Листовой металл - это металл, который в результате промышленного процесса превращается в тонкие плоские детали. Листовой металл - одна из основных форм, используемых в металлообработке , его можно разрезать и гнуть, придавая ему самые разные формы. Бесчисленные предметы повседневного обихода изготавливаются из листового металла. Толщина может значительно различаться; очень тонкие листы считаются фольгой или листом , а куски толщиной более 6 мм (0,25 дюйма) считаются листовой сталью или «конструкционной сталью».
Листовой металл выпускается в виде плоских кусков или рулонных лент. Бухты формируются путем пропускания непрерывного листа металла через валковую машину для продольной резки .
В большинстве стран мира толщина листового металла всегда указывается в миллиметрах. В США толщина листового металла обычно определяется традиционной нелинейной мерой, известной как его калибр . Чем больше номер калибра, тем тоньше металл. Обычно используется стальной лист толщиной от 30 до 7. Калибр различается для черных металлов (на основе железа) и цветных металлов, таких как алюминий или медь. Например, толщина меди измеряется в унциях и представляет собой вес меди, содержащейся на площади в один квадратный фут. Детали, изготовленные из листового металла, должны иметь одинаковую толщину для достижения идеальных результатов. [1]
Существует множество различных металлов, из которых можно сделать листовой металл, например, алюминий , латунь , медь , сталь , олово , никель и титан . Для декоративных целей некоторые важные листовые металлы включают серебро , золото и платину (платиновый листовой металл также используется в качестве катализатора ).
Листовой металл используется в кузовах автомобилей и грузовиков, фюзеляжах и крыльях самолетов, медицинских столах, крышах зданий (архитектура) и во многих других областях. Листовой металл из железа и других материалов с высокой магнитной проницаемостью , также известный как многослойные стальные сердечники , находит применение в трансформаторах и электрических машинах . Исторически сложилось так, что важное использование листового металла было в пластинчатых доспехах, которые носила кавалерия , а листовой металл по-прежнему имеет множество декоративных применений, в том числе в конной гвозде . Рабочие, работающие с листовым металлом, также известны как «жестяные молотки» (или «оловянные молотки») - название, полученное от стучания швов панелей при установке жестяных крыш. [2]
История
Металлические листы, кованные вручную, издревле использовались в архитектурных целях. Водяные прокатные станы заменили ручной процесс в конце 17 века. Процесс правки металлических листов требовал больших вращающихся железных цилиндров, которые прессовали металлические детали в листы. Подходящими металлами для этого были свинец, медь, цинк, железо, а затем и сталь. Олово часто использовалось для покрытия железных и стальных листов, чтобы предотвратить их ржавление. [3] Этот покрытый оловом листовой металл назывался « белой жестью ». Листовой металл появился в Соединенных Штатах в 1870-х годах и использовался для кровли из гонтовой черепицы, штампованных декоративных потолков и внешних фасадов. Потолки из листового металла позже стали широко известны как « жестяные потолки », поскольку производители того периода не использовали этот термин. Популярность черепицы и потолков стимулировала широкое производство. С дальнейшим развитием производства стального листового металла в 1890-х годах, обещание быть дешевым, долговечным, простым в установке, легким и огнестойким, вызвало у среднего класса значительный интерес к изделиям из листового металла. Только в 1930-х годах и во время Второй мировой войны металлы стали дефицитными, и промышленность по производству листового металла начала разваливаться. [4] Однако некоторые американские компании, такие как WF Norman Corporation, смогли остаться в бизнесе, производя другие продукты, пока проекты по сохранению исторических памятников не способствовали возрождению декоративного листового металла.
