[发明专利]三维曲面波纹钢板的制造方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及波纹钢板生产技术领域，特别涉及一种三维曲面波纹钢板的制造方法及设备。

背景技术

常见的波纹钢板结构是靠在钢板上轧制出波纹成型的，这些波纹彻底改变了钢板的力学性能，横向小波纹可提高钢板的局部稳定承载力，增强结构纵向抗弯刚度，突出结构壳体受力特性。波纹钢板由于具有强度高、受力大的优点，其在工业中的应用越来越广泛，目前市场上已有部分能生产该结构钢板的成型设备，但这些设备所能加工的钢板厚度均在1.5mm以下，并且其生产效率和加工精度都较低，因此对于厚度较大的钢板来说，这些设备及其生产工艺远远不能满足要求。

为此，专利号为ZL200910036401.1的发明专利公开了一种三维波纹钢板生产工艺及其专用设备，通过对钢板依次进行制孔、卷耳、卷弧、扎耳和冲波，使其形成三维波纹钢板，该方法虽然可应用于厚度较大的钢板，但在实际生产中，对厚度超过3.0mm的钢板来说，仍无法加工。另外，其工艺步骤多，操作繁琐，加工难度大，所采用的加工设备也多，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种生产效率及加工精度都较高的三维波纹钢板生产工艺。

本发明的另一目的在于提供一种用于以上方法的三维波纹钢板生产专用设备。

本发明通过以下技术方案实现：一种三维曲面波纹钢板的制造方法，包括以下步骤：

（1）冲孔：将平板状的钢板送入冲床，启动冲床，对钢板四周的边缘进行冲孔；

（2）冷压成型：完成制孔后的钢板送入压力机，启动压力机，对钢板进行冷压成型，形成曲线截面的钢板；冷压成型过程中，压力机通过模具对钢板进行冷压成型，对钢板进行卷耳、卷弧和扎耳的动作同时完成；

（3）翻转：冷压成型后的钢板送入翻转机，翻转机将钢板翻转180度，使钢板的曲线截面倒置；

（4）冲波：冷压成型后的钢板送入波纹机，启动波纹机，对钢板进行波纹冲压；冲波完成后，由于钢板自身的应力作用，钢板同时成拱状，此时形成三维曲面波纹钢板。

所述步骤（1）中，平板状的钢板呈矩形，位于两侧的长边边缘各冲一排通孔，位于两端的短边边缘各冲三排通孔；冲孔时，按照“长边-短边-长边-短边”的顺序进行冲孔。

所述步骤（2）中，对钢板进行冷压成型时，压力机采用八柱八缸液压机，通过上液压缸带动凸模下降，对钢板冲压成型；冷压成型后，钢板的截面形状为双曲线、垂链线、余弦线、正弦线或抛物线中的一种。

所述步骤（4）中，波纹机对钢板进行冲波时，其冲波形式为上刀单刀冲波、上下双刀冲波或多刀并列冲波中的一种。

通过上述方法制得的三维曲面波纹钢板，其两侧有小弧形耳部，中间部分为大弧形，钢板的两端及两侧分布有若干通孔（通孔用于相邻两个钢板之间的螺栓锁紧连接），横向均布若干波纹，成品为拱状结构。

本发明一种用于上述方法的三维曲面波纹钢板的制造设备，包括依次连接的冲床、压力机、翻转机和波纹机，压力机中设有冷压成型用的模具，模具的模腔为曲面状。

其中，压力机为该生产方法中最重要的设备之一，用于代替现有工艺中的压边机、卷板机和扎耳压力机的使用，实现钢板的一次冷压成型。

所述压力机为八柱八缸液压机，包括由上至下依次设置的顶板、滑块和底座，顶板、滑块和底座之间通过八个导柱连接，滑块沿着各导柱滑动于顶板和底座之间；顶板设有两个驱动滑块滑动用的上主缸，滑块上设有两个上辅缸，底座上设有四个下顶出缸；滑块与底座之间的空间内设置模具；

模具包括凸模和凹模，凸模与滑块底面固定连接，凹模与底座顶面固定连接，凸模与凹模之间形成的模腔为曲面状；

凹模上，位于四个下顶出缸上方之处分别设有通孔；各下顶出缸末端设有托盘，托盘形状与相应的通孔形状相同；托盘下降至通孔处时，各托盘的上表面与凹模内表面相接形成光滑的曲面。

其中，八个导柱既对顶板、滑块和底座起固定支撑作用，也对滑块的滑动起导向作用；两个上主缸用于驱动滑块滑动；两个上辅缸用于加强滑块滑动的平稳性，同时也可延长滑块的滑动行程；四个下顶出缸用于配合模具使用，使钢板处于稳定状态。

所述上主缸、上辅缸和下顶出缸均为液压缸；上主缸、上辅缸和下顶出缸分别外接冷压成型机的液压控制系统，由液压控制系统对其动作进行控制，其中，两个上主缸和两个上辅缸同步动作，四个下顶出缸同步动作；