CN105042315B - 一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进封头结构的不锈钢波纹板，包括平板本体，等间距平行分布于平板本体顶面并高出平板本体顶面的若干根波纹条；波纹条的径向截面为波浪形、由位于中间的一个波峰和位于波峰两侧相邻的对称分布的两个波谷所形成，依次包括左侧波谷段、中间波峰段和右侧波谷段；两个波谷均与平板本体顶面相连、并与波峰形成朝向平板本体底面开口的波浪形内腔；波纹条的轴向两端头均封闭、分别靠近平板本体的两侧边缘。本发明还提供工序简单、操作方便、自动化程度和加工精度均高的加工工艺，制得结构美观、强度高、承载力大的波纹板，在封头的对称均匀性、产品的稳定性和密封性上，都得以大改观；可避免多层板厚叠加焊接，有效防止焊缝漏雨现象。

Description

一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种波纹板，特别是涉及一种改进封头结构的不锈钢波纹板及其加工工艺，属于不锈钢波纹板的生产技术领域。

背景技术

常见的波纹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。波纹板由于具有强度高、受力大的优点，使得其在工业中的应用越来越广泛。所以，不锈钢城轨车辆的车顶和地板一般采取不锈钢波纹板形式。

然而，城轨车辆所采用的不锈钢波纹板，在波纹的两端头均需要将波纹板压型成为封头的形式、方可实现波纹板与其他部件的连接。

目前，使用传统的结构简单的封头压型模具进行单独封头冲压，采取的是直接拍扁方式，封头结构虽简单，但是压型效果不好。如图1所示，传统工艺压型所得的封头，其存在左凸耳10和右凸耳20不一致的不足，即难于压型出对称效果；不仅压型粗糙，使得产品外形不美观；而且这样的封头结构直接影响与其他部件的连接，造成焊接时焊缝的密封性较差，使用时焊缝极其容易发生漏雨；以及波纹两端的封头处金属分布不均匀，存在多层板厚叠加焊接的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种改进封头结构的不锈钢波纹板及其加工工艺，特别适用于城轨车辆使用。

本发明所要解决的技术问题是提供结构美观、制作快捷、强度高、承载力大、实用性强的改进封头结构的不锈钢波纹板，不仅在封头的对称均匀性、产品的稳定性和密封性上，与传统措施比，都得到了很大程度上的改观；而且可避免多层板厚叠加焊接，有效防止焊缝漏雨现象的发生，与城轨车辆的其他部件结构可进行高效稳固的连接，极具有产业上的利用价值。

本发明所要解决的另一技术问题是提供工序简单、操作方便、安全可靠、自动化程度高的改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，不仅生产效率高、加工精度高，可加工出优质产品；而且所使用的冲压模具实现一次成型出波纹，降低设备成本，有效提高成型不锈钢波纹板的稳定性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种改进封头结构的不锈钢波纹板，包括平板本体，等间距平行分布于平板本体顶面并高出平板本体顶面的若干根波纹条。

其中，所述波纹条的径向截面为波浪形、由位于中间的一个波峰和位于波峰两侧相邻的对称分布的两个波谷所形成，依次包括左侧波谷段、中间波峰段和右侧波谷段；两个波谷均与平板本体顶面相连、并与波峰形成朝向平板本体底面开口的波浪形内腔；所述波纹条的轴向两端头均封闭、分别靠近平板本体的两侧边缘。

本发明进一步设置为：所述波纹板的中间波峰段为第一圆弧状曲线，所述左侧波谷段和右侧波谷段均为与中间波峰段的第一圆弧状曲线两端相外切的第二圆弧状曲线。

本发明进一步设置为：所述波纹板的中间波峰段为半圆弧曲线，所述左侧波谷段和右侧波谷段均为与中间波峰段的半圆弧曲线两端相外切的四分之一圆弧曲线；所述波纹条高出平板本体顶面的高度为中间波峰段的半圆弧曲线所对应圆半径。