Материалы
Нержавеющая сталь
Оценка 304 является наиболее распространенной из трех оценок. Он обеспечивает хорошую коррозионную стойкость, сохраняя формуемость и свариваемость . Доступные варианты отделки : № 2B, № 3 и № 4. Марка 303 недоступна в листовой форме. [5]
Марка 316 обладает большей коррозионной стойкостью и прочностью при повышенных температурах, чем 304. Она обычно используется для насосов , клапанов , химического оборудования и морских применений. Доступные варианты отделки: № 2B, № 3 и № 4. [5]
Марка 410 - это термообрабатываемая нержавеющая сталь, но она имеет более низкую коррозионную стойкость, чем другие марки. Обычно используется в столовых приборах . Единственная доступная отделка - матовая. [5]
Марка 430 - это популярная недорогая альтернатива сплавам серии 300. Это используется, когда высокая коррозионная стойкость не является основным критерием. Обычный сорт для бытовой техники, часто с матовой поверхностью.
Алюминий
Алюминий , или алюминий на британском английском языке , также является популярным металлом, используемым в листовом металле из-за его гибкости, широкого диапазона опций, экономической эффективности и других свойств. [6] Четыре наиболее распространенных марки алюминия, доступных в виде листового металла, - это 1100-H14, 3003-H14, 5052-H32 и 6061-T6. [5] [7]
Марка 1100-H14 представляет собой технически чистый алюминий, обладающий высокой химической и атмосферостойкостью. Он достаточно пластичен для глубокой вытяжки и сварки, но имеет низкую прочность. Он обычно используется в оборудовании для химической обработки, светоотражателях и ювелирных изделиях . [5]
Марка 3003-H14 прочнее, чем 1100, сохраняя при этом такую же формуемость и низкую стоимость. Он устойчив к коррозии и поддается сварке. Он часто используется для штамповки , прядения и вытягивания деталей, почтовых ящиков , шкафов , резервуаров и лопастей вентиляторов . [5]
Марка 5052-H32 намного прочнее, чем 3003, но при этом сохраняет хорошую формуемость. Он сохраняет высокую коррозионную стойкость и свариваемость. Общие приложения включают электронные шасси, резервуары и сосуды под давлением . [5]
Марка 6061-T6 представляет собой обычный термообработанный конструкционный алюминиевый сплав. Он свариваемый, устойчивый к коррозии и прочнее, чем 5052, но не такой пластичный. При сварке он теряет часть своей прочности. [5] Он используется в конструкциях современных самолетов. [8]
Латунь
Латунь - это сплав меди, который широко используется в качестве листового металла. По сравнению с медью, он имеет большую прочность, коррозионную стойкость и формуемость, но при этом сохраняет свою проводимость.
При гидроформовке листов изменение свойств входящего рулона листа является общей проблемой процесса формования, особенно в случае материалов для автомобильной промышленности. Несмотря на то, что входящий рулон листа может соответствовать требованиям к испытаниям на растяжение, при производстве часто наблюдается высокий процент брака из-за непостоянного поведения материала. Таким образом, существует острая потребность в различающем методе проверки формуемости поступающего листового материала. Гидравлическое испытание на выпуклость листа имитирует условия двухосной деформации, обычно наблюдаемые при производственных операциях.
Для формирования предельных кривых из алюминия, низкоуглеродистой стали и латуни. Теоретический анализ выполняется путем вывода основных уравнений для определения эквивалентного напряжения и эквивалентной деформации на основе сферического выпуклости и критерия текучести Трески с соответствующим правилом потока. Для экспериментов используется круговая сетка анализа. [9]
Измерять
Многие международные организации по стандартизации не одобряют использование калибровочных номеров для обозначения толщины листового металла. Например, ASTM заявляет в спецификации ASTM A480-10a: «Использование номера калибра не рекомендуется как архаичный термин ограниченной полезности, не имеющий общего согласия по значению». [10]
Стандартный калибр изготовителя для листовой стали основан на средней плотности 41,82 фунта на квадратный фут на дюйм толщины [11], что эквивалентно 501,84 фунта на кубический фут (8 038,7 кг / м 3 ). Калибр определяется по-разному для черных (на основе железа) и цветных металлов (например, алюминия и латуни).
