CN113898145A - 一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件及制造工艺 - Google Patents

Abstract

一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件及其制备工艺，所述扭曲板组件包括壳体（1）、加强筋（2）和附件（3）。壳体采用多块双曲板组成一个盒型封闭扭曲组件。加强筋采用鱼骨式加强筋，灵活多变且强度高。本发明制备工艺中，双曲板利用自动冲剪一体机保证下料尺寸；成型采用双曲控制软件控制点阵式柔性模具单元自动成型，尽量避免塑性变形，多采用铆接，减少焊接量；焊接采用视觉与激光焊相结合的方式实现自动焊接，保证产品的一致性。经三涂两烤的喷涂工艺喷涂，增加耐候性。本发明采用铝合金板材及铝合金型材为原材料，具有耐候性好、使用年限长，结构强度高、美观等优点。

Description

一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件及制造工艺

技术领域

本发明涉及一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件及制造工艺，属装饰建材技术领域。

背景技术

目前建筑设计行业对建筑物外墙装饰效果的需求越来越多元化，形状也越来越复杂，随着楼房越建越高，强度要求也高了许多。扭曲板就是其中一大类，可以解决板面换向的问题，经过扭曲板过渡之后，可以像丝带一样，铝单板可以呈现各个角度，极大的丰富了造型，拓宽了设计思路。扭曲板作为过渡转向组件，其精度要求比较高，一致性要好，否则会影响整体外观和安装。

扭曲板一般为双曲造型，双曲成型非常容易塑性变形，且因为不能折弯导致焊接量比较大，很难保证精度与一致性，同时双曲板不能折弯，强度也会小于折弯板。设计一种外观装饰优美的双曲线产品是人们追求的目标。

发明内容

本发明的目的是，为了满足建筑物外墙装饰对扭曲板造型的需求，提出一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件及制造工艺。

本发明实现的技术方案如下，一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件，包括壳体、加强筋组件和附件；所述壳体有六个面，由八块铝板构成，呈扭曲状的盒子；其中六块铝板是双曲面铝板，保证整体外观效果；二块铝板是平板铝板，方便其他铝板组件对接；所述壳体固定于加强筋组件上；所述加强筋组件，采用鱼骨结构以圆管型材为脊椎，Z形铝板为鱼刺，圆管型加强筋将Z形铝板串联在一起组成一个鱼骨结构的加强筋，两端套上连接件；所述附件一端固定于壳体两端平面上，另一端固定于外立面玻璃板块支撑件上，利用玻璃板块支撑件就可以把相似的组件连成一个整体，减少了建筑上龙骨的搭设；扭曲板两端可连接不同角度的盒型平板，扭曲板起到中间过渡，转换平板组件角度的作用。

所述壳体的双曲线铝板包括上曲板、下曲板、第一前侧曲板、第二前侧曲板、第三前侧曲板和后侧曲板，所述平板铝板包括左侧平板和右侧平板；所述扭曲板组件的上下两个面由上曲板和下曲板构成，上曲板在上方，下曲板在下方；所述扭曲板组件四周的前侧由3块前侧曲板组成一个带阶梯的灯槽，后侧是单独的后侧曲板；左右两侧分别是互相平行的带阶梯的平面铝板，左侧为左侧铝板，右侧为右侧铝板；所述圆管型材通过连接件与壳体两块平板相连，连接件采用螺钉安装在加强筋组件两端，壳体两块平板则采用螺钉固定在连接件上，加强筋组件则分布在两块平板之间；所述左侧平板和右侧平板为阶梯式的平板，中间高四周低，平板开有螺纹孔或通孔；所述上曲板与下曲板通过铆接或焊接或其它方式固定于加强筋组件上；由第一前侧曲板、第二前曲板和第三前曲板构成的前侧曲板和后侧曲板之间则是通过焊接连接在一起；所述左侧平板和右侧平板直接插入壳体组成的槽中，并采用自攻螺钉或螺栓与连接件连接。

