CN111922195B - 一种波纹钢拼装板复合成型工艺 - Google Patents

一种波纹钢拼装板复合成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种波纹钢拼装板复合成型工艺，包括以下步骤：S1、开卷校平；S2、EPS除磷；S3、辊压预成型；S4、定尺切割；S5、模压成型与冲孔；S6、防腐处理；S7、成品堆垛。本发明规避了现有技术中辊压成型加工波纹钢拼装板精度低和模压成型加工波纹钢拼装板设备投资大、成型工序复杂、模具成本高的问题，结合了辊压成型工艺中压波、压弧工序简单、成本低的优点和模压成型工艺中模压翻边、冲孔精度高的优点，减少了波纹钢拼装板生产工艺中的设备与模具的投资成本，提高了生产效率，产能与现有技术相比提高了2～3倍。

Description

一种波纹钢拼装板复合成型工艺
技术领域
本发明涉及波纹钢技术领域，具体涉及一种波纹钢拼装板复合成型工艺。
背景技术
波纹钢拼装板是采用一定厚度的钢板按一定的波纹形状轧制形成的具有一定弧度的波纹钢板，具有强度高、受力大的优点，采用一定数量的波纹钢拼装板可以快速拼装成一定形状的波纹钢产品，主要用于路桥隧道、地铁隧道修建、矿山巷道、老城区改造等地下空间利用、海绵城市及地下综合管廊建设、农业水利、军事工程等领域。
现有技术中，波纹钢拼装板的生产工艺主要有两种：辊压成型工艺和模压成型工艺。
如图1所示，辊压成型生产波纹钢拼装板的工艺主要包括以下步骤：以热轧带钢为原料经开卷、校平、冲孔、压波、起弧、定尺切割、挂片、酸洗、漂洗、助镀、热镀锌、冷却、成品堆垛，即得波纹钢拼装板。
如图2所示，模压成型生产波纹钢拼装板的工艺主要包括以下步骤：以热轧带钢为原料经开卷、校平、定尺切割、模压成型、防腐处理、成品堆垛，即得波纹钢拼装板。其中，模压成型工艺中的模压成型包括以下步骤：(1)、裁剪边；(2)、压波纹、压弧形及段差成型；(3)、翻边；(4)、正冲孔和测冲孔。其中，模压成型工艺中的防腐处理可根据产品需求选择镀锌、喷涂等适宜的方法。
辊压成型工艺与模压成型工艺相比，设备设施投资少，成本低效率高，但辊压成型工艺生产的波纹钢拼装板产品精度较低，用于交通隧道、地下综合管廊等地下空间的波纹钢拼装产品所需波纹钢拼装板尺寸大、精度高，辊压成型工艺难以满足其产品质量及设计规范要求。
模压成型工艺将开卷校平后的热轧带钢定尺切割为模压成型步骤中所需尺寸的平板，再用特定的模具完成模压成型，生产的波纹钢拼装板产品精度高，能够满足用于交通隧道、地下综合管廊等地下空间的波纹钢拼装板的产品质量及设计规范要求。
虽然高装配精度解决了辊压成型工艺所存在的难以满足用于交通隧道、地下综合管廊等地下空间的波纹钢拼装板的产品质量及设计规范要求，但是模压成型工艺存在以下问题：模压成型工艺将开卷校平后的热轧带钢定尺切割为模压成型步骤中所需尺寸的平板，再用特定的模具完成模压成型，其中，每套模具只能用于加工一个尺寸的产品，不同尺寸产品的可共用加工模具少，而且模压成型工序中每个步骤都需在高吨位的压力机上完成，设备投资大，模具成本高。