Калибровочная толщина, указанная в столбце 2 (стандартный лист и листовой чугун США, десятичный дюйм (мм)), кажется несколько произвольной. Последовательность толщин четко прослеживается в столбце 3 (стандарт США для листового и листового чугуна и стали 64 дюйма (дельта)). Толщина изменяется сначала на 1/32 дюйма при увеличении толщины, а затем уменьшается до 1/64 дюйма, затем 1/128 дюйма, с конечным шагом в десятичных долях 1/64 дюйма.
Некоторые стальные трубы изготавливаются путем складывания одного стального листа в квадрат / круг и сварки швов вместе [12] [13] . Толщина их стенок аналогична (но отличается) от толщины стальных листов [14] .
Измерять | Стандарт США [16] [17] для листового и толстого железа и стали, десятичные дюймы (мм) | Стандарт США [16] [17] для листового и листового чугуна и стали 64 дюйма (дельта) | Производители Стандартного манометра для листовой стали [18] дюймы (мм) | Оцинкованная сталь дюйм (мм) | Нержавеющая сталь дюйм (мм) | Толщина стенки стальной трубы [14] дюймов (мм) | Алюминиевый дюйм (мм) | Цинк [18] дюймов (мм) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0000000 | 0,5000 (12,70) | 32 (-) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
000000 | 0,4688 (11,91) | 30 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
00000 | 0,4375 (11,11) | 28 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
0000 | 0,4063 (10,32) | 26 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
000 | 0,3750 (9,53) | 24 (-2) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
00 | 0,3438 (8,73) | 22 (-2) | ...... | ...... | ...... | 0,380 (9,7) | ...... | ...... |
0 | 0,3125 (7,94) | 20 (-2) | ...... | ...... | ...... | 0,340 (8,6) | ...... | ...... |
1 | 0,2813 (7,15) | 18 (-2) | ...... | ...... | ...... | 0,300 (7,6) | ...... | ...... |
2 | 0,2656 (6,75) | 17 (-1) | ...... | ...... | ...... | 0,284 (7,2) | ...... | ...... |
3 | 0,2500 (6,35) | 16 (-1) | 0,2391 (6,07) | ...... | ...... | 0,259 (6,6) | ...... | 0,006 (0,15) |
4 | 0,2344 (5,95) | 15 (-1) | 0,2242 (5,69) | ...... | ...... | 0,238 (6,0) | ...... | 0,008 (0,20) |
5 | 0,2188 (5,56) | 14 (-1) | 0,2092 (5,31) | ...... | ...... | 0,220 (5,6) | ...... | 0,010 (0,25) |
6 | 0,2031 (5,16) | 13 (-1) | 0,1943 (4,94) | ...... | ...... | 0,203 (5,2) | 0,162 (4,1) | 0,012 (0,30) |
7 | 0,1875 (4,76) | 12 (-1) | 0,1793 (4,55) | ...... | 0,1875 (4,76) | 0,180 (4,6) | 0,1443 (3,67) | 0,014 (0,36) |
8 | 0,1719 (4,37) | 11 (-1) | 0,1644 (4,18) | 0,1681 (4,27) | 0,1719 (4,37) | 0,165 (4,2) | 0,1285 (3,26) | 0,016 (0,41) |
9 | 0,1563 (3,97) | 10 (-1) | 0,1495 (3,80) | 0,1532 (3,89) | 0,1563 (3,97) | 0,148 (3,8) | 0,1144 (2,91) | 0,018 (0,46) |
