预制桩模具及预制桩模具组的制作方法

本实用新型涉及预制构件成型领域，尤其涉及一种预制桩模具及预制桩模具组。

背景技术：

随着技术的发展，越来越多的建筑构件进行预制生产，但是对于异型混凝土构件的预制生产，工艺复杂且难度高。预应力混凝土异型实心方桩，作为异型混凝土构件中的一种，其相较于等截面的预应力混凝土实心方桩具有更高的竖向抗压承载力和更好的抗拉拔等效果，应用范围更广。虽然目前预应力混凝土管桩的生产工艺较为成熟，但是对于预应力混凝土异型实心方桩生产效率低，且产品质量不易控制。

目前，针对预应力混凝土异型实心方桩开发出采用由下模和造型模相结合构成的异型实心方桩模具进行生产，通过下模造型出异型实心方桩的三面，其余一面通过造型模等方式进行造型，经生产后得到沿桩体长度方向分布的大截面段。其中，下模内部是通过大截面衬板和小截面衬板相互焊接而成，并通过打磨处理，但是大截面衬板和小截面衬板之间的焊缝一般为角焊缝，焊缝角度一般<180°，而且受空间的限制，不方便打磨，即使打磨后焊缝的表面仍然粗糙不平。经试制，在脱模的过程中打磨不平的焊缝处易黏料，影响成品的外观质量，还不利于脱模，强力脱模不仅导致异型部分不完整，同时也会造成模具变形。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无需焊接成型、易脱模的预制桩模具。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

预制桩模具，包括形成有模腔的外模以及若干个沿外模的纵向方向间隔设置在模腔内的造型模，造型模通过紧固件可拆卸连接在外模上，所述造型模包括对称安装于模腔侧壁的侧造型板、安装于模腔底面的底造型板以及对称安装于模腔侧壁和模腔底面的折弯处的边角造型板；

其中，边角造型板的竖向顶面与侧造型板相抵接，边角造型板的横向侧面与底造型板相抵。

作为优选，所述外模和造型模为上方敞口的u型模，所述造型模与外模呈比例缩放。

作为优选，所述边角造型板、侧造型板以及底造型板均开设有沉头孔，且所述边角造型板、侧造型板以及底造型板通过螺栓与外模连接；

优选的，所述沉头孔处设置有密封盖。

作为优选，所述侧造型板的纵向两端朝向模腔的侧壁倾斜形成有第一造型面，第一造型面与模腔的侧壁之间形成第一造型角α，且造型角α为0°＜α＜90°；

和/或所述底造型板的纵向两端朝向模腔的底面倾斜形成有第二造型面，第二造型面与模腔的侧壁之间形成第二造型角β，且第二造型角β为0°＜β＜90°；

优选的，所述第一造型面和第二造型面为坡形平面。

作为优选，所述边角造型板的折弯处形成有倒圆角，边角造型板的纵向两端朝向模腔的底面和侧壁的边角处形成有第三造型面。

作为优选，边角造型板上的沉头孔位于边角造型板的竖边和横边上；

优选的，所述第三造型面朝向侧造型板形成有第一过渡面，所述第三造型面朝向底造型板形成有第二过渡面，所述第一过渡面用于衔接过渡第三造型面和第一造型面，所述第二过渡面用于衔接过渡第三造型面和第二造型面。

作为优选，所述第三造型面为圆锥面，且第三造型面的任意一条母线与圆锥面所在的中心线形成第三造型角θ，且第三造型角θ为0°＜θ＜90°。

作为优选，所述边角造型板采用刚性材质。

作为优选，所述侧造型板和/或所述底造型板采用柔性材质；

优选的，所述侧造型板和/或所述底造型板采用尼龙板材。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过在外模的模腔内间隔设置造型模，以在具有造型模的模腔处成型小径段，在未设置造型模的模腔处成型大径段，以整体式的外模作为主要的受力部件，模具的强度更高，将造型模通过紧固件可拆卸连接在外模上，可以将造型模进行拆卸并进行移位，从而可以成型不同规格的预制桩，提高了模具的通用性。除此之外将造型模设置成分体结构，拆分成侧造型板、底造型板以及边角造型板，并且无需将侧造型板、底造型板以及边角造型板焊接成一体结构，也无需焊接在外模上，避免了焊缝处粗糙导致局部粘料的情况，而且可以随时对侧造型板、底造型板以及边角造型板的任意一个部件进行更换，进一步提高模具的通用性。

本实用新型的另一目的在于提供一种预制桩模具组，包括若干上述的预制桩模具，所述预制桩模具横向依次排列，相邻的两个预制桩模具的外模外侧壁相贴合。

本实用新型提供的预制桩模具组除了具有与前述预制桩模具相同的技术效果外，还具有生产效率高的作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中预制桩模具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中预制桩模具的主视图；

