管拉模拉伸模具形状尺寸对拉伸力的影响

在不锈钢管材的减轻壁加工中，拉伸模具的形状对拉伸力的影响主要有两部分因素：一是拉伸模具入口铺角；二是拉伸模定径区宽度。拉伸模入口锥角对拉伸力的影响有两个相反的作用：(1)拉伸模入口锥角 增加时，拉伸变形区的长度减少，从而减少了摩擦面，正压力及相应的摩擦力也都减少，使拉伸力变小；(2) 角增加时，正压力的水平分力也增加，同时随着 角的增加，管村在拉伸模入口处弯曲程度增加，附加变形程度增大，变形抗力增加，导致拉伸力的增加。

管拉模改进经验

1、模孔形状与尺寸的设计是制品成型的关键问题，通过计算确定长、短轴间隙，调整成品拉伸时的变形率，这样可以减少非接触变形。在间隙的选取上，长、短轴间隙基本一致，对变形的均匀性会起到良好效果，此外，在适当选取间隙的情况下，适当增加长短边的实际长度，控制各边之间的变形率，可以起到减少残余应力的效果，对每个参数都进行定量计算是行之有效的。

2、增加成型模的工作带，有助于控制拉伸过程中的稳定性。

3、提高模具的加工精度，可以更好地保证制品的尺寸以及表面精度要求。

4、过渡前的周长必须接近成型尺寸，这样才能更好地保证制品表面和内孔圆角不划伤。

管拉模特点

拉伸模具是直接与不锈钢管村接触并使其发生变形的工具，拉伸模的结构(尺寸)、材质和加工质量都将直接影响拉伸后不锈钢管材质量，以及力能消耗、生产率和拉伸模的寿命等。所以必须具备以下要求：

(1)拉伸模工作表面应具有较高硬度和耐磨性；

(2)拉伸模孔型设计要合理，能满足变形的需要；拉伸力小，拉伸稳定，变形均匀，尤其模孔磨损均匀：

(3)拉伸模工作部分应具有正确的断而形状和精确尺寸，保证拉伸后管材尺寸公差符合要求；

(4)拉伸模工作部分应具有光洁的表面．保证加工岳管材具有较低的表面粗糙度；

(5)拉伸模要有足够的强度，避免在拉伸时因强度不足而破坏或产生过大的弹性变形。

管拉模设计

不锈钢薄壁管生产中使用的拉伸模形式主要是锥形模。其拉伸模的孔型主要由三部分构成(图1)，即入口锥(润滑及变形区)、定径区、出口锥。拉伸模的各部形状及尺寸，决定了拉伸管材的成分、性质和尺寸，减缩率大小，润滑质量，拉伸条件以及对拉伸管材的要求等。

管拉模润滑方法

它包括：压盖，所述压盖内置通道，所述通道内设置合金材料制成的变径加工模头；固定环，其具有配合于压盖的内腔，所述压盖与固定环压紧密连接以形成供油环形浸入的内腔，所述固定环设有所述内腔相通的多个进油孔。将润泔油从进油孔灌入到内腔；将备好的铜管从变径加工模尖，使铜管在拉拔过程中可先期进行整形铜管在进入模具前提前润滑，初步形成拉拔油膜；将铜管沿远离变径加工模头的方向进行拉拔，铜管在模具拉拔过程中利用拉拔力再二次形成油膜。模具经久耐用，工艺简单地，润滑效果好，加工铜管的变径效果显著，成品率高。

《陡边坡混凝土面板无轨拉模施工工法》与常规面板堆石坝面板无轨拉模施工的设备基本相同，由于为陡边坡无轨拉模施工，牵引力较常规的拉模施工要大，故卷扬机的额定牵引力应大些。主要机具及材料投入见表2。

参考资料：

陡边坡混凝土面板无轨拉模施工工法适用范围

《陡边坡混凝土面板无轨拉模施工工法》适用于不陡于1:0.75坡比的大面积陡边坡混凝土面板浇筑工程。

陡边坡混凝土面板无轨拉模施工工法工艺原理

《陡边坡混凝土面板无轨拉模施工工法》的工艺原理叙述如下：

陡边坡混凝土面板无轨拉模，由滑动模板、侧模、卷扬机牵引系统3部分组成，以卷扬机牵引特制的重力式滑动钢模板沿坡面边浇筑混凝土边滑升，可连续浇筑到顶。

无轨拉模是在有轨滑模的基础上，取消专用钢轨道，利用两侧的木模轨道或已浇块混凝土块来支撑、导向和控制混凝土面板的浇筑厚度。滑动模板的长度由面板纵缝距离确定，模板采用分段组合式。

