一種直線型冷彎鋼板樁的輥式連續冷彎成型方法與流程

本發明涉及一種直線型冷彎鋼板樁的輥式連續冷彎成型方法，屬于金屬壓力加工技術領域。

背景技術：

鋼板樁作為一種環保建材，于20世紀初在歐洲開始生產，并迅速在世界各地特別是工業發達的地區得到廣泛應用，但是由于我國的實際條件，冷彎鋼板樁在我國的發展比較緩慢，直到20世紀末才有一定的發展，據調查在我國具有設計、生產鋼板樁的企業并不多，而且市場反應良好。

鋼板樁的結構特殊，其基本結構：一是鋼制板樁，二是兩邊系鎖口結構，三是在地下或水中能形成墻壁結構。由于它結構特殊，因而具有獨特的優點：質量輕、強度高、隔水擋土性能好；耐久性強，一般可持續使用20～50年；具有重復使用性，一般可達5～10次；環保效果顯著，在工程施工中可以大大減少取土量和混凝土使用量，有效保護土地資源。廣泛應用與臨時性或永久性結構建筑上，可用于建設碼頭、船塢等。還可以用于封山、斷流等，在抗洪搶險、防震救災、塌方泥石流治理中見效顯著，施工簡單、建設周期短，費用省。

在我國12mm以上厚度的鋼板樁基本為熱軋鋼板樁，12mm以下的只能用冷彎方式生產。由于冷彎鋼板樁生產的特殊性，同樣規格的鋼板樁冷彎生產比熱軋節省材料約15%～30%，能耗更低，具有巨大的經濟效益和社會效益。市場價格具有競爭優勢，而且質量輕使用方便，設計生產靈活。隨著我國現代化建設的推進，鋼板樁尤其是冷彎鋼板樁的應用空間將會十分廣泛。

技術實現要素：

針對目前冷彎鋼板樁和普通鋼板樁在成型過程中缺乏相應合理的冷彎成型加工工藝而導致空彎道次多、成型精度低、鎖水效果不佳的問題，本發明提供一種輕型鋼板樁（CPR~X）的輥式連續冷彎成型方法，是一種變形合理、模具壽命長、生產效率高、成品質量好的直線型鋼板樁（CPR~X）的連續輥式彎曲成型的生產工藝。

本發明的技術方案是：通過直線型鋼板樁腿部的反彎來實現鋼板樁鎖口部位的實彎，進而來實現鋼板樁的成型以及精度控制，依次包括上料、輥式連續冷彎成型、精整、切斷和包裝，其特征在于，輥式連續冷彎成型步驟包括：

（1）鋼板樁成型的坯料為帶鋼，分別對鋼板樁的槽型（帶鋼中部）、腿部（帶鋼腰部）和鎖口部位（帶鋼邊部）都進行了彎曲：首先使槽型部位向下彎曲，使之與水平線呈6~14°，其次腿部向下彎曲，使之與水平線呈18~26°，最后使鎖口部位向上彎曲至與水平線呈18~26°。

（2）將步驟（1）得到的變形帶鋼進一步彎曲：分別對槽型、腿部、鎖口部位進行彎曲，槽型部位向下彎曲至與水平線呈22.6°~30.6°，腿部向下彎曲至與水平線呈40°~48°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈40°~48°；第二道次鋼板樁的槽型就完成成型了，在以下的道次中，槽型部位不再進行彎曲，在槽型處加軸套。

（3）將步驟（2）得到的變形帶鋼進一步彎曲：分別彎曲腿部和鎖口部位，腿部向下彎曲至與水平線呈62°~70°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈62°~70°。

（4）將步驟（3）得到的變形帶鋼進一步彎曲：彎曲腿部和鎖口部位：腿部向下彎曲至與水平線呈86°~94°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈86°~94°。

（5）將步驟（4）得到的變形帶鋼進一步彎曲：將腿部下反彎回去，此時腿部的彎曲分為腿部上的彎曲和腿部下的彎曲，腿部上向下彎曲至與水平線呈78.4°~86.4°，腿部下相對于腿部向上彎曲20°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈58.4°~66.4°，自然地鎖口就與水平線也呈58.4°~66.4°，鎖口本身形狀保持不變，此時的鎖口部位是自由端，不受軋輥約束。