图3为本实用新型实施例1中造型模的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中造型模的主视图；

图5为图4中a-a向的截面图；

图6为图4中b-b向的截面图；

图7为本实用新型实施例1中边角造型板的结构示意图；

图8为本实用新型实施例1中边角造型板的另一视角的结构示意图；

图9为本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种预制桩模具用于生产异形实心方桩，包括：形成有模腔11的外模1以及若干个造型模2，造型模2沿纵向方向间隔设置在模腔11内，造型模2通过紧固件可拆卸连接在外模1上，造型模包括对称安装于模腔11侧壁的侧造型板21、安装于模腔11底面的底造型板22以及对称安装于模腔11侧壁和模腔11底面的折弯处的边角造型板23；其中，边角造型板23的竖向顶面与侧造型板21相抵接，边角造型板23的横向侧面与底造型板22相抵。

在上述结构中，通过在外模1的模腔11内间隔设置造型模2，以在具有造型模2的模腔11处成型预制桩的小径段，在未设置造型模2的模腔11处成型预制桩的大径段，以整体式的外模作为主要的受力部件，模具的强度更高，将造型模2通过紧固件可拆卸连接在外模1上，可以将造型模2进行拆卸并进行移位，从而可以成型不同规格的预制桩，提高了模具的通用性。除此之外将造型模2设置成分体结构，拆分成侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23，将侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23分别安装在模腔11内对应的表面上，只需要在安装时将边角造型板23的竖向顶面与侧造型板21相抵接，边角造型板23的横向侧面与底造型板22相抵，即可合围抵接形成造型模2，无需将侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23焊接成一体结构，避免了焊缝处粗糙导致局部粘料的情况，而且可以随时对侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23中的任意一个部件进行更换，进一步提高模具的通用性。当然，侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23可以通过榫卯结构进行连接。

另外，目前实心方桩的模具通常是采用焊接方式形成一体结构，即使打磨的再光滑，仍然会有各种问题存在。众所周知，焊接结构具有刚性，有局部脆化的缺陷，易产生裂纹、疲劳、应力腐蚀等问题。混凝土料冷却固化后去除压力，由于焊缝结构刚性，很难使得发生形变的焊缝处恢复最初，久而久之产生裂纹等问题。而且对于制作异形实心方桩模具来说，其未设置造型模2的部位是最大工作应力区，若采用焊接的方式将将侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23焊接为一体，并再将造型模2焊接在外模1上，在造型模2与外模1的连接边缘处的焊缝比较密集，导致该部位的结构强度较低，而且后期需要强力脱模，极易导致该部位的焊缝处发生裂纹，导致造型模2与外模1分离开，造成模具失效。

因此在本实施例中将造型模2设置成分体结构，拆分成侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23，将侧造型板21、底造型板22以及边角造型板23通过紧固件分别安装在模腔11内对应的表面上，无需对侧造型板21和边角造型板23以及底造型板22和边角造型板23之间的缝隙进行焊接和密封处理，在使用模具进行第一次生产时，混凝土浆料进入缝隙中，待凝结后即可填充该处的缝隙，因此在后续的生产流程中不会影响预制桩的成型。同样的，侧造型板21、底造型板22、边角造型板23与外模1的模腔11之间的连接缝隙同样无需进行焊接和密封处理。并且侧造型板21、底造型板22、边角造型板23与外模1的模腔11之间的连接应力仅位于紧固件所在的连接部位，不会出现在其焊接焊缝处，更好的保证模具的整体结构的稳定性。

由于本实施例所提供的预制桩模具用于生产异形实心方桩，因此外模1和造型模2为上方敞口的u型模，如图2和图4所示，造型模2与外模1呈比例缩放，外模1上设置造型模2的部分用于成型预制桩的小径段，外模上未设置造型模的部分用于成型预制桩的大径段，从而形成异形实心方桩。但是该异形实心方桩的上表面未能形成凹凸结构，因此为了使该异形实心方桩的上表面同样能够形成与其他三个表面相同的凹凸结构，在外模的顶部设置造型板(图中未显示)，使所生产的异形实心方桩在横截面面积上呈比例缩放。

更进一步的说，为了使造型模2与外模1之间实现可拆卸连接，在边角造型板23、侧造型板21以及底造型板22上均开设有沉头孔，且边角造型板23、侧造型板21以及底造型板22通过螺栓与外模1连接。

在上述结构中，当使用螺栓将边角造型板23、侧造型板21以及底造型板22锁止固定在外模1上时，边角造型板23、侧造型板21以及底造型板22合围形成造型模2。而由于边角造型板23、侧造型板21以及底造型板22开设有沉头孔，在生产过程中的混凝土浆料会填充进沉头孔内，混凝土浆料凝结后会将螺栓与沉头孔封闭，导致边角造型板23、侧造型板21以及底造型板22无法拆卸，因此在使用螺栓将边角造型板23、侧造型板21以及底造型板22锁止固定在外模1上后，在沉头孔处设置密封盖，防止混凝土浆料填充进沉头孔内。

