一种高强度钢制锚垫板及其制作方法与流程

本发明涉及一种锚垫板及其制作方法，特别涉及一种高强度钢制锚垫板及其制作方法。

背景技术：

目前，预应力桥梁使用的锚垫板，其材质主要为铸铁件，铸铁件锚垫板的材质主要是ht200的灰口铸铁，其强度比较低，只有200mpa。同时，铸铁件的表面质量也比较差，不但内部存在着少量的气孔，还含有一些其他的杂质，这都严重降低了其使用的性能。另外，铸造业作为一个高能耗的产业，其生产的效率不但较低，在不能满足市场需求的同时，还严重的污染了坏境。为此，我们需要开辟一条新的道路，以达到市场的广泛需求。

还有，锚垫板作为预应力拉索的一个重要的组件，与之相连接的是工作锚板和波纹管。波纹管的材质种类主要有两种，金属波纹管和塑料波纹管。对于同一种规格的锚垫板，由于其锚垫板口的尺寸已确定，在与波纹管相连接时就存在了局限性，即只能连接相同口径的波纹管。由于塑料波纹管和金属波纹管的壁厚不同，所以造成了相同规格下，两者的外径不同，所以一种锚垫板只能与一种材质的波纹管相连，即只能与金属波纹管或者塑料波纹管相连，不能两者互换。而在实际应用中，我们需要锚垫板不仅能与金属波纹管相配套使用，还能与塑料波纹管相配套使用，为了达到这个要求，就需要在锚垫板与波纹管之间连接一个连接头（如图14、图15所示），故现有结构的锚垫板在与波纹管的连接上还存在使用不够方便的缺点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种高强度钢制锚垫板及其制作方法，该锚垫板强度高，塑性好，可与多种口径的波纹管进行对接，且制作方法是采用冲压模具冲压成型，具有精度高，表面质量好，外形美观等特点，解决了上述现有技术存在的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种高强度钢制锚垫板，包括钢制底板和钢制管体，所述的钢制底板一端面上设置有用于包住钢制管体端口的连接凹槽，另一端面上设置有锚板安装槽，钢制底板开有供钢绞线穿入的中心通孔，中心通孔一侧的钢制底板上还开有灌浆孔，中心通孔和灌浆孔均位于连接凹槽内，中心通孔与锚板安装槽连通，所述的钢制管体一端为波纹管连接端，另一端为底板连接端，钢制管体的波纹管连接端为喇叭口状，底板连接端的形状与底板连接凹槽的形状相同并连接在连接凹槽内，即底板连接端的管壁与底板连接凹槽的边缘固定连接，中心通孔和灌浆孔均与钢制管体连通。

所述的钢制管体是20号钢的无缝钢管。

本发明的另一技术方案是：一种高强度钢制锚垫板的制作方法，包括以下步骤：

（1）选择合适的无缝钢管，按需要的尺寸剪切出钢管毛坯；

（2）将钢管毛坯进行初次挤压，使钢管毛坯两端形成对称的喇叭口形状，得到管体半成品；

（3）将管体半成品进行二次挤压，使管体半成品的与钢制底板连接的一端进一步扩大形成能包住钢制底板中心通孔和灌浆孔的形状，得到钢制管体；

（4）用冲床将钢板冲压成型得到钢制底板，该钢制底板具有用于包住钢制管体端口的连接凹槽、供钢绞线穿入的中心通孔、灌浆孔和锚板安装槽，灌浆孔位于中心通孔的一侧，中心通孔和灌浆孔均位于连接凹槽内，中心通孔与锚板安装槽连通，连接凹槽位于钢制底板的一端面，锚板安装槽位于钢制底板的另一端面；

（5）将钢制管体与钢制底板连接的一端与钢制底板的连接凹槽边缘焊接，打磨后得到钢制锚垫板。

步骤（2）中初次挤压使用冲压模具ⅰ，冲压模具ⅰ包括对称的上模和下模，上模和下模均包括有用于钢管毛坯端部形成喇叭口的挤压件；初次挤压时，将钢管毛坯放置在上模和下模之间的挤压件上，通过挤压设备挤压将钢管毛坯两端形成对称的喇叭口形状。

步骤（3）中二次挤压使用冲压模具ⅱ，冲压模具ⅱ包括凹模、凸模、底部定位块和安装在底部定位块上的凹模导向块，所述的凹模是由两块分离的半凹模组成，二次挤压时，将管体半成品放置在底部定位块上并通过凹模固定，通过挤压设备挤压，凸模和凹模闭合，使管体半成品与钢制底板连接的一端进一步扩大形成能包住钢制底板中心通孔和灌浆孔的形状。