（6）將步驟（5）變形的帶鋼進一步彎曲，以下步驟包括此步驟不再彎曲腿部上，只彎曲腿部下：腿部下相對于腿部彎曲44.4°，即腿部下向上彎曲至與水平線呈34°~42°，自然地鎖口與水平線也呈34°~42°。

（7）將步驟（6）變形的帶鋼進一步彎曲，只彎曲腿下部：腿部下相對于腿部彎曲64.4°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈14°~22°，自然地鎖口與水平線也呈18°~22°。

（8）將步驟（7）變形的帶鋼進一步彎曲，本道次彎曲鎖口上方直線段和腿下部：腿部下相對于腿部彎曲82.4°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈-4°~4°（“-”指的當彎曲至與水平線重合再繼續彎曲時，彎曲后的角度記為負值），此處鎖口端口向下彎曲至與水平線呈-1~-9°，即鎖口端口處向下彎曲至與水平線呈1~9°。至此鋼板樁（CPR~X）完成成型過程。

本發明所述的所述的帶鋼寬度與鋼板樁（CRP~X）的展開尺寸寬度相配，帶鋼的長度不限，可完成連續成型。

本發明所有道次中，由于直線型鋼板樁屬于對稱冷彎型材，因此所有道次彎曲角度和彎曲部位描述的都是直線型鋼板樁向上下彎曲的形式。

本發明所述道次數的確定，可以在考慮實際的設備條件，生產條件的情況下，只要產品不產生裂紋，能生產出合格的產品，可以適當的進行調整來減少道次數。

和現有技術相比，本發明的有益效果是：

帶鋼進入成型機組后，第一道次為反向彎曲孔型，然后其余道次在此基礎上進行變形和反彎，（第一道次到第四道次是通過腿部下的反彎來實現直線型鋼板樁鎖口部位的實彎）以減小帶鋼的內應力和回彈對精度的影響，還能保證帶鋼在成型過程中的穩定性，進一步提高成型精度。該冷彎鋼板樁的生產工藝可廣泛應用于多種冷彎鋼板樁的生產中，尤其是對結構為U型和鎖口呈U形的冷彎鋼板樁的加工。

附圖說明

圖1是本發明的鋼板樁的結構示意圖。

圖2是帶鋼坯料第一道次的彎曲成型示意圖。

圖3是帶鋼坯料第二道次的彎曲成型示意圖。

圖4是帶鋼坯料第三道次的彎曲成型示意圖。

圖5是帶鋼坯料第四道次的彎曲成型示意圖。

圖6是帶鋼坯料第五道次的彎曲成型示意圖。

圖7是帶鋼坯料第六道次的彎曲成型示意圖。

圖8是帶鋼坯料第七道次的彎曲成型示意圖。

圖9是帶鋼坯料第八道次的彎曲成型示意圖。

圖10是帶鋼成型的輥花圖示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。

實施例1

一種直線型冷彎鋼板樁的輥式連續冷彎成型方法，具體包括以下步驟：

（1）上料

①縱剪帶鋼：根據工藝計算的寬度即鋼板樁成品的展開寬度，在縱剪機組上將帶鋼坯料剪成所需的規格。

②開卷矯平：將縱剪后的帶鋼放至冷彎成型機組的開卷機上打開，并通過矯平機使帶鋼矯平。

③剪切對焊：將出矯平機的帶鋼頭部剪去，并與之前通過的帶鋼在焊接機處頭尾對焊，以保證生產的連續性。

④活套儲料：為了保證生產的連續性，生產時為了避免出現先各機組的時間差，因此要儲存一定的帶鋼。

（2）輥式連續冷彎成型，具體包括以下道次，如圖2~10所示：

第一道次：帶鋼進入冷彎成型組的第一機架，分別對鋼板樁的槽型（帶鋼中部）、腿部（帶鋼腰部）和鎖口部位（帶鋼邊部）都進行了彎曲：首先使槽型部位向下彎曲，使之與水平線呈6°，其次腿部沿向下彎曲，使之與水平線呈18°，最后使鎖口部位向上彎曲至與水平線呈18°。

第二道次：使經過第一道次變形的帶鋼進入第二個機架，在第一道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次同樣是對槽型，腿部，鎖口部位進行彎曲：分別對槽型、腿部、鎖口部位進行彎曲，槽型部位向下彎曲至與水平線呈22.6°，腿部向下彎曲至與水平線呈40°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈40°；第二道次鋼板樁的槽型就完成成型了，在以下的道次中，槽型部位不再進行彎曲，在槽型處加軸套。