更进一步的说，如图3、图4和图6所示，在本实施例中，侧造型板21的纵向两端朝向模腔11的侧壁倾斜形成有第一造型面211，第一造型面211与模腔11的侧壁之间形成第一造型角α，且造型角α为0°＜α＜90°。

在上述结构中，若不设置第一造型面211，侧造型板21的纵向两端的端面与模腔11的侧壁呈垂直或大致垂直的状态，此时在混凝土冷却固化后，混凝土体积减小，去除压力导致外模1和侧造型板21恢复形变，并且在侧造型板21的纵向两端的端面处混凝土受回弹力的作用被夹住而导致混凝土与侧造型板21的纵向两端的端面之间的摩擦力增大，从而导致成型的预制桩脱模困难。因此通过设置倾斜的第一造型面211，减小成型的预制桩与侧造型板21之间的摩擦力。

同样的，如图5所示，底造型板22的纵向两端朝向模腔11的底面倾斜形成有第二造型面221，第二造型面221与模腔的侧壁之间形成第二造型角β，且第二造型角β为0°＜β＜90°。具体原理与侧造型板21相同，在此不再赘述。另外，为了使脱模更加顺利，优选的，第一造型面211和第二造型面221为坡形平面。

更进一步的说，如图3、图7和图8所示，边角造型板23的折弯处形成有倒圆角，边角造型板23的纵向两端朝向模腔11的底面和侧壁的边角处形成有第三造型面231。

在上述结构中，若边角造型板23的折弯处为直角或斜角，在预制桩成型前，混凝土未凝结时会将折弯处撑大，使该处的角度增大，在混凝土凝结后，混凝土体积减小，边角造型板23恢复形变，此时边角造型板23折弯处与混凝土之间的应力会比较集中，而本实施例中，将该处设置成倒圆角，可以将应力分散开，使预制桩更容易脱模。

更进一步的说，边角造型板23上的沉头孔位于上边角造型板23的竖边和横边上。

在上述结构中，由于边角造型板23同样需要与外模1连接固定，因此边角造型板23上需要设置沉头孔，而若沉头孔设置在边角造型板23的倒圆角处，对于边角造型板23的加工工艺来说，并不便于加工，而且在螺栓连接后该处设置的密封盖的外表面也需要设置成内凹的圆弧形，对于密封盖的生产成本会增加，因此边角造型板23需要在倒圆角处竖向和横向延伸，沉头孔设置在边角造型板23的竖边和横边上。另外，由于第三造型面231位于边角造型板23倒圆角处的两端，为了使边角造型板23的第三造型面231能够与与侧造型板21的第一造型面211以及底造型板22的第二造型面221之间光滑衔接过渡，第三造型面231朝向侧造型板21形成有第一过渡面232，第三造型面231朝向底造型板22形成有第二过渡面233，第一过渡面232用于衔接过渡第三造型面231和第一造型面211，第二过渡面用于衔接过渡第三造型面231和第二造型面221。

更进一步的说，由于第三造型面231位于边角造型板23倒圆角处的两端，因此第三造型面231为圆锥面，以此确保第三造型面231的边缘能够紧且外模的模腔表面，且第三造型面231的任意一条母线与圆锥面所在的中心线形成第三造型角θ，且第三造型角θ为0°＜θ＜90°。

更进一步的说，侧造型板21和底造型板22采用柔性材质制成，例如尼龙板等。采用尼龙板材制成侧造型板21和底造型板22既可以满足耐高温、耐腐蚀、耐磨的需求，也可以相对于传统的钢制板材来说，节约了模具的制造成本，并且侧造型板21和底造型板22均为平直的平板，仅在两端形成第一造型面211和第二造型面221，因此侧造型板21和底造型板22的加工很方便。

除此之外，由于在混凝土未凝结时，边角造型板23需要承受混凝土塌落带来的折弯力，为了满足强度需求，防止边角造型板23被折弯至无法恢复形变甚至折断，边角造型板23采用刚性材质制成，例如钢板等。边角造型板23的制作只需使用铣床铣削即可成型。

实施例2

本实施例中，与实施例1相同部分给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实施例提供了一种预制桩模具组，包括若干个上述实施例中的预制桩模具，预制桩模具横向依次排列，相邻两个预制桩模具的外模1外侧壁贴合。相邻的两个外模1内的侧造型板21可以采用同一螺栓和螺母连接紧固，即螺栓贯穿两个外模1相互靠近的侧壁以及贯穿设置在该侧壁上的侧造型板21，其中一个侧造型板21的沉头孔设置螺栓，另一个侧造型板21的沉头孔设置螺母，这样的设置，也可以减少螺栓和螺母的数量，节约一定的成本。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。