通过控制入仓后混凝土坍落度、控制滑模上升速度、优化混凝土配合比等措施降低混凝土浮托力。在浇筑过程中，混凝土的浮托力由模板自重和附加配重来克服。

无轨拉模施工时的滑升速度与浇筑强度、脱模时间相适应。

陡边坡混凝土面板无轨拉模施工工法施工工艺

《陡边坡混凝土面板无轨拉模施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：

• 工艺流程

陡边坡面板混凝土施工项目主要包括钢管爬梯搭设、铜止水安装、钢筋制安、侧模安装、滑动模板安装、混凝土浇筑、混凝土面层处理及混凝土养护等。

混凝土面板无轨拉模施工流程见图1。

• 操作要点

一、施工准备

1.确定混凝土配合比

面板混凝土配合比除满足面板设计性能外，无轨拉模施工对其有特殊要求：

1）为减小混凝土对滑模体的浮托，混凝土入仓坍落度不大于5厘米，以3-4厘米为宜。此乃陡边坡无轨拉模成功与否的关键。

2）为了保证模板顺利滑升，要求混凝土凝结时间合适。

3）便于溜槽输送，且在输送过程中不离析，不分层。

4）入仓后易于振捣，脱模后不泌水、不下塌、不被拉裂。

5）具有良好和易性，满足施工对混凝土流动性的要求。

2.滑动模板设计及制作

1）滑动模板设计的技术要求

（1）滑模必须有足够的自重，再设置附加配重，以克服混凝土振捣时的浮托力。

（2）滑模必须有足够的刚度，以保证滑模在下放和上拉时不扭曲，中间挠度不超过5毫米。

（3）滑模须提供安全可靠的操作平台，包括上部的行人走道及后部的抹面平台。

（4）滑模设计时要满足新浇混凝土的保温、养护要求。

2）滑动模板制作

模体由组合式桁架和钢面板组成，滑模体长度根据面板混凝土浇筑块宽度进行确定，滑模两端各挑出0.5-1米。为满足不同宽度面板施工需要，滑动模板设计为组合式，中间可以拆卸。滑模底部滑板宽1.2米，用厚12-16毫米钢板制作；在桁架上方搭设操作平台，尾部设抹面平台，两端设挂钩，与牵引钢丝绳连接。如图2、图3所示。

3.基础验收

岩基上的杂物、泥土及松动岩石清除后冲洗干净并排干积水，清洗后的基础岩面在混凝土浇筑前保持清洁、干燥。如遇有承压水，根据现场情况制定引排措施。最终建基面在验收合格后，方可进入下一道工序施工。

4.技术交底

为确保面板混凝土浇筑的质量和安全，施工前对施工人员进行技术交底，技术交底的内容包括设计要求、施工方法、工期要求、安全质量要求等。

二、上下交通钢管爬梯搭设施工

侧模安装前，首先由测量人员在边坡的上下两端测设施工纵缝边线，然后采用钢管在纵缝边线外侧坡面上搭设人员上下的交通爬梯。钢管爬梯安装在面板混凝土外侧，距分缝线0.5米左右，每一节爬梯都用短锚杆固定在坡面上，爬梯用钢管扣件连接，基础面凹凸不平部位用钢管支撑，爬梯应设稳固的安全扶手。

在此基础上，测量人员在边坡的上下两端及中部每隔一定间距对纵缝边线及控制点高程进行精确放样，据此控制点挂线安装侧模。

三、铜止水片安装

在相对应混凝土纵缝基础面上铺设一层砂浆垫层，然后在砂浆垫层上铺设PVC垫片。铜止水片采用紫铜卷材，加工前先进行退火处理，并采用铜片止水加工设备一次加工成型（包括“T”、“十”字接头），然后运输到现场后进行焊接。

四、钢筋制安

按照钢筋配料单下料加工钢筋后，运输到现场。通过人工传输至相应位置后进行绑扎、焊接。钢筋安装时，利用设置于坡面的锚杆作为支架钢筋，做架立网，施工前在锚杆上用油漆标明钢筋网高程，安装结构钢筋及分布筋，钢筋接头按规范要求进行焊接。钢筋安装应保证钢筋网平整、牢固，间距符合设计要求，钢筋网间距准确、均匀。