10 | 0,1406 (3,57) | 9 (-1) | 0,1345 (3,42) | 0,1382 (3,51) | 0,1406 (3,57) | 0,134 (3,4) | 0,1019 (2,59) | 0,020 (0,51) |
11 | 0,1250 (3,18) | 8 (-1) | 0,1196 (3,04) | 0,1233 (3,13) | 0,1250 (3,18) | 0,120 (3,0) | 0,0907 (2,30) | 0,024 (0,61) |
12 | 0,1094 (2,78) | 7 (-1) | 0,1046 (2,66) | 0,1084 (2,75) | 0,1094 (2,78) | 0,109 (2,8) | 0,0808 (2,05) | 0,028 (0,71) |
13 | 0,0938 (2,38) | 6 (-1) | 0,0897 (2,28) | 0,0934 (2,37) | 0,094 (2,4) | 0,095 (2,4) | 0,072 (1,8) | 0,032 (0,81) |
14 | 0,0781 (1,98) | 5 (-1) | 0,0747 (1,90) | 0,0785 (1,99) | 0,0781 (1,98) | 0,083 (2,1) | 0,063 (1,6) | 0,036 (0,91) |
15 | 0,0703 (1,79) | 4,5 (-0,5) | 0,0673 (1,71) | 0,0710 (1,80) | 0,07 (1,8) | 0,072 (1,8) | 0,057 (1,4) | 0,040 (1,0) |
16 | 0,0625 (1,59) | 4,0 (-0,5) | 0,0598 (1,52) | 0,0635 (1,61) | 0,0625 (1,59) | 0,065 (1,7) | 0,0508 (1,29) | 0,045 (1,1) |
17 | 0,0563 (1,43) | 3,6 (-0,4) | 0,0538 (1,37) | 0,0575 (1,46) | 0,056 (1,4) | 0,058 (1,5) | 0,045 (1,1) | 0,050 (1,3) |
18 | 0,0500 (1,27) | 3,2 (-0,4) | 0,0478 (1,21) | 0,0516 (1,31) | 0,0500 (1,27) | 0,049 (1,2) | 0,0403 (1,02) | 0,055 (1,4) |
19 | 0,0438 (1,11) | 2,8 (-0,4) | 0,0418 (1,06) | 0,0456 (1,16) | 0,044 (1,1) | 0,042 (1,1) | 0,036 (0,91) | 0,060 (1,5) |
20 | 0,0375 (0,95) | 2,4 (-0,4) | 0,0359 (0,91) | 0,0396 (1,01) | 0,0375 (0,95) | 0,035 (0,89) | 0,0320 (0,81) | 0,070 (1,8) |
21 год | 0,0344 (0,87) | 2,2 (-0,2) | 0,0329 (0,84) | 0,0366 (0,93) | 0,034 (0,86) | 0,032 (0,81) | 0,028 (0,71) | 0,080 (2,0) |
22 | 0,0313 (0,80) | 2,0 (-0,2) | 0,0299 (0,76) | 0,0336 (0,85) | 0,031 (0,79) | 0,028 (0,71) | 0,025 (0,64) | 0,090 (2,3) |
23 | 0,0281 (0,71) | 1,8 (-0,2) | 0,0269 (0,68) | 0,0306 (0,78) | 0,028 (0,71) | 0,025 (0,64) | 0,023 (0,58) | 0,100 (2,5) |
24 | 0,0250 (0,64) | 1,6 (-0,2) | 0,0239 (0,61) | 0,0276 (0,70) | 0,025 (0,64) | 0,022 (0,56) | 0,02 (0,51) | 0,125 (3,2) |
25 | 0,0219 (0,56) | 1,4 (-0,2) | 0,0209 (0,53) | 0,0247 (0,63) | 0,022 (0,56) | ...... | 0,018 (0,46) | ...... |
26 год | 0,0188 (0,48) | 1,2 (-0,2) | 0,0179 (0,45) | 0,0217 (0,55) | 0,019 (0,48) | ...... | 0,017 (0,43) | ...... |
27 | 0,0172 (0,44) | 1,1 (-0,1) | 0,0164 (0,42) | 0,0202 (0,51) | 0,017 (0,43) | ...... | 0,014 (0,36) | ...... |
28 год | 0,0156 (0,40) | 1,0 (-0,1) | 0,0149 (0,38) | 0,0187 (0,47) | 0,016 (0,41) | ...... | 0,0126 (0,32) | ...... |
29 | 0,0141 (0,36) | 0,9 (-0,1) | 0,0135 (0,34) | 0,0172 (0,44) | 0,014 (0,36) | ...... | 0,0113 (0,29) | ...... |
30 | 0,0125 (0,32) | 0,8 (-0,1) | 0,0120 (0,30) | 0,0157 (0,40) | 0,013 (0,33) | ...... | 0,0100 (0,25) | ...... |
31 год | 0,0109 (0,28) | 0,7 (-0,1) | 0,0105 (0,27) | 0,0142 (0,36) | 0,011 (0,28) | ...... | 0,0089 (0,23) | ...... |
32 | 0,0102 (0,26) | 0,65 (-0,05) | 0,0097 (0,25) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