第三道次：使經過第二道次變形的帶鋼進入第三個機架，在第二道次的基礎上繼續彎曲變形，分別彎曲腿部和鎖口部位，腿部向下彎曲至與水平線呈62°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈62°。

第四道次：使經過第三道次變形的帶鋼進入第四架機架，在第三道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次只彎曲腿部和鎖口部位：腿部向下彎曲至與水平線呈90°，鎖口部位彎曲至與水平線呈90°；在第一道第四步驟通過腿部的反彎完成了鎖口部位的實彎，使鎖口部位達到精確控制，精確成型。

第五道次：使經過第四道次變形的帶鋼進入五架機架，在第四道次的基礎上將腿部反彎回去，在該道次主要是將腿部下反彎回去，即腿部下的彎曲（此時腿部的彎曲分為腿部上的彎曲和腿部下的彎曲）：腿部上向下彎曲至與水平線呈78.4°，腿部下相對于腿部向上彎曲20°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈58.4°，自然地鎖口就與水平線也呈58.4°，鎖口本身形狀保持不變，此時的鎖口部位是自由端，不受軋輥約束。

第六道次：使經過第五道次變形的帶鋼進入六架機架，在第五道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次只彎曲腿部下（至此腿部上已經彎曲成型，一下道次不再彎曲）：腿部下相對于腿部彎曲44.4°，即腿部下向上彎曲至與水平線呈34°，自然地鎖口與水平線也呈34°。

第七道次：使經過第六道次變形的帶鋼進入七架機架，在第六道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道只彎曲腿下部：腿部下相對于腿部彎曲64.4°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈14°，自然地鎖口與水平線也呈20°。

第八道次：使經過第七道次變形的帶鋼進入八架機架，在第七道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道彎曲鎖口上方直線段和腿下部：腿部下向上彎曲至與水平線呈-4°，此處鎖口端口向下彎曲至與水平線呈-1°，即鎖口端口處向下彎曲至與水平線呈1°，至此鋼板樁（CPR~X）完成成型過程。

（3）精整：將成型后的鋼板樁通過精整機組，使之消除可能出現的翹曲等缺陷。

（4）定尺：將精整后的鋼板樁根據要求切成所需尺寸。

（5）檢驗包裝：把定尺切斷后的鋼板樁通過檢驗區，并把通過檢驗的合格產品進行包裝，最后把包裝后的產品放入成品倉庫。

實施例2

本實施例所述直線型冷彎鋼板樁的輥式連續冷彎成型方法與實施例1相同，不同在于：輥式連續冷彎成型，具體包括以下道次，如圖2~10所示：

第一道次：帶鋼進入冷彎成型組的第一機架，分別對鋼板樁的槽型（帶鋼中部）、腿部（帶鋼腰部）和鎖口部位（帶鋼邊部）都進行了彎曲：首先使槽型部位向下彎曲，使之與水平線呈10°，其次腿部沿向下彎曲，使之與水平線呈22°，最后使鎖口部位向上彎曲至與水平線呈22°。

第二道次：使經過第一道次變形的帶鋼進入第二個機架，在第一道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次同樣是對槽型，腿部，鎖口部位進行彎曲：分別對槽型、腿部、鎖口部位進行彎曲，槽型部位向下彎曲至與水平線呈26°，腿部向下彎曲至與水平線呈45°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈45°；第二道次鋼板樁的槽型就完成成型了，在以下的道次中，槽型部位不再進行彎曲，在槽型處加軸套。

第三道次：使經過第二道次變形的帶鋼進入第三個機架，在第二道次的基礎上繼續彎曲變形，分別彎曲腿部和鎖口部位，腿部向下彎曲至與水平線呈66°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈66°。

第四道次：使經過第三道次變形的帶鋼進入第四架機架，在第三道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次只彎曲腿部和鎖口部位：腿部向下彎曲至與水平線呈86°，鎖口部位彎曲至與水平線呈86°；在第一道第四步驟通過腿部的反彎完成了鎖口部位的實彎，使鎖口部位達到精確控制，精確成型。