除此之外，现有辊压成型工艺和模压成型工艺进行前还需去除热轧带钢表面的氧化铁皮(称为除磷)，防止氧化铁皮及杂质压入带钢基体，避免其影响带钢表面质量及加工性能。现有技术中主要采用酸洗工艺进行除磷，但是酸洗工艺主要采用的化学腐蚀的方法，不可避免的会对环境带来污染，并且对设备的防腐蚀性有较高要求，酸液排放、回收困难，处理成本高，同时酸洗容易造成除磷不均匀，产生欠酸洗、过酸洗等缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供了一种波纹钢拼装板复合成型工艺，规避了现有技术中辊压成型加工波纹钢拼装板精度低和现有技术中模压成型加工波纹钢拼装板设备投资大、成型工序复杂、模具成本高的问题，结合了辊压成型工艺中压波、压弧工序简单、成本低的优点和模压成型工艺中模压翻边、冲孔精度高的优点，减少了波纹钢拼装板生产工艺中的设备与模具的投资成本，提高了生产效率，产能与现有技术相比提高了2～3倍。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种波纹钢拼装板复合成型工艺，包括以下步骤：
S1、开卷校平：将卷曲状的热轧带钢通过开卷装置和校平装置校平成为平直热轧带钢；
S2、EPS除磷：将步骤S1所得平直热轧带钢送入EPS表面生态除磷生产线，采用砂浆喷射原理去除平直热轧带钢表面的氧化层；
S3、辊压预成型：将步骤S2中所得的去除表面氧化层的平直热轧带钢通过辊压预成型制得轴向波纹状、周向弧形的钢板；
S4、定尺切割：通过切割机，将步骤S3中所得轴向波纹状、周向弧形的钢板按照设计长度切成若干段，即得若干个预成型波纹钢拼装板；
S5、模压成型与冲孔：采用模具对步骤S4中所得预成型波纹钢拼装板依次进行模压成型与冲孔；
S6、防腐处理：将步骤S5中完成模压成型与冲孔的预成型波纹钢拼装板进行防腐处理，即得波纹钢拼装板成品；
S7、成品堆垛：将步骤S6所得波纹钢拼装板成品堆垛至成品区。
EPS除磷是采用砂浆喷射原理去除带钢表面的氧化铁皮，砂浆为水和磨料的混合物，砂浆冲击运行中的带钢的上下表面，在一定的喷射力的作用下去除带钢表面的杂物与氧化铁皮，经EPS除磷后的带钢表面更清洁、光亮、均匀，可以直接替代酸洗工艺，解决了酸洗工艺对环境污染大的问题。
通过开卷、校平、EPS除磷后的带钢通过辊压预成型工序将带钢加工为产品所需波纹与弧度的预成型波纹钢拼装板，在通过定尺切割后转移至模具内依次完成模压成型与冲孔，模压成型工序主要是在模具内对预成型波纹钢拼装板进行翻边，冲孔工序是在模具内对完成翻边的预成型波纹钢拼装板进行冲孔；完成模压成型与冲孔后，进行防腐处理即得波纹钢拼装板成品。
步骤S3中辊压成型工艺中通过辊轮对产品所需波形和弧形进行加工，定尺切割后再通过模压成型完成翻边与冲孔，结合了现有技术中辊压成型工艺和模压成型工艺优点，通过延长辊压成型机组的数量，减少了模压机和模具的数量，降低了设备成本与运行成本，生产的波纹钢拼装板精度高，能够满足用于交通隧道、地下综合管廊等地下空间的波纹钢拼装板的产品质量及设计规范要求。
上述的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其中，所述步骤S3包括以下步骤：
S31、压波：采用辊压成型装置对步骤S2中所得去除表面氧化层的平直热轧带钢进行轧制加工，在平直热轧带钢表面形成波纹结构，制得波纹钢板；
S32、压弧：采用辊压成型装置将步骤S31所得波纹钢板压制得到轴向波纹状、周向弧形的钢板。
通过采用上述技术方案，步骤S3中的辊压预成型包括压波和压弧，通过辊压成型装置完成压波和压弧，完成波纹钢拼装板的预成型，压波和压弧通过辊压预成型制得，而非采用模压成型制得，减少了模具和模压机的数量，大大降低了设备成本与模具成本。
上述的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其中，所述步骤S5中，模压成型时在预成型波纹钢拼装板的轴向两侧边缘分别形成第一翻边、第二翻边，且所述第一翻边与所述第二翻边的方向一致，冲孔时在所述预成型波纹钢拼装板的所述第一翻边边沿、所述预成型波纹钢拼装板的第二翻边边沿及所述预成型波纹钢拼装板的弧向两侧边沿均进行冲孔。