33 | 0,0094 (0,24) | 0,60 (-0,05) | 0,0090 (0,23) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
34 | 0,0086 (0,22) | 0,55 (-0,05) | 0,0082 (0,21) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
35 год | 0,0078 (0,20) | 0,50 (-0,05) | 0,0075 (0,19) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
36 | 0,0070 (0,18) | 0,45 (-0,05) | 0,0067 (0,17) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
37 | 0,0066 (0,17) | 0,425 (-0,025) | 0,0064 (0,16) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
38 | 0,0063 (0,16) | 0,400 (-0,025) | 0,0060 (0,15) | ...... | ...... | ...... | ...... | ...... |
Допуски
В процессе прокатки ролики слегка изгибаются, в результате чего листы становятся тоньше по краям. [5] Допуски в таблице и приложениях отражают текущую производственную практику и коммерческие стандарты и не являются репрезентативными для стандартного калибра изготовителя, который не имеет внутренних допусков.
Измерять | Номинальный [ дюйм (мм)] | Макс [дюйм (мм)] | Мин [ дюйм (мм)] |
---|---|---|---|
10 | 0,1345 (3,42) | 0,1405 (3,57) | 0,1285 (3,26) |
11 | 0,1196 (3,04) | 0,1256 (3,19) | 0,1136 (2,89) |
12 | 0,1046 (2,66) | 0,1106 (2,81) | 0,0986 (2,50) |
14 | 0,0747 (1,90) | 0,0797 (2,02) | 0,0697 (1,77) |
16 | 0,0598 (1,52) | 0,0648 (1,65) | 0,0548 (1,39) |
18 | 0,0478 (1,21) | 0,0518 (1,32) | 0,0438 (1,11) |
20 | 0,0359 (0,91) | 0,0389 (0,99) | 0,0329 (0,84) |
22 | 0,0299 (0,76) | 0,0329 (0,84) | 0,0269 (0,68) |
24 | 0,0239 (0,61) | 0,0269 (0,68) | 0,0209 (0,53) |
26 год | 0,0179 (0,45) | 0,0199 (0,51) | 0,0159 (0,40) |
28 год | 0,0149 (0,38) | 0,0169 (0,43) | 0,0129 (0,33) |
Толщина [ дюйм (мм)] | Ширина листа | |
---|---|---|
36 (914,4) [ дюйм (мм)] | 48 (1219) [ дюйм (мм)] | |
0,018–0,028 (0,46–0,71) | 0,002 (0,051) | 0,0025 (0,064) |
0,029–0,036 (0,74–0,91) | 0,002 (0,051) | 0,0025 (0,064) |
0,037–0,045 (0,94–1,14) | 0,0025 (0,064) | 0,003 (0,076) |
0,046–0,068 (1,2–1,7) | 0,003 (0,076) | 0,004 (0,10) |
0,069–0,076 (1,8–1,9) | 0,003 (0,076) | 0,004 (0,10) |
0,077–0,096 (2,0–2,4) | 0,0035 (0,089) | 0,004 (0,10) |
0,097–0,108 (2,5–2,7) | 0,004 (0,10) | 0,005 (0,13) |
0,109–0,125 (2,8–3,2) | 0,0045 (0,11) | 0,005 (0,13) |
0,126–0,140 (3,2–3,6) | 0,0045 (0,11) | 0,005 (0,13) |
0,141–0,172 (3,6–4,4) | 0,006 (0,15) | 0,008 (0,20) |
0,173–0,203 (4,4–5,2) | 0,007 (0,18) | 0,010 (0,25) |
0,204–0,249 (5,2–6,3) | 0,009 (0,23) | 0,011 (0,28) |
Толщина [ дюйм (мм)] | Ширина листа | |
---|---|---|
36 (914,4) [ дюйм (мм)] | 48 (1219) [ дюйм (мм)] | |
0,017–0,030 (0,43–0,76) | 0,0015 (0,038) | 0,002 (0,051) |
0,031–0,041 (0,79–1,04) | 0,002 (0,051) | 0,003 (0,076) |
0,042–0,059 (1,1–1,5) | 0,003 (0,076) | 0,004 (0,10) |
