PC预制构件模具设计的方法研究

韦家辉 罗浩

摘 要：随着PC行业技术的高速发展，以S公司模具设计过程中的经验积累为研究对象，深入剖析PC行业过程中的模具设计的要点及关键点，提出了方案改善方法、建立标准的产品模型，并提出优化措施；

关键词：预制构件；模具设计；标准产品模型

引言

众所周知，建筑科技的更新换代使得预制装配建筑技术得到拓展。以当前世界上的发展形式来看，预制装配建筑技术已经成为建筑施工的必要技术手段，而预制建筑制造过程中的模具设计则很大程度上影响预置构件的质量及生产效率，本文通过提出预置构件的模具设计方法，可以解决一般情況下模具设计存在的问题，从而保证整个预制构件生产过程可以顺利开展及实施，促进行业的发展；

一、构件设计图纸工艺性审查

构件的种类与建筑的外观和户型直接相关，构件的种类直接影响模具的数量，所以在条件和时间具备时模具设计人员最好是全程参与建筑方案的所有评审。在条件不具备时模具和工艺人员也必须在建筑节点设计阶段即介入评审，因为构件四周截面信息在节点设计时已经确定。否则可能会造成后期的批量改图需求，造成建筑设计和模具及工艺之间的矛盾。

1、制作工艺性审查

根据以往的经验，总结构件制作的工艺性主要应从以下几方面对图纸进行审查，因为这些问题将直接影响生产效率和质量，模具工程师应坚持原则，要求设计更改，如果设计因特殊情况不能更改时，应提请会议评审，由设计院领导、项目经理、PC工厂制作工人、PC工厂工艺人员等进行联合评审，共同寻找最优解决方案。

⑴脱模角问题

脱模角：脱模角对脱模的影响非常大，模具工程师在审查构件图纸时应严格审查每处构件边沿，判断是否需要设计脱模角。空调孔、键槽、沉坑等，封闭孔洞应考虑两母线夹角15度的脱模角。直边高低差、外页保温板内缩边等应考虑7.5度的脱模角。理论上在脱模时如果混凝土表面与模具表面发生相对滑动均应预留脱模斜度。对预养护之后即可拆除的模具可不留脱模斜度。特殊结构需根据实际情况对脱模角度进行调整。

⑵脱模过程中的干涉：

应跟踪边模脱模时的运动方向和尺寸考虑在脱模边程中边模是否会与构件及构件中的预埋件发生干涉。盲孔内大外小，台阶孔中间大两头小，采用普通结构无法脱模（图3）。墙板边模平行于模台面脱模时，外页上应尽量避免设置保温连接件，如因现浇节点尺寸原因必须设计保温连接件时，保温连接件位置应与钢筋出筋位置一致或设置在脱模行程以外，避免脱模时边模与保温连接件的干涉。

⑶浇筑问题

浇筑面标高：在考虑模具方案时应合理放置构件，使浇筑面处于同一平面内，如无法满足时应与构件设计人员沟通。因混凝土在浇筑振捣时，所有连通的混凝土平面会有自动找平的趋势，所以所有浇筑面应尽量在同一平面内，无法做到时应尽量避免小平面高于大平面，应优先大平面高于小平面，否则会耗费大量人工。

（4）浇筑面最小尺寸

在考虑模具方案时应避免选择尺寸过小的平面作为浇筑平面，在无法满足时应与构件设计人员沟通，或考虑制作大的浇注口。模具开口尺寸过小将不利于混凝土浇筑，应尽量将开口尺寸做大，小于60mm的浇筑开口尺寸，浇筑会非常困难。

⑷钢筋出筋

最小出筋间距：根据模具方案对最小出筋间距进行审查。钢筋出筋间距应尽量大于于100，连排小于50mm的出筋将影响模具钢度，增加模具复杂程度。（如图7）

交错出筋：应对所有交错出筋进行审核，确定可行的模具方案，无法满足装拆模及密封要求时应与构件设计人员沟通。交错的箍筋出筋、箍筋与吊环的交错，都可能造成边模的大块缺失，对生产效率和构件质量产生影响。

梁弯筋：模应根据模具方案对梁弯筋进行审查。原则上应采用锚固板取代，如有特殊情况，梁弯筋弯出尺寸应尽量不超过构件内页上边线，同时模具须采用垂直于模台面运动的脱模方式。

⑸吊点

应跟踪模具方案对构件吊点进行审核，尽量使生产过程中的吊点与安装吊点重合，无法重合时应与构件设计人员，工艺人员进行协商，对吊点进行增减或是位置调整。

⑹存放及运输

模具工程师在审核图纸时对发现的构件存放及运输问题，应反馈给构件设计和工艺人员。

⑺构件最大外形尺寸控制

应结合模具尺寸和构件尺寸，确保模具及构件边沿没有超出模台边沿的情况发生，同时应确保在构件进入养护窑时构件和模具没有超出养护窑入口高度。

二、通用性审查

在模具柔性化能力没有完全建立起来之前，在目前的模具设计水平前提下，对于一个新的项目，模具工程师应该跟踪项目总体情况，确定项目是否与之前做过的项目相似，如果有，应极力推荐设计重用前期项目模具，实现不同项目间的模具通用。同一项目内的模具通用应主要考虑以下几方面。

⑴墙板构件

构件边沿截面形状：应统计项目所有墙板构件四边的截面情况，分别内外页截面形状的一致性进行审查。内外页可通过组合来实现通用，内外页之间的相对位置可以进行移动。一个项目外页截面建议不要超过两种，内页不要超过一种。

出筋间距：应对所有出筋进行间距审查，底部出筋应以100为模数来控制，两侧出筋应以底部为基准，向上出筋间距保持一致，两侧出筋情况建议按制在2-3种以内。

出筋长度：在采用开U型缺口或是通缺的模具方案时，模具工程师应对出筋长度进行审查，出筋长度应控制在1-2个范围内，且不宜超过300。

⑵楼梯

尽量采用满足柔性化楼梯模要求的楼梯，如不满足，应控制楼梯种类，保证每套楼梯模在项目生产周期内的利用率达到80%以上（该模具生产的构件占总构件数的比例），在层高建筑一样的情况下（或者尺寸相差不大），建议统一楼梯的型号，选用一种或者两种型号楼梯，而且每个项目间的楼梯尽量通用。

参考文献

[1]杨丽娜、张子毅、陶宁、李延光，《建筑模型设计与制作》 2013.06.01

[2]许树勤.《模具设计与制造》

[3]刘禹.我国建筑工业化发展的障碍与路径问题研究[J].建筑经济，2012（4）20-24

作者简介：

韦家辉（1984年4月）男；民族：状族；籍贯：广西、都安县；学历本科：研究方向：机械设计制造及工艺。