上述的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其中，所述步骤S5中冲孔时在所述预成型波纹钢拼装板的所述第一翻边边沿上间隔冲设有若干个第一连接孔、在所述预成型波纹钢拼装板的第二翻边边沿上间隔冲设有若干个第二连接孔、在所述预成型波纹钢拼装板的弧向两侧边沿均间隔冲设有若干个第三连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔的位置相对应；若干个所述第一连接孔沿所述第一翻边的弧向均匀分布，若干个所述第二连接孔沿所述第二翻边的弧向均匀分布。
上述的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其中，所述步骤S6中的防腐处理为热镀锌处理或涂装处理的任意一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明一种波纹钢拼装板复合成型工艺简单、高效，采用辊压成型与模压成型复合工艺生产的产品精度高，能够满足尺寸大、高精度要求的产品的生产，生产的产品满足产品质量及设计规范的要求。
2、本发明一种波纹钢拼装板复合成型工艺规避了现有技术中辊压成型加工波纹钢拼装板精度低和现有技术中模压成型加工波纹钢拼装板设备投资大、成型工序复杂、模具成本高的问题，结合了辊压成型工艺中压波、压弧工序简单、成本低的优点和模压成型工艺中模压翻边、冲孔精度高的优点，减少了波纹钢拼装板生产工艺中的设备与模具的投资成本，提高了生产效率，产能与现有技术相比提高了2～3倍。
其中，通过在步骤S3辊压预成型中延长辊压成型机组实现压波、压弧，如需生产的产品弯曲的弧度与波纹的波深、波距需要调整，只需更换辊压成型装置中的滚轮即可，大大降低了设备投资成本，进入步骤S5模压成型工序中的预成型波纹钢拼装板的长度已满足成品的需求，在步骤S5模压成型工序中仅需一套或两套模具即可完成模压成型与冲孔，模压机和模具的数量与现有技术中模压成型生产波纹钢拼装板工艺中所需模压机和模具的数量相比大大减少，进一步的降低了设备的投资成本。
3、本发明一种波纹钢拼装板复合成型工艺中，热轧带钢除磷采用EPS表面生态除磷生产线进行，解决了传统酸洗除磷工艺中酸液排放回收困难，处理成本高、对设备的防腐蚀性要求高、易除磷不均匀影响带钢表面质量及加工性能的问题。
附图说明
图1为现有技术中辊压成型加工波纹钢拼装板工艺的流程图。
图2为现有技术中模压成型加工波纹钢拼装板工艺的流程图。
图3为本发明中一种波纹钢拼装板复合成型工艺的流程图。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
本实施例中，进行波纹钢拼装板生产前，工作人员需根据产品需求需确定以下参数：(1)热轧带钢的规格；(2)确定弯曲的弧度、波纹的波深、波距，以此来调整辊压型装置中压波辊轮的尺寸、压弧辊轮的尺寸；(3)确定成品所需长度，调整切割机的长度限位触发器；(4)确定第一连接孔、第二连接孔及第三连接孔的孔形、孔径及孔距，调整模压成型装置中打孔模具以达到上述要求；(5)确定翻边尺寸及翻边角度，调整模压成型装置中翻边模具以达到上述要求。
参照图3所示，本实施例中的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，包括以下步骤：
S1、开卷校平：将卷曲状的热轧带钢通过开卷装置和校平装置校平成为平直热轧带钢；