第五道次：使經過第四道次變形的帶鋼進入五架機架，在第四道次的基礎上將腿部反彎回去，在該道次主要是將腿部下反彎回去，即腿部下的彎曲（此時腿部的彎曲分為腿部上的彎曲和腿部下的彎曲）：腿部上向下彎曲至與水平線呈82°，腿部下相對于腿部向上彎曲20°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈62°，自然地鎖口就與水平線也呈62°，鎖口本身形狀保持不變，此時的鎖口部位是自由端，不受軋輥約束。

第六道次：使經過第五道次變形的帶鋼進入六架機架，在第五道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次只彎曲腿部下（至此腿部上已經彎曲成型，一下道次不再彎曲）：腿部下相對于腿部彎曲44.4°，即腿部下向上彎曲至與水平線呈38°，自然地鎖口與水平線也呈38°。

第七道次：使經過第六道次變形的帶鋼進入七架機架，在第六道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道只彎曲腿下部：腿部下相對于腿部彎曲64.4°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈18°，自然地鎖口與水平線也呈18°。

第八道次：使經過第七道次變形的帶鋼進入八架機架，在第七道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道彎曲鎖口上方直線段和腿下部：腿部下向上彎曲至與水平線呈2°，此處鎖口端口向下彎曲至與水平線呈-5°，即鎖口端口處向下彎曲至與水平線呈5°，至此鋼板樁（CPR~X）完成成型過程。

實施例3

本實施例所述直線型冷彎鋼板樁的輥式連續冷彎成型方法與實施例1相同，不同在于：輥式連續冷彎成型，具體包括以下道次，如圖2~10所示：

第一道次：帶鋼進入冷彎成型組的第一機架，分別對鋼板樁的槽型（帶鋼中部）、腿部（帶鋼腰部）和鎖口部位（帶鋼邊部）都進行了彎曲：首先使槽型部位向下彎曲，使之與水平線呈14°，其次腿部沿向下彎曲，使之與水平線呈26°，最后使鎖口部位向上彎曲至與水平線呈26°。

第二道次：使經過第一道次變形的帶鋼進入第二個機架，在第一道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次同樣是對槽型，腿部，鎖口部位進行彎曲：分別對槽型、腿部、鎖口部位進行彎曲，槽型部位向下彎曲至與水平線呈30°，腿部向下彎曲至與水平線呈48°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈48°；第二道次鋼板樁的槽型就完成成型了，在以下的道次中，槽型部位不再進行彎曲，在槽型處加軸套。

第三道次：使經過第二道次變形的帶鋼進入第三個機架，在第二道次的基礎上繼續彎曲變形，分別彎曲腿部和鎖口部位，腿部向下彎曲至與水平線呈70°，鎖口部位向上彎曲至與水平線呈70°。

第四道次：使經過第三道次變形的帶鋼進入第四架機架，在第三道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次只彎曲腿部和鎖口部位：腿部向下彎曲至與水平線呈94°，鎖口部位彎曲至與水平線呈94°；在第一道第四步驟通過腿部的反彎完成了鎖口部位的實彎，使鎖口部位達到精確控制，精確成型。

第五道次：使經過第四道次變形的帶鋼進入五架機架，在第四道次的基礎上將腿部反彎回去，在該道次主要是將腿部下反彎回去，即腿部下的彎曲（此時腿部的彎曲分為腿部上的彎曲和腿部下的彎曲）：腿部上向下彎曲至與水平線呈86.4°，腿部下相對于腿部向上彎曲20°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈66°，自然地鎖口就與水平線也呈66°，鎖口本身形狀保持不變，此時的鎖口部位是自由端，不受軋輥約束。

第六道次：使經過第五道次變形的帶鋼進入六架機架，在第五道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道次只彎曲腿部下（至此腿部上已經彎曲成型，一下道次不再彎曲）：腿部下相對于腿部彎曲44.4°，即腿部下向上彎曲至與水平線呈42°，自然地鎖口與水平線也呈42°。

第七道次：使經過第六道次變形的帶鋼進入七架機架，在第六道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道只彎曲腿下部：腿部下相對于腿部彎曲64.4°，即：腿部下向上彎曲至與水平線呈22°，自然地鎖口與水平線也呈22°。

第八道次：使經過第七道次變形的帶鋼進入八架機架，在第七道次的基礎上繼續彎曲變形，在該道彎曲鎖口上方直線段和腿下部：腿部下向上彎曲至與水平線呈4°，此處鎖口端口向下彎曲至與水平線呈9°，即鎖口端口處向下彎曲至與水平線呈9°，至此鋼板樁（CPR~X）完成成型過程。