什么是薄板?其類型、用途和加工方法

發布日期: 2024-06-24

薄板廣泛應用于汽車、家電等各種產品的零部件。它具有多種不同的特性,例如根據制造方法不同,有的具有高精度;根據材質不同,有的磁性較好。其形狀、規格和加工方法也多種多樣,充分了解各自的優缺點對設計和生產都很重要。本節將介紹薄板的定義、種類、特征、加工方法等。

本節將介紹薄板的定義、種類、特征、加工方法等。

 

 

?什么是薄板?

薄板是厚度小于 3mm的鋼板,也稱為薄鋼板。被廣泛應用于汽車、電氣設備和建筑等的零部件。例如汽車車身、電氣設備結構、住宅加固板等都是用薄鋼板制作而成的。形狀上,有的像線圈一樣呈卷狀,有的呈平板狀。厚度為3~6mm的稱為“中厚板”或“中鋼板”,厚度在6mm以上的稱為“厚板”或“厚鋼板”。較厚的鋼板強度較高,可用于工業機械、船舶等的零部件。

 

?薄板的種類和用途

薄板應用廣泛,根據制造方法等有多種類型,其各自用途也存在差異。下面介紹一下其主要類型。

  • 熱軋薄板

熱軋是一種利用軋輥對加熱的金屬施加壓力,進行壓延的工藝方法。軋制溫度控制在不會導致金屬硬化的范圍,在軟化的狀態下被拉伸延展。加工溫度必須高于金屬的再結晶溫度,如鋼的再結晶溫度為900~1200℃。熱軋的優點是沒有加工硬化,變形抵抗小,所以加工性能較好。而熱軋也有缺點,例如受熱后會膨脹、導致薄板的尺寸精度降低,制造設備和能源成本高。此外,加熱會在表面形成氧化膜,導致外觀表面粗糙。熱軋生產的薄板可用于建筑和工業機械等多個領域。在進行噴涂等表面處理之前,要通過一種稱為“酸洗”的工藝去除黑色氧化膜。

  • 冷軋薄板

冷軋則是在室溫下進行的加工工藝。與熱軋一樣,冷軋也是利用金屬軋輥對金屬施加壓力,進行壓延的工藝方法。在室溫下進行壓延處理會導致加工硬化,必要時會進行熱處理以提高其強度。冷軋無需加熱設備,操作簡單。另外冷軋還具有尺寸精度高、厚度變化小的優點(沒有因加熱溫度產生的膨脹影響)。此外,表面不會形成氧化膜,因此加工后薄板表面光滑整潔。另一方面,它的缺點是比熱軋更難加工。 因此,軋制可能需要重復多次。為了彌補加工困難的缺點,有時會用熱軋進行粗加工,用冷軋進行精加工。冷軋薄板通常用于自行車、電氣設備等的零部件。冷軋薄板包括被稱為SPCC的鋼板材料,這些鋼板已被標準化流通。不銹鋼等防銹材料也會被制成薄板。不銹鋼因其高強度也被用作結構材料,厚度小于1mm的不銹鋼薄板有時會作為彈性材料使用。

  • 電磁鋼板

電磁鋼板是熱軋后再冷軋、之后再經過熱處理加工而成。作為一種軟磁材料,當電流通過時,它能有效地轉化為磁能。電磁鋼板在軟鋼中含有大約3%的硅。含硅成分可以有效地轉化為磁能,但是硅的含量過高會導致材料開裂。這種薄板主要用于發電機、變壓器和電動機。

 

?薄板加工困難的原因

薄板可以加工成復雜的形狀。根據所要求的規格,加工可能比較困難,需要較高的加工技術。

下面介紹一下被認為難以加工的三個要點。

  • 需要專用的加工設備

薄板可適用于鈑金加工、沖壓和焊接等多種加工方法,每種方法都需要使用專用的加工設備,且設備成本較高。另外就沖壓而言,必須為每個零件制作專用模具。對于形狀復雜的零件,可能需要多個模具。在進行薄板加工時,技術訣竅非常重要,例如模具的尺寸要達到什么精度,才能確保零件加工后的合格尺寸。因此,有經驗的人才也是必要的。