二次挤压的具体步骤为：

（1）冲压模具ⅱ完全打开，即两块半凹模分离，凸模凹模分离；

（2）将管体半成品放置在底部定位块上；

（3）两块半凹模闭合压紧管体半成品；

（4）凸模下压，凸模和凹模开始闭合，二次挤压行程开始；

（5）凸模和凹模完全闭合，使管体半成品与钢制底板连接的一端进一步扩大形成能包住钢制底板中心通孔和灌浆孔的形状，二次挤压完成，得到钢制管体；

（6）凸模上移，两块半凹模分离，冲压模具ⅱ完全打开，即可取出钢制管体。

步骤（1）是选用20号钢的无缝钢管。

步骤（4）的钢板选用q235钢板。

该方法还包括有步骤（6），将步骤（5）得到的钢制锚垫板检测修复，喷涂油漆后得到成品。

本发明锚垫板是通过焊接的方式，将锚垫板的喇叭状钢制管体和锚垫板的底板焊接成整体，其具有以下有益效果：

1、本发明是采用钢材料制作，钢制底板采用的是gb/t700-2006《碳素结构钢》q235钢板冲压而成，钢板的屈服强度235mpa，抗拉强度500mpa，相比常规铸铁锚垫板的抗拉强度200mpa要高出很多。钢制管体选用的钢材是gb/t8163-1999《输送流体用无缝钢管》20#钢的无缝钢管，抗拉强度550mpa其强度高，塑性好，具有良好的物理化学性能，在极端条件下依然能正常工作。按照gb/t14370-2015《预应力筋用锚具、夹具和连接器》中规定的锚固区传力性能方法检测，本发明锚垫板的强度能够达到1.4fptk（指钢绞线的公称抗拉强度）混凝土构件才破坏，该标准要求是1.1fptk。

2、本发明锚垫板因为其特殊的喇叭口形状，使其可与多种口径的波纹管进行对接，不管是与金属波纹管，还是与塑料波纹管，只要波纹管的口径变化范围不超过喇叭口的最大口径，就可以正常的连接（如图4、图5所示），不需要像现在铸造型锚垫板那样额外的增加一个连接头。

3、本发明锚垫板是由冲压模具冲压成型的，其精度等级由冲压模具的精度等级来决定，具有精度高，表面质量好，外形美观等特点。这种加工方法加工出来的锚垫板具有合格率较高，质量较好等优点，比铸造型锚垫板更加获得消费者的信赖，具有良好的市场前景。

4、本发明的材料利用率极高，能耗相对较少，对环境污染也少，是一种低污染的绿色生产模式。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种高强度钢制锚垫板及其制作方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明之一种高强度钢制锚垫板结构示意图。

图2：本发明之钢制管体主视剖视图。

图3：本发明之钢制底板俯视图。

图4：本发明与金属波纹管连接示意图。

图5：本发明与塑料波纹管连接示意图。

图6：本发明采用的冲压模具ⅰ使用状态图。

图7：本发明初次挤压后得到管体半成品结构示意图。

图8：图7的左视图。

图9：本发明采用的冲压模具ⅱ使用状态图。

图10：本发明二次挤压后得到的钢制管体俯视图。

图11：本发明二次挤压后得到的钢制管体主视剖视图。

图12：本发明二次挤压后得到的钢制管体仰视图。

图13：本发明二次挤压流程图。

图14：现有铸造型锚垫板与金属波纹管连接示意图。

图15：现有铸造型锚垫板与塑料波纹管连接示意图。

图中：1-钢制底板，11-连接凹槽，12-中心通孔，13-灌浆孔，2-钢制管体，21-波纹管连接端，22-底板连接端，3-冲压模具ⅰ，31-上模，32-下模，33-挤压件，34-导柱，4-冲压模具ⅱ，41-凹模，411-半凹模，42-凸模，43-凹模导向块，44-底部定位块。