本发明进一步设置为：所述平板本体和波纹条一体成型。

本发明还提供一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，包括以下步骤：

1)准备原料；

准备平板状的不锈钢材质的平板本体；

2)加工缺口；

启动生产传送链条，将平板本体输送入机床，在平板本体的两对侧的侧边缘，机加工出以平板本体中心轴线为中心线呈对称分布的两列缺口，每列缺口均包括沿着平板本体侧边缘等间距分布的若干个缺口，两列缺口自平板本体始端至末端按每一对称分布的两个缺口依次排序为第一排缺口、第二排缺口、第 三排缺口、……、第i排缺口，i≥1，i为自然数；

所述缺口的厚度为平板本体侧边缘的厚度，缺口的形状根据波纹条结构设计；

3)定位并首次同步冲压；

生产传送链条将机加工好缺口的平板本体输送入冲压模具，通过将平板本体的始端定位后，确保第一排缺口的中心线与定位模对准、第二排缺口的中心线与压型模对准；启动冲压模具，使得冲压过程中挤出的余料填充入受挤压变形的缺口，从而形成连续直线状的平板本体侧边缘，完成首次同步冲压出第一根波纹条和第二根波纹条；

第一排缺口的中心线和第二排缺口的中心线分别被冲压成第一根波纹条的波峰和第二根波纹条的波峰；

4)定位并依次单根冲压；

将冲压好第一根波纹条和第二根波纹条的平板本体始端按加工方向前移相邻波纹条间距、并进行重新定位，确保第二根波纹条与定位模对准重合、第三排缺口的中心线与压型模对准；启动冲压模具，使得冲压过程中挤出的余料填充入受挤压变形的缺口，实现第二根波纹条的定位、和等间距冲压出第三根波纹条；第三排缺口的中心线被冲压成第三根波纹条的波峰；

以此类推，按照缺口排序，依次冲压出波纹条，直至冲压完所有波纹条，实现波纹板一体成型加工；

5)输出波纹板；

生产传送链条将冲压完成的波纹板输出。

本发明加工工艺进一步设置为：所述波纹板的中间波峰段为半圆弧曲线，所述左侧波谷段和右侧波谷段均为与中间波峰段的半圆弧曲线两端相外切的四分之一圆弧曲线；所述波纹条高出平板本体顶面的高度为中间波峰段的半圆弧曲线所对应圆半径；所述缺口依次包括两端敞口的方形区和一端敞口的喇叭形区，所述喇叭形区的敞口端为喇叭开口端；所述喇叭形区的喇叭开口端与方形区的一敞口端相贯通，喇叭形区的尖端向平板本体内延伸，方形区的另一敞口端与平板本体的侧边处于同一平面、保持与外界相贯通。

本发明加工工艺进一步设置为：所述冲压模具包括模具基座，依次设置于 模具基座上的连接块和模具上体，以及依次设置于连接块两侧并与连接块顶面齐平的左工作台和右工作台；所述平板本体从左工作台输入、经连接块、从右工作台输出，形成自左工作台指向右工作台的加工方向。

其中，所述连接块和模具上体之间设置有平行分布的压型模和定位模，所述右工作台上设置有用于定位平板本体始端的侧定位件，所述定位模位于压型模和侧定位件之间。

而且，所述压型模包括设于模具上体底面的上压型模和设于连接块顶面的下压型模，所述上压型模和下压型模相匹配；所述定位模包括设于模具上体底面的上定位模和设于连接块顶面的下定位模，所述上定位模和下定位模相匹配；所述上压型模和上定位模均为结构相同的凹型模，所述下压型模与下定位模均为结构相同的凸型模；所述凹型模和凸型模相匹配后形成径向截面同波纹条的波浪形径向截面的冲压面。

本发明加工工艺进一步设置为：所述下定位模为垂直贯穿连接块底面、朝上延伸出连接块顶面的倒T字型凸型模，所述倒T字型凸型模通过螺栓贯穿T字双肩将下定位模连接于模具基座。

本发明加工工艺进一步设置为：所述压型模和定位模之间的间距可调，通过以压型模和定位模之间的中心线为中心，将模具基座、连接块和模具上体均进行分体设置，于中心分体处变更分体连接件来实现拉开式的间距扩大调节。