所述鱼骨结构加强筋，由圆管型材、Z型铝板、连接件组成，皆为铝合金材料；圆管型材两端与连接件采用螺钉连接，壳体两端平面板也通过连接件连接在圆管型材两端，中间根据设计需要分布若干Z型铝板。Z形铝板由一块平板，二块双曲板组成；平板上下带有的曲线与壳体上下两侧双曲板曲率相同，中间开有圆孔，圆管型材可以穿过，左右曲线缺口则配合与壳体前后侧双曲板相连接；Z形铝板上二块双曲板则与壳体上下两块双曲板曲率相同，同时也和平板上下两端曲线曲率相同，三块板通过点焊连接成Z形铝板。Z型铝板与圆管型材之间没有固定连接可灵活活动，自适应壳体双曲面，方便双曲面与Z型铝板的连接。

所述双曲面铝板与Z形铝板之间采用铆接或焊接或种钉中的一种或多种方式进行连接；支撑铝板直接插进预先开孔的壳体中，通过自攻钉连接加强筋和附件。

所述附件由两块型材支撑板组成，两端都开有螺纹孔或圆孔，其中一端扭曲板壳体连接，另一端固定于外立面玻璃单元板块的支撑件上。

所述加强筋组件两端通过连接件分别连接左侧平板和右侧平板；加强筋组件支撑整个壳体，同时对壳体上下双曲板与左右双曲板起到了一定的支撑校正的作用，能够通过铆接固定于加强筋组件上不产生严重的变形。

一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件的制备工艺，包括下料、双曲成型与型材成型、组装、焊接、打磨和喷涂。

所述双曲成型采用模具成型，利用双曲模具软件计算塑性变形，结合经验数据加入相应的系数对木模进行设计加工；

所述圆管型材、连接件利用CNC进行加工；Z形铝板为贴合双曲，两边为曲线，中间平板采用铣床铣出曲线，上下两块板根据模型利用激光或铣床割出仿形曲面，之后在利用工装定位焊接成Z形铝板；

所述焊接采用激光焊与视觉组合的方式智能识别焊缝焊接或其它可减小焊接变形量的焊接方式进行焊接。

所述组装采用螺栓或铆接的方式将壳体固定在加强筋组件上，附件固定在壳体两侧。

所述焊接采用激光焊与视觉组合的方式智能识别焊缝进行自动焊接。

焊接与成型是最影响最终尺寸的两道工艺，该两道工艺采用全自动化的方式，保证整个产品的一致性与精度。

打磨工艺为打磨焊缝以及进行表面处理为喷涂做准备。

喷涂采用三涂两烤工艺。所述焊接采用激光焊与视觉组合的方式智能识别焊缝进行自动焊接。

本发明的有益效果在于，本发明在结构上采用全封闭盒装外观，加强筋组件采用鱼骨式加强筋组件，增加整体组件强度，加强筋组件还具有部分龙骨的作用，减少了建筑上钢结构龙骨，减轻了建筑负担，也更加美观。工艺采用冲剪一体自动化加工与铣床相结合的方式，保证下料尺寸，点阵式柔性模具单元，利用双曲控制软件计算塑性变形量，控制塑性变形，自动进行双曲成型，组装尽量采用螺栓或者铆钉，减少焊接，激光焊加视觉自动焊接减少热量输出，控制焊接变形，保证焊接后的一致性，喷涂采用三涂两烤工艺保证外观面的耐候性。

附图说明

图1为本发明的三维简图；

图2为本发明的三视图；

图3为本发明的壳体三维简图；

图4为本发明的加强筋组件三维简图；

图中：1为壳体；2为加强筋组件；3为附件；101为上曲板；102为第一前侧曲板；103为第二前侧曲板；104为第三前侧曲板；105为左侧平板；106为后侧曲板；107为下曲板；108为右侧平板；201为连接件；202为Z形加强筋组件；203为圆管型加强筋组件。

具体实施方式

如图1-图4所示，本实施例一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件，包括壳体、加强筋组件、附件三部分。

本实施例的壳体1有六个面，都由铝板组成，呈盒型扭曲状。其中四个面是双曲面，保证整体外观效果，二个面是平面，连接其它扭曲板。

壳体1以螺栓连接或者铆接连接为主，焊接为辅，固定于加强筋组件上。

本实施例的加强筋组件，采用鱼骨结构以圆管型材202为脊椎，Z形铝板为鱼刺，这种方式灵活多变，适应多角度的变化，且强度很高。

本实施例的附件一端固定于壳两端平面上，另一端固定于外立面牛腿上，利用牛腿就可以把相似的组件连成一个整体。扭曲板结构复杂，精度高，大部分为螺栓与铆钉连接，避免了大量焊接导致双曲板变形影响装饰效果。为保证其每块板的一致性与高精度采取特殊的工艺流程，特别是双曲成型与型材成型。

