端固定在底座上，立柱另一端与上横梁固定；

下模具，所述下模具固定在底座上；

所述连续波形钢板至少具有三个波形，包括位于中部的第一波形和位于第一波形外侧的第二波形和第三波形；

上模具，所述上模具与所述下模具相互匹配，所述上模具包括第一模压上模具、第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具，第一模压上模具位于中部，从中部向两侧方向依次布置：第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具；

液压系统，包括一级模压油缸，一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸；

所述一级模压油缸用于驱动第一模压上模具压制所述连续波形钢板第一波形；

所述一级折弯油缸用于驱动第一折弯上模具对第一波形两侧钢板进行折弯；所述二级模压油缸用于驱动第二模压上模具对位于第一波形外侧的第二和第三波形进行模压；

所述二级折弯油缸用于驱动第二折弯上模具对最外侧钢板进行折弯；

还包括活动横梁，活动横梁可升降移动地安装在上横梁和底座之间；

所述一级模压油缸设置在上横梁与活动横梁之间，第一模压上模具固定于活动横梁下侧中部，一级模压油缸的缸体固定于上横梁，一级模压油缸的活塞连杆驱动活动横梁上下移动，进一步带动第一模压上模具同步运动；

所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸设置在活动横梁下方，所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的缸体跟随活动横梁同步运动，所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的连杆分别驱动第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具相对活动横梁上下运动。

2.根据权利要求1所述的压型设备，其特征在于：所述连续波形钢板为用于桥梁腹板的波形钢腹板。

3.根据权利要求1所述的压型设备，其特征在于：一级模压油缸，一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的额定加载压力依次降低，且后一级油缸压力之和为前一级的50％～99％。

4.根据权利要求1所述的压型设备，其特征在于：所述第一模压上模具、第一折弯上模具、第二模压上模具、第二折弯上模具，第一模压上模具分别设置用于测试压力值的压力感应装置。

5.根据权利要求1所述的压型设备，其特征在于：所述一级模压油缸的行程为d1，所述一级折弯油缸，二级模压油缸，二级折弯油缸的行程为d2，当一级模压油缸带动第一模压上模具下移d1进行所述第一波形的压波时，所述d2的距离应设置为不小于第一波形两侧钢板上翘的距离。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的连续波形钢板的压型设备的连续波形钢板压力成型方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：备料；

S2：从成型装置的横向或纵向进料，将钢板放置于下模具和上模具之间，定位；

S3：一级模压油缸加载，一级模压油缸驱动第一模压上模具下移，第一模压上模具在钢板中部压出第一波形；

S4：压力机停止加载，保压；

S5：释放一级模压油缸的部分压力，剩余压力固定工件；

S6：加载一级折弯油缸，驱动第一折弯上模具对第一波形外侧的钢板进行折弯；

S7：释放一级折弯油缸的部分压力，剩余压力固定工件；

S8：加载二级模压油缸，驱动第二模压上模具下压，模压出位于第一波形两侧的第二波形和第三波形；

S9：释放二级模压油缸的部分压力，剩余压力固定工件；

S10：加载二级折弯油缸，驱动第二折弯上模具最外两侧的钢板进行折弯；

S11：释放压力机压力，完成连续波形钢板的压型。