本发明加工工艺进一步设置为：所述右工作台沿加工方向开设有等间距分布的定位孔，所述侧定位件为贯穿右工作台上的定位孔进行定位的锁紧螺栓。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、通过工序简单、操作方便、安全可靠、自动化程度高的改进型加工工艺进行生产制作，可制得结构美观、强度高、承载力大、实用性强的不锈钢波纹板，与传统工艺措施相比，在波纹两端封头的对称均匀性、产品的稳定性和密封性上，都得到了很大程度上的改观。

2、改进封头结构的不锈钢波纹板可实现与城轨车辆的其他部件结构进行高效稳固的连接，避免多层板厚叠加焊接，有效防止焊缝漏雨现象的发生。

3、本发明提供的加工工艺，生产效率高、加工精度高，可加工出优质产品；其中所使用的冲压模具可实现一次冲压成型出波纹，设备成本较低，成型 的不锈钢波纹板稳定性好。

上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为传统不锈钢波纹板的封头结构的示意图；

图2为本发明不锈钢波纹板的俯视结构示意图；

图3为本发明不锈钢波纹板的正视结构示意图；

图4为本发明不锈钢波纹板的侧视结构剖示图；

图5为本发明加工工艺中加工缺口的结构示意图；

图6为图5中局部A的放大示意图；

图7为本发明加工工艺中所用冲压模具的结构剖示图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图2、图3及图4所示，一种改进封头结构的不锈钢波纹板，包括一体成型的平板本体1和波纹条2，所述波纹条2为若干根、等间距平行分布于平板本体1顶面并高出平板本体1顶面；所述波纹条2的轴向两端头均封闭、分别靠近平板本体1的两侧边缘。

如图4所示，所述波纹条2的径向截面为波浪形、由位于中间的一个波峰21和位于波峰21两侧相邻的对称分布的两个波谷22所形成，依次包括左侧波谷段23、中间波峰段24和右侧波谷段25；两个波谷22均与平板本体1顶面相连、并与波峰21形成朝向平板本体1底面开口的波浪形内腔26。

可根据加工需要，设计出适应性的波浪形；如图4所示，其中的中间波峰段24为半圆弧曲线，左侧波谷段23和右侧波谷段25均为与中间波峰段24的半圆弧曲线两端相外切的四分之一圆弧曲线；而且波纹条2高出平板本体1顶面的高度设计为中间波峰段24的半圆弧曲线所对应的圆半径。

本发明还提供一种制作上述改进封头结构的不锈钢波纹板所采用的加工工艺，包括以下步骤：

1)准备原料；

准备平板状的不锈钢材质的平板本体1。

2)加工缺口；

启动生产传送链条，将平板本体1输送入机床，在平板本体1的两对侧的侧边缘，机加工出以平板本体1中心轴线为中心线呈对称分布的两列缺口3，如图5所示，每列缺口3均包括沿着平板本体1侧边缘等间距分布的若干个缺口3，两列缺口3自平板本体1始端至末端按每一对称分布的两个缺口3依次排序为第一排缺口31、第二排缺口32、第三排缺口33、……、第i排缺口34，i≥1，i为自然数。

所述缺口3的厚度为平板本体1侧边缘的厚度，而缺口3的形状需要根据波纹条2结构进行相应设计；制作上述图4所示的不锈钢波纹板，可采取加工出如图6所示的缺口形状。

如图6所示，所述缺口3依次包括两端敞口的方形区35和一端敞口的喇叭形区36，所述喇叭形区36的敞口端为喇叭开口端；所述喇叭形区36的喇叭开口端与方形区35的一敞口端相贯通，喇叭形区36的尖端向平板本体1内延伸，方形区35的另一敞口端与平板本体1的侧边处于同一平面、保持与外界相贯通。