本实施例一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件的制造工艺包括：下料、双曲成型与型材成型、组装、焊接、打磨、喷涂。

所述的壳体1，由8块铝板组成的一个扭曲状的密封盒子。其中上曲板101、第一前侧曲板102、第二前侧曲板103、第三前侧曲板104、后侧曲板106、下曲板107都是双曲板铝板；左侧平板105、右侧平板108都是平板铝板。

上曲板101与下曲板107相互平行，且都开有铆钉孔。

第一前侧曲板102、第二前曲板103和第三前曲板104这三个双曲板焊接组合成阶梯状的前侧板；后侧板106是一块单独的双曲板。

左侧平板105、右侧平板108为阶梯式的平板，中间高四周低，平板开有螺纹过孔。上曲板101与下曲板107通过铆接固定于Z形加强筋组件203上。由第一前侧曲板102、第二前曲板103和第三前曲板104构成的前侧曲板和后侧曲板106则是通过焊接连接在一起。左侧平板105、右侧平板108可直接插入壳体组成的槽中，并采用螺栓与连接件201连接。

所述的加强筋组件2采用鱼骨式加强筋。连接件201呈梅花状，圆管外围还均匀分布一圈螺纹孔，圆管上开有螺纹过孔。圆管型加强筋202，采用标准的型材来做主轴，Z形加强筋组件203由一块平板两块双曲板组成。平板四周为曲线，中间开有一个孔，左右两侧曲线贴合第一前侧曲板102、第二前侧曲板103、第三前侧曲板104和后侧曲板106；两块双曲板上开有铆接孔，且与平板上下曲线贴合焊接到一起形成Z形加强筋组件203，同时与上曲板101、下曲板107贴合。连接件201通过圆管上的螺纹过孔分别锁在圆管加强筋组件202两端，圆管加强筋组件202通过Z形加强筋组件203中的圆孔串在一起，为保证Z形铝板的灵活性，Z形铝板203与圆管加强筋组件202不焊接，Z形铝板203可旋转多个角度以配合壳体1上的几个双曲面。

所述的附件3为两块平板，两端都开有螺纹孔，其中一端开有圆孔，加强筋组件2通过圆孔穿过附件3，附件3固定于壳体1左侧平板105、右侧平板108，与加强筋组件2连接件201之间，另一端固定于外立面牛腿之上。

本实施例的制造工艺流程由下料、成型、组装、焊接、打磨、喷涂几部分组成。

本实施例组件结构复杂精度、强度要求都比较高，其加工工艺也比较复杂，除圆管加强筋组件202、连接件201及铆钉、螺栓等标准件外都需要进行高精度的加工。

下料部分采用冲与铣相结合的方式，壳体1与Z形加强筋组件203的双曲板采用冲剪一体的方式自动冲孔、裁料，冲剪一体效率、精度都比较高。壳体1侧边两块带阶梯的平板左侧平板105、右侧平板108、Z形加强筋组件203、附件3则采用铣床加工，平板带阶梯、曲线铣床更加方便。

