预制构件厂模具设计制作与管理.docx

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预制构件厂模具设计制作与管理

预制构件厂模具设计制作与管理

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20xx年xx月

一、装配式剪力墙结构的特点

1.品质均一：

由于构件在工厂采用钢模具生产，并且都是水平作业，易严格控制产品质量，可得到品质均一且安定的构件产品。

2.量化生产：

根据构件的标准化规格化，实现批量生产。

3.缩短工期：

住宅类建筑，主要构件均可以在工厂生产到现场组装，熟练后可大大缩短工期。

4.施工精度：

预制构件误差可控制在2m左右，可实现设备、窗框等部件的精确安装。

二、预制构件的设计要点

1.采用装配式结构的建筑设计要实现构件标准化，构件组合多样化

2.在满足建筑和结构要求的同时，尽量使预制构件加工简单，安装方便，便于运输。

3.在拆分设计时，对于有造型的部位，应考虑模具的加工工艺，使成本降到最低。

如尽量避免突出的造型、叠合板四周的倒角是否有必要等。

三、预制构件模具制作要点

1.模具加工计划

根据图纸信息，统计出构件的类型和数量，结合施工工期，合理安排模具加工计划。

模具应包含所有的预埋件，可直接用于生产

模具加工计划中要有模具布置平面图及使用要求。

2模具设计的一般规定

混凝土预制构件模具以钢模为主，面板主材选用Q235钢板，支撑结构可选型钢或者钢板，规格可根据模具形式选择，应满足以下要求：

1模具应具有足够的承载力、刚度和稳定性，保证在构件生产时能可靠承受浇筑混凝土的重量、侧压力及工作荷载

2模具应支、拆方便，且应便于钢筋安装和混凝土浇筑、养护

3模具的部件与部件之间应连接牢固；预制构件上的预埋件均应有可靠固定措施。

3模具设计体系

现有的模具的体系可分为：

可采用独立式模具和大底模式模具（即底模可公用，只加工侧模具）。

独立式模具用钢量较大，适用于构件类型较单一且重复次数多的项目。

大底模式模具只需制作侧边模具，底模还可以在其他工程上重复使用，但位置较为固定，不宜频繁挪动。

4.主要模具类型：

底模（平台）、叠合楼板模具、阳台板模具、楼梯模具、内墙板模具和外墙板模具等。

①底模设计要点：

面板根据楼层高度和构件长度，宜选用整块的钢板。

每个底模上布置不宜超过3块构件，据此选择底模长度，宽度有建筑层高决定。

对于板面要求不严格的，可采用拼接钢板的形式，但需注意拼缝的处理方式。

底模支撑结构可选用工字钢或槽钢，为了防止焊接变形，底模最好设计成单向板的形式，面板一般选用10mm钢板。

底模使用时，需固定在平整的基础上，定位后的操作高度不宜超过500mm。

底模加工及使用要点：

①根据构件的规格和生产模式选择不同大小的钢底模。

②钢底模设计时，应充分考虑其周转次数。

加工时，应制定合理的焊接工艺，防止变形。

③采用固定式生产的，钢底模会被多次吊运，故需考虑合适的定位方式，保证其整体性。

②外墙板模具设计要点：

北京地区的外墙板一般采用三明治结构，即结构层（200mm）+保温层（50mm）+保护层（60m）。

此类墙板可采用正打或反打工艺。

建筑对外墙板的平整度要求很高，如果采用正打工艺，无论是人工抹面还是机器抹面，都不足以达到要求的平整度，对后期施工较为不利。

但是正打工艺，有利于预埋件的定位，操作工序也相对简单。

可根据工程的需求，选择不同的工艺。

本文主要介绍反打工艺为主的模具。

根据浇注顺序，将模具分为两层，第一层为保护层+保温层，第二层为结构层。

第一层模具作为第二层的基础，所以在第一层的连接处需要加固。

第二层的结枃层模具同内墙板模具形式。

结构层模具的定位螺栓较少，故需要增加拉杆定位，防止涨模。