a1表示金属波纹管，a2表示塑料波纹管，a3表示现有铸造型锚垫板，a4表示连接头，p表示管体半成品。

具体实施方式

实施例1：一种高强度钢制锚垫板，如图1-图3所示，包括钢制底板1和钢制管体2，所述的钢制底板一端面上设置有用于包住钢制管体端口的连接凹槽11，另一端面上设置有锚板安装槽14，钢制底板开有供钢绞线穿入的中心通孔12，中心通孔一侧的钢制底板上还开有灌浆孔13，中心通孔和灌浆孔均位于连接凹槽11内，中心通孔与锚板安装槽连通，所述的钢制管体2一端为波纹管连接端21，另一端为底板连接端22，钢制管体的波纹管连接端为喇叭口状，底板连接端的形状与底板连接凹槽的形状相同并连接在连接凹槽内，即底板连接端的管壁与底板连接凹槽的边缘固定连接，钢制管体2将中心通孔和灌浆孔包在其内部，中心通孔和灌浆孔均与钢制管体连通。

实施例1中，所述的钢制管体是20号钢的无缝钢管。作为一种变换，还可以采用强度符合要求的其他钢制材料。

实施例2：一种高强度钢制锚垫板的制作方法，包括以下步骤：

（1）选择合适的无缝钢管，按需要的尺寸剪切出钢管毛坯；

（2）将钢管毛坯进行初次挤压，使钢管毛坯两端形成对称的喇叭口形状，得到管体半成品；

（3）将管体半成品进行二次挤压，使管体半成品的与钢制底板连接的一端进一步扩大形成能包住钢制底板中心通孔和灌浆孔的形状，得到钢制管体2；钢制管体与钢制底板连接端的形状为圆形的一侧凸出有近似半椭圆形的不规则形状（如图12所示）；

（4）用冲床将钢板冲压成型得到钢制底板1，该钢制底板具有用于包住钢制管体端口的连接凹槽11、供钢绞线穿入的中心通孔12、灌浆孔13和锚板安装槽14，灌浆孔位于中心通孔的一侧，中心通孔和灌浆孔均位于连接凹槽11内，中心通孔与锚板安装槽连通，连接凹槽位于钢制底板的一端面，锚板安装槽位于钢制底板的另一端面；连接凹槽11的形状和钢制管体与钢制底板连接端的形状相同；

（5）将钢制管体2与钢制底板连接的一端与钢制底板1的连接凹槽11边缘焊接，打磨后得到钢制锚垫板。

实施例2中，还包括有步骤（6），将步骤（5）得到的钢制锚垫板检测修复，喷涂油漆后得到成品。

实施例2中，步骤（1）是选用20号钢的无缝钢管。作为一种变换，还可以采用强度符合要求的其他钢制材料的无缝钢管。

步骤（4）的钢板选用q235钢板。作为一种变换，还可以采用强度符合要求的其他钢制材料的钢板。

实施例2中，步骤（2）中初次挤压使用冲压模具ⅰ3，冲压模具ⅰ包括对称的上模31和下模32，上模和下模均包括有用于钢管毛坯端部形成喇叭口的挤压件33，挤压件是直径逐渐增大的圆台形状；初次挤压时，将钢管毛坯放置在上模和下模之间的挤压件上，通过挤压设备挤压将挤压件33挤入钢管毛坯两端，使钢管毛坯两端形成对称的喇叭口形状，如图6-图8所示。

实施例2中，步骤（3）中二次挤压使用冲压模具ⅱ4，冲压模具ⅱ包括凹模41和凸模42、底部定位块44和安装在底部定位块上的凹模导向块43，所述的凹模是由两块分离的半凹模411组成，二次挤压时，将管体半成品放置在底部定位块上并通过凹模固定，通过挤压设备挤压，凸模和凹模闭合，使管体半成品与钢制底板连接的一端进一步扩大形成能包住钢制底板中心通孔和灌浆孔的形状，如图9-图12所示。

实施例2中，二次挤压的具体步骤为（参见图13）：

（1）冲压模具ⅱ完全打开，即两块半凹模分离，凸模凹模分离（参见图13a）；

（2）将管体半成品放置在底部定位块上（参见图13b）；

（3）两块半凹模闭合压紧管体半成品（参见图13c）；

（4）凸模下压，凸模和凹模开始闭合，二次挤压行程开始（参见图13d）；

（5）凸模和凹模完全闭合，使管体半成品与钢制底板连接的一端进一步扩大形成能包住钢制底板中心通孔和灌浆孔的形状，二次挤压完成，得到钢制管体（参见图13e）；

（6）凸模上移，两块半凹模分离，冲压模具ⅱ完全打开，即可取出钢制管体。