五、侧模安装

先浇面板块需安装侧模。侧模的安

装原则上沿坡面自下而上进行。

侧模主要采用规格为10厘米x10厘米的方木进行拼装，侧模外侧在坡面上设置ф25插筋，插筋入岩50厘米，外露20厘米，插筋坡面间距为90厘米，用于支撑侧模，侧模顶部安装一规格为∟50x5的角钢，作为无轨拉模的滑动轨道，并使角钢上表面与待浇筑的混凝土上表面一致。角钢钻孔后用螺栓拼装连接，侧模制作时块与块之间要清缝，靠混凝土侧要刨光。模板拼接处要有错口缝，防止漏浆。侧模安装如图4所示。

模板全部安装完毕，进行测量校正，侧模安装必须垂直，误差不大于3毫米，顶面必须顺直，不能有突变，否则影响无轨滑模的滑行，也会造成面板混凝土表面凹凸不平。校正无误后，再进行嵌缝、刷隔离剂，顶面角钢涂润滑油，以利滑模滑行，减小阻力。

六、卷扬系统安装

滑动模板采用2台10吨慢速卷扬机进行牵引。卷扬机布置位置与待浇混凝土的施工纵缝相对应。卷扬机基础要求位于岩基上，打设锚杆将其固定牢固，并配置混凝土配重块。

七、滑动模板及水电、照明等安装

滑动模板在平地上根据浇筑宽度先进行组装，再采用汽车吊机将其吊装于侧模的轨道上，并将卷扬机钢丝绳穿系于滑动模板上。牵引系统安装完毕后，使滑动模板轻轻落在侧模上。先空载牵引滑动模板上行一段距离，确认其系统可正常运行后，施工准备全部结束即可进行混凝土浇筑。

修整平台随滑动模板一同安装，修整平台分为两种，一种为滑动模板附着式修整平台，一种为分离式修整平台。分离式修整平台在滑动模板上升一定高度后采用钢丝绳系在滑动模板的底部。

采用软式水管将水引至滑动模板，用作混凝土的临时养护用水。同时将动力电源及照明电源引至滑动模板上。根据气候条件，为避免刚浇筑后脱模的混凝土受太阳暴晒或受雨淋，在滑动模板上采用钢管搭设遮阳（雨）棚。

为防止在混凝土浇筑过程中因混凝土浮托力过大，使滑模“跑模”，初期滑模采用坡面锚杆进行初步锁定，并配置一定的配重后运行一段距离，确认其系统可正常运行后，在模具的内侧增设加固支撑，一端顶紧模板，另一端支撑于岩面上，支撑设立结束后即可进行混凝土浇筑。

八、溜槽安装

采用溜槽解决陡边坡面板混凝土入仓过程中的骨料分离问题。

溜槽由δ=1.2毫米厚的铁皮加工而成，每个溜槽为半圆形（半径30厘米），长度为2.0米。溜槽沿长度方向每100厘米设一铁箍，溜槽与溜槽之间通过挂钩连接。溜槽每3-4节与坡面钢筋绑扎牢固。

溜槽安装时，在已开挖坡面上先设置插筋，插筋入岩40厘米，外露30厘米，采用8号钢丝与溜槽固定。为保障混凝土浇筑强度，每个结构块浇筑时在结构块长度方向平均布置两条溜槽，溜槽的末端可左右方向移动。溜槽外侧上下设置吊耳并采用卡扣与钢丝绳连接牢固。为防止混凝土在下料过程中飞溅伤人，溜槽敞开表面采用无纺布（或帆布）进行覆盖。

为防止混凝土在溜槽内产生分离，在每节溜槽内安装一缓冲钢板。缓冲钢板自上而下的重量不等，底部溜槽的缓冲板重于顶部溜槽的缓冲板。混凝土在溜槽下滑过程中，粗骨料的下滑速度一般要快于水泥浆及细骨料的速度，但粗骨料必定受缓冲板的阻挡，粗骨料受到阻挡后，速度明显得到控制，同时部分欲飞溅出溜槽的骨料碰撞在无纺布（或帆布）上后回弹，也有效地缓解了其下滑速度。如图5所示。

九、钢筋混凝土防渗面板无轨拉模现场工艺性试验

由于库岸边坡较陡（1:0.75），混凝土面板施工难度较大，在开始正式施工前需要进行现场工艺性试验。

现场工艺性试验需要验证面板混凝土无轨拉模施工的可行性以及混凝土试验配合比的施工性能，并要确定混凝土面板施工的浇筑、振捣、收面及无轨拉模在滑升过程中的稳定性等内容。混凝土面板工艺试验中质量检査人员对每一道工序进行跟踪，并记录有关数据，逐步确定了无轨拉模的安装、模体滑升速度、混凝土浇筑、振捣及收（压）面等工艺参数，并对混凝土配合比进行了优化和完善。