0,060–0,073 (1,5–1,9) | 0,003 (0,076) | 0,0045 (0,11) |
0,074–0,084 (1,9–2,1) | 0,004 (0,10) | 0,0055 (0,14) |
0,085–0,099 (2,2–2,5) | 0,004 (0,10) | 0,006 (0,15) |
0,100–0,115 (2,5–2,9) | 0,005 (0,13) | 0,007 (0,18) |
0,116–0,131 (2,9–3,3) | 0,005 (0,13) | 0,0075 (0,19) |
0,132–0,146 (3,4–3,7) | 0,006 (0,15) | 0,009 (0,23) |
0,147–0,187 (3,7–4,7) | 0,007 (0,18) | 0,0105 (0,27) |
Формовочные процессы
Гибка
Уравнение для оценки максимальной изгибающей силы:
,
где k - коэффициент, учитывающий несколько параметров, включая трение. T - предел прочности металла при растяжении . L и t - длина и толщина листового металла соответственно. Переменная W - это открытая ширина V-образного штампа или шлифовального штампа.
Вьющийся
Процесс завивки используется для формирования края кольца. Этот процесс используется для удаления острых краев. Это также увеличивает момент инерции около загнутого конца. Развальцовку / заусенец следует отвернуть от матрицы. Он используется для скручивания материала определенной толщины. Инструментальная сталь обычно используется из-за износа в процессе эксплуатации.
Расчленение
Это процесс металлообработки для устранения изгиба, горизонтального изгиба полосового материала. Это может быть сделано для секции конечной длины или катушек. Это похоже на сплющивание в процессе правки, но на деформированном крае.
Глубокий рисунок
Волочение - это процесс формования, при котором металл растягивают по форме или штампу . [20] При глубокой вытяжке глубина изготавливаемой детали превышает половину ее диаметра. Глубокая вытяжка используется для изготовления автомобильных топливных баков, кухонных раковин, двухсекционных алюминиевых банок и т. Д. Глубокая вытяжка обычно выполняется в несколько этапов, называемых уменьшением вытяжки. Чем больше глубина, тем больше требуется редукций. Глубокая вытяжка также может быть достигнута с меньшим обжатием за счет нагрева заготовки, например, при производстве мойки.
Во многих случаях материал прокатывается на стане в обоих направлениях для облегчения глубокой вытяжки. Это приводит к более однородной зернистой структуре, которая ограничивает разрыв и упоминается как материал «качества вытяжки».
Расширение
Расширение - это процесс вырезания или штамповки прорезей в чередующемся порядке, очень похожий на скрепление подрамником в кирпичной кладке, а затем растягивание листа в виде гармошки. Он используется там, где требуется поток воздуха и воды, а также когда требуется легкий вес за счет твердой плоской поверхности. Аналогичный процесс используется в других материалах, таких как бумага, для создания недорогой упаковочной бумаги с лучшими поддерживающими свойствами, чем одна только плоская бумага.