S2、EPS除磷：将步骤S1所得平直热轧带钢送入EPS表面生态除磷生产线，采用砂浆喷射原理去除平直热轧带钢表面的氧化层；
S3、辊压预成型：将步骤S2中所得的去除表面氧化层的平直热轧带钢通过辊压预成型制得轴向波纹状、周向弧形的钢板；
S4、定尺切割：通过切割机，将步骤S3中所得轴向波纹状、周向弧形的钢板按照设计长度切成若干段，即得若干个预成型波纹钢拼装板；
S5、模压成型与冲孔：采用模具对步骤S4中所得预成型波纹钢拼装板依次进行模压成型与冲孔；
其中，待加工产品厚度小于2mm时，采用一套模具即可完成，待加工工产品厚度大于2mm时，采用两套模具即可完成。
其中，模压成型与冲孔工序包括以下两个步骤：
S31、压波：采用辊压成型装置对步骤S2中所得去除表面氧化层的平直热轧带钢进行轧制加工，在平直热轧带钢表面形成波纹结构，制得波纹钢板；
S32、压弧：采用辊压成型装置将步骤S31所得波纹钢板压制得到轴向波纹状、周向弧形的钢板；
S6、防腐处理：将步骤S5中完成模压成型与冲孔的预成型波纹钢拼装板进行防腐处理，即得波纹钢拼装板成品；
S7、成品堆垛：将步骤S6所得波纹钢拼装板成品堆垛至成品区。
本发明中EPS除磷是采用砂浆喷射原理去除带钢表面的氧化铁皮，砂浆为水和磨料的混合物，砂浆冲击运行中的带钢的上下表面，在一定的喷射力的作用下去除带钢表面的杂物与氧化铁皮，经EPS除磷后的带钢表面更清洁、光亮、均匀，可以直接替代酸洗工艺，解决了酸洗工艺对环境污染大的问题。
本实施例中的波纹钢拼装板生产中通过开卷、校平、EPS除磷后的带钢通过辊压预成型工序将带钢加工为产品所需波纹与弧度的预成型波纹钢拼装板，在通过定尺切割后转移至模具内依次完成模压成型与冲孔，模压成型工序主要是在模具内对预成型波纹钢拼装板进行翻边，冲孔工序是在模具内对完成翻边的预成型波纹钢拼装板进行冲孔；完成模压成型与冲孔后，进行防腐处理即得波纹钢拼装板成品。
步骤S3中辊压成型工艺中通过辊轮对产品所需波形和弧形进行加工，定尺切割后再通过模压成型完成翻边与冲孔，结合了现有技术中辊压成型工艺和模压成型工艺优点，通过延长辊压成型机组的数量，减少了模压机和模具的数量，降低了设备成本与运行成本，生产的波纹钢拼装板精度高，能够满足用于交通隧道、地下综合管廊等地下空间的波纹钢拼装板的产品质量及设计规范要求。
步骤S3中的辊压预成型包括压波和压弧，通过辊压成型装置完成压波和压弧，完成波纹钢拼装板的预成型，压波和压弧通过辊压预成型制得，而非采用模压成型制得，减少了模具和模压机的数量，大大降低了设备成本与模具成本。
本实施例中的步骤S5中，模压成型时在预成型波纹钢拼装板的轴向两侧边缘分别形成第一翻边、第二翻边，且所述第一翻边与所述第二翻边的方向一致，冲孔时在所述预成型波纹钢拼装板的所述第一翻边边沿、所述预成型波纹钢拼装板的第二翻边边沿及所述预成型波纹钢拼装板的弧向两侧边沿均进行冲孔。
上述的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其中，所述步骤S5中冲孔时在所述预成型波纹钢拼装板的所述第一翻边边沿上间隔冲设有若干个第一连接孔、在所述预成型波纹钢拼装板的第二翻边边沿上间隔冲设有若干个第二连接孔、在所述预成型波纹钢拼装板的弧向两侧边沿均间隔冲设有若干个第三连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔的位置相对应；若干个所述第一连接孔沿所述第一翻边的弧向均匀分布，若干个所述第二连接孔沿所述第二翻边的弧向均匀分布。
本发明中步骤S5模压成型工艺中，第一翻边和第二翻边的形状尺寸及角度、第一连接孔、第二连接孔及第三连接孔的孔形、孔径及孔距均根据产品需求确定后，再确定对应的模具。