十、混凝土拌合与运输、入仓

仓位验收后即可安排混凝土浇筑。

混凝土在拌合站拌合后，由混凝土罐车从拌合站运输至浇筑块的溜槽端部的骨料斗上。为防止混凝土坍落度过大导致滑模浮托力过大，拌合系统严格控制出机口坍落度在6-7厘米范围内，混凝土入仓坍落度严格控制在3-4厘米。

实施无轨拉模关键是控制入仓后的混凝土坍落度，主要采取以下措施：

1）增加混凝土拌制过程中的砂石骨料含水量的检测频次，根据骨料含水量及时修正混凝土配合比中的加水量；

2）建立混凝土坍落度损失对应表，根据气温、空气湿度以及混凝土运输距离的变化及时调整混凝土出机口的坍落度；

3）加强混凝土的振捣与管控工作，防止漏振或过振，严禁在入仓后的混凝土中加水等，以解决混凝土坍落度小造成振捣难度大问题。

十一、平仓、振捣、滑动模板提升及混凝土表面抹面

混凝土浇筑之前，为防止底部出现石子架空现象，先在面板底部铺筑一层厚2-3厘米的砂浆（砂浆强度等级不低于面板混凝土）。混凝土入仓后，人工进行平仓，使浇筑层厚为30厘米左右，并专门挑选含粗骨料较少的混凝土至铜止水附近，避免粗骨料在止水周边产生架空而出现渗漏。平仓后采用D50软轴振捣器进行振捣，在进行混凝土振捣过程中，采用双排交错连续振捣的方法进行混凝土的振捣施工，即从一端向另一端或从中间向两端进行错位连续振捣，避免在混凝土浇筑过程中漏振，铜止水片部位采用D30软轴振捣器振捣。在振捣过程中振捣器插入下一层混凝土面的高度不宜超过10厘米，且插入深度不得少于5厘米，以保证混凝土振捣密实。

如在浇筑过程中突然下雨，应在滑动模板上架设钢管架，用彩条布覆盖作雨棚，避免雨水冲刷已浇筑的混凝土。如雨过大致使仓面积水，无法正常浇筑时，则停仓作施工缝处理。如雨较小，将仓内积水排除后可继续进行混凝土浇筑。

滑模滑升由专人统一指挥，指挥人员在滑模附近，统一指挥语言，指挥其滑升。滑动模板滑升前，必须清除前沿超填混凝土。

混凝土浇筑后一次提升高度为30厘米，滑动模板的提升速度初步控制在0.6-0.8米/小时，根据混凝土脱模的效果加大或减小滑动模板的提升速度。

滑模拉升时，模板下缘混凝土表面要承受较大的拉应力，如混凝土坍落度太小或脱模时间接近初凝往往会造成机械损伤，因此要掌握好脱模时间，并在脱模后及时抹面压平，消除表面伤痕。面板浇筑中间不要停顿，以免过程中形成冷缝。如因故停顿造成冷缝，应停止施工，按施工缝处理后再继续浇筑。

因为混凝土供料或其他原因造成待料时，滑模应在30分钟左右拉动一次，防止滑模的滑板与混凝土表面产生粘结，增大卷扬机的启动功率。为了滑模运行安全，还需在两侧加挂10吨手动葫芦，以增加安全保障，即使在上部卷扬机出现意外如停电时，10吨葫芦还可起到保护作用和将滑模滑升至与混凝土面脱离。

在滑模提升一定高度后，人工在修整平台上对脱模混凝土人工找平、收光、压光。滑模滑过的面板混凝土表面，由抹面平台上的抹面工用长0.5米的木尺初抹，表面平整后，用样板控制平整度，用铁抹子抹面、收光，使面板混凝土达到平整美观。

十二、滑模拆移

拆模前先将模板配重卸载，整体吊起，拆解钢丝绳，解体后的模具吊装至平板车上，转运至下一个施工工作面。

十三、混凝土养护

在浇筑过程中，在修整平台人工洒水对已浇混凝土面进行养护，并立即用塑料薄膜覆盖保湿防止面板开裂。混凝土浇筑至顶后，采用无纺布等隔热保温用品进行覆盖，在面板顶部通过供水花管进行常流水养护，并同时辅以人工养护。面板冬季保温采用两层保温材料养护。

• 劳动力组织

劳动力组织见表1。

参考资料：