外墙板和内墙板模具使用要点

①构件三面都有外漏钢筋，侧模处需开对应的豁口，数量较多，拆模困难。

外漏钢筋的处理形式如下图。

（用于固定式和流水线模式）

②套简可采用套简固定件精确定位，利用橡胶圆塞对套简钢筋进行定位。

③墙板模板面的线盒可用线盒固定件精确定位，抹光面的线盒建议采用与钢筋骨架固定的模式

③楼梯模具设计要点：

楼梯模具可分为卧式和立式两种模式，卧式模具占用场地，需要压光的面积较大，构件需多次翻转。

故推荐设计为立式楼梯模具。

重点为楼梯踏步的处理，由于踏步成波浪形，钢板折弯后拼接，拼缝的位置宜放在既不影响构件效果又便于操作的位置（如下图）拼缝的处理可采用焊接或冷拼接工艺。

都需要特别注意拼缝处的密封性，严禁出现漏浆现象。

④阳台板模具设计要点：

为了体现建筑立面效果，一般住宅建筑的阳台板设计为异性构件。

构件的四周都设计了反边（如下图），导致不能利用大底模生产。

可设计为独立式的模具，根据构件数量，选择模具材料。

首先考虑构件脱模的问题，在不影响构件功能的前提下，可适当留出脱模斜度（10车右）当构件高度较大时，应重点考虑侧模的定位和刚度问题，必要时增设斜支撵。

阳台模具的使用要点：

阳台构件上的装饰构件较多，需要的预埋件就很多，使用时特别注意埋件的定位及数量。

⑤叠合楼板模具设计要点：

根据叠合楼板高度，可选用相应的角铁作为边模，当楼板四边有倒角时，可在角铁上后焊一块折弯后的钢板，由于角铁组成的边模上开了许多豁口，导致长向的刚度不足，故沿长向可分若干段，以每段15-25m为直。

侧模上还需设加强肋板，间距为400500mm。

使用要点：

①叠合板中最重要的埋件线盒，采用线盒固定件精确定位

②采用玻璃钢组合形式边模，配有压杠可有效防止钢筋网片上浮，以保证钢筋保护层，如下图。

四、预制构件工厂模具管理的要点

模具是PC构件生产的重要组成部分，构件的生产离不开模具，模具设计、加工的好坏直接影响到模具的寿命、构件的生产效率、构件的生产成本等。

因此模具的管理是预制构件生产的核心内容，根据自身工作经历对模具规划、设计、使用和维护简要总结如下：

1、模具规划

收到PC构件制作图纸后，进行模具规划时，应思考以下内容。

1）模具套数

影响模具数量因素有：

构件形状类型、生产工期、工厂配置；不同类型的构件模具基本上不能共用（墙板和楼梯不能共用），同类型构件不同形状的模具共用可能性也相对较低，但可通过模具组合变化实现共用（不同宽度的梁可以通过万用梁模实现共用）；项目的构件类型少、形状统一可以大量减少模具套数，因此构件类型和形状是影响模具套数的重要因素。

生产工期也是影响模具套数的重要因素，项目工期紧或者工期缩短，构件供应要满足现场进度要求，在没有蒸汽养护的情况下就必须采用增加模具套数的方法加快生产节奏。

工厂配置包含多方面因素：

模台数量、行车数量、吊具数量、布料机数量、鱼雷罐数量、搅拌站生产能力、罐车、平板车、堆场面积等等，以上任何一个因素都会影响生产从而影响模具。

2）构件断面类型

构件断面类型如预制梁、预制柱、预制楼梯等构件，断面类型是影响模具规划的主要因素。

因此在模具规划时先要统计构件类型数量，断面类型，进行分类，考虑不同构件断面类型的共同点，结合项目生产周期，进行组合变化，确定模具种类和数量（梁、柱主要考虑因素断面尺寸，叠合板、墙板考虑出筋和板片尺寸，楼梯和阳台板等模具唯一性的概率很大）。

3）模具摆放位置、生产动线考虑

模具规划时必须要考虑模具进厂后的生产摆放位置，摆放的区域，行车、鱼雷罐、布料机等设备是否可以正常运行生产，摆放的位置是否影响生产动线。

假设车间条件有限，某类型的构件生产必须在特定区域，但是常规模具形式会影响生产，这时在模具规划时就需要对模具构造或者组合进行调整；比如剪刀梯，因为长度大，车间内没有位置摆放剪刀梯模具，只能在固定模台上生产时，那么楼梯模具就必须不带底座。