本实施例中步骤S6中的防腐处理根据最终产品要求进行选择，可以为热镀锌处理或涂装处理的任意一种。
本实施例一种波纹钢拼装板复合成型工艺中的步骤S1—S4完成了波纹钢拼装板的预成型，步骤S5—S6对预成型的波纹钢拼装板进行模压定型(翻边)、打孔，工艺简化、高效，生产的产品精度高，能够满足产品质量和设计规范要求，规避了现有技术中辊压成型生产波纹钢拼装板的工艺和现有技术中模压成型生产波纹钢拼装板的工艺的缺陷。
本实施例波纹钢拼装板复合成型工艺中开卷装置、校平装置、EPS表面生态除磷生产线、辊压成型装置、切割装置、模压成型装置、防腐处理装置、成品堆垛装置之间分别装设有传动装置；通过增加传动装置，使波纹钢拼装板的生产实现自动化，进一步提高生产效率。
综上所述，本发明一种波纹钢拼装板复合成型工艺规避了现有技术中辊压成型加工波纹钢拼装板精度低和现有技术中模压成型加工波纹钢拼装板设备投资大、成型工序复杂、模具成本高的问题，结合了辊压成型工艺中压波、压弧工序简单、成本低的优点和模压成型工艺中模压翻边、冲孔精度高的优点，减少了波纹钢拼装板生产工艺中的设备与模具的投资成本，提高了生产效率，产能与现有技术相比提高了2～3倍。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开卷校平：将卷曲状的热轧带钢通过开卷装置和校平装置校平成为平直热轧带钢；
S2、EPS除磷：将步骤S1所得平直热轧带钢送入EPS表面生态除磷生产线，采用砂浆喷射原理去除平直热轧带钢表面的氧化层；
S3、辊压预成型：将步骤S2中所得的去除表面氧化层的平直热轧带钢通过辊压预成型制得轴向波纹状、周向弧形的钢板；
具体的步骤是：S31、压波：采用辊压成型装置对步骤S2中所得去除表面氧化层的平直热轧带钢进行轧制加工，在平直热轧带钢表面形成波纹结构，制得波纹钢板；
S32、压弧：采用辊压成型装置将步骤S31所得波纹钢板压制得到轴向波纹状、周向弧形的钢板；
S4、定尺切割：通过切割机，将步骤S3中所得轴向波纹状、周向弧形的钢板按照设计长度切成若干段，即得若干个预成型波纹钢拼装板；
S5、模压成型与冲孔：采用模具对步骤S4中所得预成型波纹钢拼装板依次进行模压成型与冲孔；
模压成型时在预成型波纹钢拼装板的轴向两侧边缘分别形成第一翻边、第二翻边，且所述第一翻边与所述第二翻边的方向一致，冲孔时在所述预成型波纹钢拼装板的所述第一翻边边沿、所述预成型波纹钢拼装板的第二翻边边沿及所述预成型波纹钢拼装板的弧向两侧边沿均进行冲孔；
S6、防腐处理：将步骤S5中完成模压成型与冲孔的预成型波纹钢拼装板进行防腐处理，即得波纹钢拼装板成品；
S7、成品堆垛：将步骤S6所得波纹钢拼装板成品堆垛至成品区。
2.如权利要求1所述的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其特征在于，所述步骤S5中冲孔时在所述预成型波纹钢拼装板的所述第一翻边边沿上间隔冲设有若干个第一连接孔、在所述预成型波纹钢拼装板的第二翻边边沿上间隔冲设有若干个第二连接孔、在所述预成型波纹钢拼装板的弧向两侧边沿均间隔冲设有若干个第三连接孔，所述第一连接孔与所述第二连接孔的位置相对应；若干个所述第一连接孔沿所述第一翻边的弧向均匀分布，若干个所述第二连接孔沿所述第二翻边的弧向均匀分布。
3.如权利要求1所述的一种波纹钢拼装板复合成型工艺，其特征在于，所述步骤S6中的防腐处理为热镀锌处理或涂装处理的任意一种。
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