3)定位并首次同步冲压；

生产传送链条将机加工好缺口的平板本体1输送入如图7所示的冲压模具，实现定位并首次同步冲压出第一根波纹条27和第二根波纹条28。

如图7所示，所述冲压模具包括模具基座4，依次设置于模具基座4上的连接块5和模具上体6，以及依次设置于连接块5两侧并与连接块5顶面齐平的左工作台51和右工作台52；所述平板本体1从左工作台51输入、经连接块5、从右工作台52输出，形成自左工作台51指向右工作台52行进的如图中箭头所示的加工方向。

所述连接块5和模具上体6之间设置有平行分布的压型模7和定位模8，所述右工作台52上设置有用于定位平板本体1始端的侧定位件9，所述定位模8位于压型模7和侧定位件9之间。

所述压型模7包括设于模具上体6底面的上压型模71和设于连接块5顶面的下压型模72，所述上压型模71和下压型模72相匹配；所述定位模8包括设于模具上体6底面的上定位模81和设于连接块5顶面的下定位模82，所述 上定位模81和下定位模82相匹配。

所述上压型模71和上定位模81均为结构相同的凹型模，所述下压型模72与下定位模82均为结构相同的凸型模；所述凹型模和凸型模相匹配后形成径向截面同波纹条的波浪形径向截面的冲压面。

冲压过程为，将平板本体1的始端通过侧定位件9定位后，确保第一排缺口31的中心线与定位模8对准、第二排缺口32的中心线与压型模7对准；启动冲压模具，使得冲压过程中挤出的余料填充入受挤压变形的缺口3，从而形成连续直线状的平板本体1侧边缘，完成首次同步冲压出如图2所示的第一根波纹条27和第二根波纹条28；而第一排缺口31的中心线和第二排缺口32的中心线分别被冲压成第一根波纹条27的波峰和第二根波纹条28的波峰。

4)定位并依次单根冲压；

将冲压好第一根波纹条27和第二根波纹条28的平板本体1始端按加工方向前移相邻波纹条间距、并通过侧定位件9进行重新定位，确保第二根波纹条28与定位模8对准重合、第三排缺口33的中心线与压型模7对准；启动冲压模具，使得冲压过程中挤出的余料填充入受挤压变形的缺口3，实现第二根波纹条28的定位、和等间距冲压出如图2所示的第三根波纹条29；第三排缺口33的中心线被冲压成第三根波纹条29的波峰。

以此类推，按照缺口3排序，依次冲压出波纹条2，直至冲压完所有波纹条2，实现波纹板一体成型加工。

5)输出波纹板；

生产传送链条将冲压完成的波纹板输出。

进一步的，如图7所示，所述下定位模82为垂直贯穿连接块5底面、朝上延伸出连接块5顶面的倒T字型凸型模，所述倒T字型凸型模通过螺栓83贯穿T字双肩将下定位模82连接于模具基座4。

进一步的，如图7所示，所述压型模7和定位模8之间的间距可调，通过以压型模7和定位模8之间的中心线为中心，将模具基座4、连接块5和模具上体6均进行分体设置，于中心分体处变更分体连接件40来实现拉开式的间距扩大调节。

进一步的，如图7所示，所述右工作台52沿加工方向开设有等间距分布 的定位孔90，所述侧定位件9为贯穿右工作台51上的定位孔90进行定位的锁紧螺栓。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。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)

1.一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备原料；

准备平板状的不锈钢材质的平板本体；

2)加工缺口；

启动生产传送链条，将平板本体输送入机床，在平板本体的两对侧的侧边缘，机加工出以平板本体中心轴线为中心线呈对称分布的两列缺口，每列缺口均包括沿着平板本体侧边缘等间距分布的若干个缺口，两列缺口自平板本体始端至末端按每一对称分布的两个缺口依次排序为第一排缺口、第二排缺口、第三排缺口、……、第i排缺口，i≥1，i为自然数；

所述缺口的厚度为平板本体侧边缘的厚度，缺口的形状根据波纹条结构设计；

3)定位并首次同步冲压；

生产传送链条将机加工好缺口的平板本体输送入冲压模具，通过将平板本体的始端定位后，确保第一排缺口的中心线与定位模对准、第二排缺口的中心线与压型模对准；启动冲压模具，使得冲压过程中挤出的余料填充入受挤压变形的缺口，从而形成连续直线状的平板本体侧边缘，完成首次同步冲压出第一根波纹条和第二根波纹条；