模具摆放位置、生产动线因素大概有：

行车起吊能力和行走范围、布料机的下料口高度、轨道高度和长度、车行通道宽度等工艺参数。

4）模具成本

模具是否再利用，再利用的模具加工制作成本高，不在利用可以采用简易成本低的模具。

除以上因素外，在模具规划时还要考虑模具的生产施工性、PC构件精度要求、生产排程、模具的专用或公用性和模具供应商的供货能力。

2、模具设计

模具设计是构件生产至关重要的环节，直接影响构件生产成本高低、生产效率、生产质量等。

因此在生产准备阶段模具设计图纸审核确认是一项不可或缺的阶段。

1）模具设计考虑因素

模具设计应在深化设计图纸完善的基础上进一步进行的设计工作，应考虑施工过程中装拆模的可行性，预埋构件位置或KEY模是否与模具型钢支撑位置相冲突等因素。

预制构件模具设计需要考虑以下几个方面的内容：

2）使用次数和成本控制

模具的使用次数直接影响构件的制造成本，所以在设计时就应该考虑给予模具合理的刚度，增加模具的周转次数。

保证在一个项目中不会因为模具刚度不够二次追加模具或增加维修费用。

3）方便模具加工生产和模具运输

目前我们不具备模具加工生产能力，这方面内容主要是模具加工工厂考虑的因素。

4）方便构件制作，即施工性

模具最终是为构件生产服务，所以模具设计人员一定要懂得构件生产工艺，如不懂得生产工艺，设计出来的模具最多只能说很好的实现模具刚度、尺寸，但不一定符合构件生产工艺。

模具影响生产效率的主要体现在装、拆模两道工序，所以在设计时必须要考虑以下几点:

a.在保证模具精度的情况下减少装、拆模时间；

b.保证拆模过程中构件不损坏前提下方便工人脱模，比如说在不影响构件结构受力的情况下适当设计脱模角度；

c.设计时就要考虑工作平台，保证工人安全作业。

这些都是在掌握了生产工艺前提下，才能考虑各个方面的问题设计出合理的模具。

5）公用性（后续项目能否再度利用）

目前我们工厂的异形构件楼梯、梁和阳台板的旧模具剩余很多，这说明模具的公用性非常低，主要原因还是前端设计无法将这种通用的预制构件标准模数化，造成模具成本的大量增加。