  • 易受熱影響

薄板容易受熱變形。例如,在焊接或激光加工過程中受熱發生變形。必須使用專用夾具將材料固定到位,并在設定加工尺寸時將熱變形因素考慮在內。此外,在測量成品薄板的尺寸時,必須注意避免熱脹冷縮的影響。 ?特別是對于精度要求較高的大型零部件,測量環境可能會導致尺寸發生顯著變化,從而導致產品檢測錯誤。在檢查過程中也必須注意,確保測量室的溫度和濕度恒定,并在測量前讓工件在該環境下靜置一段時間。

  • 要求精度高

薄板還可用于醫療器械等精度要求較高的零部件。高精度加工需要適當的設備和專業技能。另外,必須從設計階段就開始考慮如何能簡單地實現高精度加工。例如選擇容易折彎、擠壓加工的薄板等,這需要掌握材料知識。例如如果使用成卷的板材進行折彎加工,則折彎方向必須與卷曲方向一致,以防止開裂等,者需要在圖紙上明確指示加工要求。為了生產出高精度的薄板零件,生產部門和設計部門需要共同研究零件形狀和圖紙的注釋內容。

 

?薄板的主要加工方法

薄板可以通過切割、開孔和折彎等多種加工方法來實現各種形狀的加工。下面介紹一下主要的加工方法。

  • 焊接

焊接是一種將薄板之間連接在一起或將管材和薄板連接在一起的加工方法,需要較高的技能水平。薄板焊接主要采用激光焊接、TIG焊接,MAG焊接和點焊等方法。TIG焊接由于薄板容易受熱變形,因此需要較高的技能水平。而激光焊接不易受熱變形(熱變形較?。?,可進行高精度加工。激光焊接還可通過設置適當的輸出功率來確保焊接強度,是一種可用于各種厚度薄板的加工方法。

  • 沖裁加工

沖裁加工是指對薄板進行切割或開孔的加工工藝。也稱為落料,是大多數零件都需要的加工工藝。在鈑金加工中,通常會使用轉塔沖床和激光切割機。CO2激光切割機有時也用于鈑金加工,但薄板容易受熱變形。因此,為了減小變形,可以使用受熱影響較小的光纖激光切割機。

  • 折彎加工

在鈑金加工中,折彎是使用壓力設備進行的。另外在沖壓加工中,是使用專用模具對金屬薄板施加壓力進行折彎。在折彎加工中必須考慮材料的回彈特性。所謂回彈是指在折彎加工后,當壓力被撤去時,角度會有一定的反彈,形狀會有少許復原的現象。根據厚度、材料和尺寸等條件,考慮回彈程度來設計模具和工藝。例如,制作專用模具來調整尺寸、或者進行2次折彎、以及在折彎根部沖壓凹槽形狀。

  • 蝕刻加工

蝕刻加工是一種利用腐蝕金屬進行加工的方法,可進行高精度加工。在薄板表面涂上抗蝕樹脂進行遮蔽,再通過曝光進行烘烤,然后對表面進行顯影,使其只露出需要腐蝕的表面。隨后,將薄板放入蝕刻溶液中進行腐蝕處理,并在薄板上蝕刻出需要加工的圖案。最后,去除并清洗殘余的抗蝕劑,完成整個加工過程。

 

?總結

薄板是指厚度在3mm以下的鋼板,包括熱軋、冷軋和電磁鋼板等。需要注意的是,加工時需要使用專用的加工設備,且薄板易受熱影響。薄板除了焊接加工、沖裁加工、折彎加工以外,還可以使用蝕刻等其他加工方法。

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