成型双曲板采用点阵式柔性模具单元进行成型，利用双曲控制软件计算塑性变形，通过公式加入相应的系数余量，自动化控制能极大的提升双曲的成型精度。

壳体1的平板件左侧平板105和右侧平板108与附件3可通过铣床下料完成后进入组装工序。Z形加强筋组件203将成型2个双曲面同带曲线的平板通过工装焊接在一起。

组装工序采用螺栓或者铆钉连接的方式将各个组件通过工装组装在一起，之后再通过激光焊与视觉组合的方式自动识别焊缝将壳体1焊接起来连成一个整体，激光焊热量集中变形小，自动化一致性好精度高。再进行打磨抛光，最后将组装板经三涂两烤工艺喷涂氟碳油漆，保证其室外的耐候性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件，其特征在于：所述扭曲板组件包括壳体、加强筋组件和附件；所述壳体有六个面，由八块铝板构成，呈扭曲状的盒子；其中六块铝板是双曲面铝板，保证整体外观效果；二块铝板是平板铝板，方便其他铝板组件对接；所述壳体固定于加强筋组件上；所述加强筋组件，采用鱼骨结构以圆管型材为脊椎，Z形铝板为鱼刺，圆管型加强筋将Z形铝板串联在一起组成一个鱼骨结构的加强筋，两端套上连接件；所述附件一端固定于壳体两端平面上，另一端固定于外立面玻璃板块支撑件上，利用玻璃板块支撑件就可以把相似的组件连成一个整体，减少了建筑上龙骨的搭设；扭曲板两端可连接不同角度的盒型平板，扭曲板起到中间过渡，转换平板组件角度的作用。

2.根据权利要求1所述的一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件，其特征在于：所述壳体的双曲线铝板包括上曲板、下曲板、第一前侧曲板、第二前侧曲板、第三前侧曲板和后侧曲板，所述平板铝板包括左侧平板和右侧平板；所述扭曲板组件的上下两个面由上曲板和下曲板构成，上曲板在上方，下曲板在下方；所述扭曲板组件四周的前侧由3块前侧曲板组成一个带阶梯的灯槽，后侧是单独的后侧曲板；左右两侧分别是互相平行的带阶梯的平面铝板，左侧为左侧铝板，右侧为右侧铝板；所述圆管型材通过连接件与壳体两块平板相连，连接件采用螺钉安装在加强筋组件两端，壳体两块平板则采用螺钉固定在连接件上，加强筋组件则分布在两块平板之间；所述左侧平板和右侧平板为阶梯式的平板，中间高四周低，平板开有螺纹孔或通孔；所述上曲板与下曲板通过铆接或焊接或其它方式固定于加强筋组件上；由第一前侧曲板、第二前曲板和第三前曲板构成的前侧曲板和后侧曲板之间则是通过焊接连接在一起；所述左侧平板和右侧平板直接插入壳体组成的槽中，并采用自攻螺钉或螺栓与连接件连接。

3.根据权利要求1所述的一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件，其特征在于：所述鱼骨结构加强筋，由圆管型材、Z型铝板、连接件组成，皆为铝合金材料；圆管型材两端与连接件采用螺钉连接，壳体两端平面板也通过连接件连接在圆管型材两端，中间根据设计需要分布若干Z型铝板；Z形铝板由一块平板，二块双曲板组成；平板上下带有的曲线与壳体上下两侧双曲板曲率相同，中间开有圆孔，圆管型材可以穿过，左右曲线缺口则配合与壳体前后侧双曲板相连接；Z形铝板上二块双曲板则与壳体上下两块双曲板曲率相同，同时也和平板上下两端曲线曲率相同，三块板通过点焊连接成Z形铝板；Z型铝板与圆管型材之间没有固定连接可灵活活动，自适应壳体双曲面，方便双曲面与Z型铝板的连接。

4.根据权利要求1所述的一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件，其特征在于：所述附件由两块型材支撑板组成，两端都开有螺纹孔或圆孔，其中一端扭曲板壳体连接，另一端固定于外立面玻璃单元板块的支撑件上。

5.根据权利要求1所述的一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件，其特征在于：所述双曲面铝板与Z形铝板之间采用铆接或焊接或种钉中的一种或多种方式进行连接；支撑铝板直接插进预先开孔的壳体中，通过自攻钉连接加强筋和附件。

6.一种全铝结构外观装饰用盒型扭曲板组件的制备工艺，包括下料、双曲成型与型材成型、组装、焊接、打磨和喷涂；其特征在于：所述双曲成型采用模具成型，利用双曲模具软件计算塑性变形，结合经验数据加入相应的系数对木模进行设计加工；

所述圆管型材、连接件利用CNC进行加工；Z形铝板为贴合双曲，两边为曲线，中间平板采用铣床铣出曲线，上下两块板根据模型利用激光或铣床割出仿形曲面，之后在利用工装定位焊接成Z形铝板；

所述焊接采用激光焊与视觉组合的方式智能识别焊缝焊接或其它可减小焊接变形量的焊接方式进行焊接。

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