为此经过思考，为了减低模具成本，提高模具的公用性，我们可以在模具规划时打破传统思路，比如：

楼梯模具不需要加工焊接成一体，楼梯模具的背板、端板、底座等做成可拆卸组合式的楼梯模具，后期可以通过更换部分模具配件来组成新模具，提高旧模具的利用机会。

6）模具使用寿命

一般来说钢模的周转使用次数在60-200次之间。

7）模具设计的一般规定

PC预制构件模具以钢模为主，面板主材选用Q235钢板，支撑结构可选型钢或者钢板，规格可根据模具形式选择，应满足以下要求：

1.模具应具有足够的承载力、刚度和稳定性，保证在构件生产时能可靠承受浇筑混凝土的重量、侧压力及工作荷载。

2.模具应支、拆方便，且应便于钢筋安装和混凝土浇筑、养护。

3.模具的部件与部件之间应连接牢靠；预制构件上的预埋件均应有可靠固定措施。

叠合板模具设计要点

根据叠合楼板高度，可选用相应的角铁作为边模，当楼板四边有倒角时，可在角铁上后焊一块折弯后的钢板。

由于角铁组成的边模上开了许多豁口，导致长向的刚度不足，故沿长向可分若干段，以每段1.5~2.5m为宜。

侧模上还需设加强肋板，间距为400-500mm。

阳台板模具设计要点

为了体现建筑立面效果，一般住宅建筑的阳台板设计为异形构件。

构件的四周都设计了反边，导致不能利用大底模生产·、可设计为独立式的模具，根据构件数量，选择模具材料。

首先考虑构件脱模的问题，在不影响构件功能的前提下，可适当留出脱模斜度（1/10左右）。

当构件高度较大时，应重点考虑侧模的定位和刚度问题。

楼梯模具设计要点

楼梯模具可分为卧式和立式两种模式，卧式模具占用场地，需要收光的面积较大，构件需多次翻转。

故建议设计为立式楼梯模具。

重点为楼梯踏步的处理，由于踏步成波浪形，钢板需折弯后拼接，拼缝的位置宜放在既不影响构件效果又便于操作的位置，拼缝的处理可采用焊接或冷拼接工艺。

都需要特别注意拼缝处的密封性，严禁出现漏浆现象。

边模定位方式设计要求

边模与大底模通过螺栓连接，为了快速拆卸，宜选用M12的粗牙螺栓。

在每个边模上设置3-4个定位销，以更精确地定位。

连接螺栓的间距控制在500-600mm为宜，定位销间距不宜超过1500mm。

预埋件定位设计要求

预制混凝土构件预埋件较多，且精度要求很高,需在模具上精确定位，有些预埋件的定位在大底模上完成，有些预埋件不与底模接触需要通过靠边模支撑的吊模完成定位。

吊模要求拆卸方便，定位唯一，以坊止错用。

模具加固设计要点

对模具使用次数必须有一定的要求，故有些部位必须要加强，一般通过肋板解决。

当肋板不足以解决时可把每个肋板连接起来，以增强整体刚度。

（如叠合板模具如果是定型不动模具加固与变化模具加固密度不同。

）

3、模具使用管理

模具是PC构件生产的重要组成部分，构件的生产离不开模具，模具的好坏直接影响到模具的寿命、构件的生产效率和构件的生产成本等，因此模具使用管理尤为重要。

模具验收主要事项

新加工或修改的钢模具由项目组、制造组会同物资设备部进行验收，验收结果记录于钢模验收单上，验收合格方可使用。

模具验收主要事项：

1.模具设计完成后，一般由专业的模具加工厂家进行加工制作、表面涂装后运往PC构件生产厂家。

模具进场后根据设计图对模具进行验收，钢材表面是否生锈，钢板材质是否符合要求，模具尺寸、平整度、拼缝等，验收方法和标准详见表。

2.验收时要特别细心，往往问题出现在细小的环节上，如：

止漏浆机制是否到位、端模螺栓孔或销钉孔是否与出筋位置碰撞、侧模倒角是否平顺、侧模吊耳位置是否避开KEY模位置；除此之外变化简易模还要仔细检查变化调整机制的螺栓孔和销钉孔是否预留，检查简易脱模机制是否加工到位；最后检查拉杆、撑杆尺寸、数量是否相符。

3.待模具验收完毕后，应及时组织工程师进行试生产，通过试生产进一步检验模具设计和加工是否符合生产要求，及时发现模具在设计、加工中存在的缺陷，在大规模生产前，将缺陷妥善处理，保证后续生产能够顺利开展。

1）模具编号

项目组负责将钢模统一编号并记录于生产主档和模具台账中，尽可能在模具显著位置标注模具编号，同一型式钢模若有特殊配件时，则配件应标注适用模具的编号。

2）模具维修

生产中钢模发生问题时，制造组要及时以维修单方式联系物资设备部进行维修，如无法自行维修的，应根据规定联系模具厂家维修，如仍然无法使用的要根据公司规定办理报废，并登记在报废台账中。

3）模具维护要点

钢模在项目生产过程中要及时维护，并在模具台账中更新使用周转次数和维护记录。

1.要求操作工人在拆模时禁止使用铁锤等工具大力敲打模具，避免暴力拆模带来模具损坏。

2.生产结束要及时清理模具表面积水等污染物，确保模具清洁，避免模具生锈影响寿命。

3.生产过程中要根据表中要求的内容定期检查模具；一般在每套模具累计生产30次要进行一次检查，当生产的PC构件出现异常情况时也要对模具进行检查，检查或发现模具出现变形等问题，要及时进行整形修正。

4）模具使用要求

1.编号要点：

由于每套模具被分解的较零碎，需按顺序统一编号,防止错用。

2.组装要点：

边模上的连接螺栓和定位销一个都不能少，必须紧固到位。

为了构件脱模时边模顺利拆卸，防漏浆的部件必须安装到位。

3.模具的拆除要求：

当构件脱模时，首先捋边模上的螺栓和定位销全部拆卸掉，为了保证模具的使用寿命，禁止使用大锤。

拆卸的工具宜为皮锤、羊角锤、小撬棍等工具。

5）报废情况

钢模如有下列情况，不适合再使用时，制造组要根据公司规定和程序办理报废。

1.钢模变形、锈蚀无法使用或修复费用不经济的。

2.钢模因生产需求经变换模具切割、钻孔而无法再度利用的。

3.钢模因造型特殊再度利用机会极低的。

最后，钢模在生产结束后且近期不会再使用时，要对模具进行全面清理和补漆，与混凝土接触面的钢板要涂刷脱模油等进行防锈保护，整理后的模具要运回模具仓库储存，并在模具台账中更新模具状态和存储位置。