第一排缺口的中心线和第二排缺口的中心线分别被冲压成第一根波纹条的波峰和第二根波纹条的波峰；

4)定位并依次单根冲压；

将冲压好第一根波纹条和第二根波纹条的平板本体始端按加工方向前移相邻波纹条间距、并进行重新定位，确保第二根波纹条与定位模对准重合、第三排缺口的中心线与压型模对准；启动冲压模具，使得冲压过程中挤出的余料填充入受挤压变形的缺口，实现第二根波纹条的定位、和等间距冲压出第三根波纹条；第三排缺口的中心线被冲压成第三根波纹条的波峰；

以此类推，按照缺口排序，依次冲压出波纹条，直至冲压完所有波纹条，实现波纹板一体成型加工；

5)输出波纹板；

生产传送链条将冲压完成的波纹板输出；

所述波纹板，包括平板本体，等间距平行分布于平板本体顶面并高出平板本体顶面的若干根波纹条；

所述波纹条的径向截面为波浪形、由位于中间的一个波峰和位于波峰两侧相邻的对称分布的两个波谷所形成，依次包括左侧波谷段、中间波峰段和右侧波谷段；两个波谷均与平板本体顶面相连、并与波峰形成朝向平板本体底面开口的波浪形内腔；

所述波纹条的轴向两端头均封闭、分别靠近平板本体的两侧边缘。

2.根据权利要求1所述的一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，其特征在于：所述波纹板的中间波峰段为半圆弧曲线，所述左侧波谷段和右侧波谷段均为与中间波峰段的半圆弧曲线两端相外切的四分之一圆弧曲线；所述波纹条高出平板本体顶面的高度为中间波峰段的半圆弧曲线所对应圆半径；

所述缺口依次包括两端敞口的方形区和一端敞口的喇叭形区，所述喇叭形区的敞口端为喇叭开口端；所述喇叭形区的喇叭开口端与方形区的一敞口端相贯通，喇叭形区的尖端向平板本体内延伸，方形区的另一敞口端与平板本体的侧边处于同一平面、保持与外界相贯通。

3.根据权利要求1所述的一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，其特征在于：所述冲压模具包括模具基座，依次设置于模具基座上的连接块和模具上体，以及依次设置于连接块两侧并与连接块顶面齐平的左工作台和右工作台；所述平板本体从左工作台输入、经连接块、从右工作台输出，形成自左工作台指向右工作台的加工方向；

所述连接块和模具上体之间设置有平行分布的压型模和定位模，所述右工作台上设置有用于定位平板本体始端的侧定位件，所述定位模位于压型模和侧定位件之间；

所述压型模包括设于模具上体底面的上压型模和设于连接块顶面的下压型模，所述上压型模和下压型模相匹配；所述定位模包括设于模具上体底面的上定位模和设于连接块顶面的下定位模，所述上定位模和下定位模相匹配；

所述上压型模和上定位模均为结构相同的凹型模，所述下压型模与下定位模均为结构相同的凸型模；所述凹型模和凸型模相匹配后形成径向截面同波纹条的波浪形径向截面的冲压面。

4.根据权利要求3所述的一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，其特征在于：所述下定位模为垂直贯穿连接块底面、朝上延伸出连接块顶面的倒T字型凸型模，所述倒T字型凸型模通过螺栓贯穿T字双肩将下定位模连接于模具基座。

5.根据权利要求3所述的一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，其特征在于：所述压型模和定位模之间的间距可调，通过以压型模和定位模之间的中心线为中心，将模具基座、连接块和模具上体均进行分体设置，于中心分体处变更分体连接件来实现拉开式的间距扩大调节。

6.根据权利要求3所述的一种改进封头结构的不锈钢波纹板的加工工艺，其特征在于：所述右工作台沿加工方向开设有等间距分布的定位孔，所述侧定位件为贯穿右工作台上的定位孔进行定位的锁紧螺栓。