Подшивка и сшивание
Подшивка - это процесс загибания края листового металла на себя для усиления этого края. Сшивание - это процесс складывания двух листов металла вместе для образования соединения.
Гидроформинг
Гидроформование - это процесс, аналогичный глубокой вытяжке, в котором деталь формируется путем вытягивания заготовки на неподвижной головке . Требуемая сила создается прямым приложением чрезвычайно высокого гидростатического давления к заготовке или баллону, который находится в контакте с заготовкой, а не подвижной частью матрицы в механическом или гидравлическом прессе. В отличие от глубокой вытяжки, гидроформование обычно не требует уменьшения вытяжки - деталь формируется за один этап.
Инкрементное формование листа
Инкрементное формование листа или процесс формовки ISF - это в основном процесс обработки листового металла или формовки листового металла. В этом случае листу придают окончательную форму посредством серии процессов, в каждой из которых может быть выполнена небольшая инкрементная деформация.
Глажка
Глажение - это процесс обработки листового металла или его формовки. Он равномерно утончает заготовку в определенной области. Это очень полезный процесс. Он используется для изготовления деталей с однородной толщиной стенки с высоким отношением высоты к диаметру. Он используется в производстве алюминиевых банок для напитков.
Лазерная резка
Листовой металл можно разрезать различными способами, от ручных инструментов, называемых ножницами для жести, до очень больших механических ножниц. С развитием технологий резка листового металла превратилась в компьютеры для точной резки. Многие операции по резке листового металла основаны на лазерной резке с числовым программным управлением (ЧПУ) или перфорационном прессе с ЧПУ.
Лазер с ЧПУ включает перемещение линзы, несущей луч лазерного света по поверхности металла. Кислород, азот или воздух подают через то же сопло, из которого выходит лазерный луч. Металл нагревается и обжигается лазерным лучом, разрезая металлический лист. [21] Кромка может быть зеркально гладкой, точность составляет около 0,1 мм (0,0039 дюйма). Скорость резки тонких листов толщиной 1,2 мм (0,047 дюйма) может достигать 25 м (82 футов) в минуту. В большинстве систем лазерной резки используется лазерный источник на основе CO2 с длиной волны около 10 мкм ; в некоторых более современных системах используется лазер на основе YAG с длиной волны около 1 мкм.
Фотохимическая обработка
Фотохимическая обработка, также известная как фототравление, представляет собой жестко контролируемый процесс коррозии, который используется для производства сложных металлических деталей из листового металла с очень мелкими деталями. Процесс фототравления включает нанесение фоточувствительного полимера на необработанный металлический лист. Используя разработанные САПР фото-инструменты в качестве трафаретов, металл подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, чтобы оставить рисунок дизайна, который проявляется и вытравливается на металлическом листе.
Перфорация
Перфорация - это процесс резки, при котором в плоской заготовке пробивается несколько небольших отверстий близко друг к другу. Перфорированный листовой металл используется для изготовления самых разнообразных инструментов для резки поверхности, таких как поверхность .
Листогибочный пресс
Этот вид гибки используется для изготовления длинных и тонких деталей из листового металла. Станок, сгибающий металл, называется листогибочным прессом . В нижней части пресса имеется V-образная канавка, называемая матрицей. В верхней части пресса находится пуансон, который вдавливает листовой металл в V-образную матрицу, заставляя его изгибаться. [22] Используется несколько техник, но наиболее распространенным современным методом является «изгибание воздухом». Здесь матрица имеет более острый угол, чем требуемый изгиб (обычно 85 градусов для изгиба на 90 градусов), и верхний инструмент точно контролируется в ходе своего хода, чтобы толкать металл вниз на требуемую величину, чтобы изгибать его на 90 градусов. Обычно машина общего назначения имеет доступное усилие изгиба около 25 тонн на метр длины. Ширина отверстия нижней матрицы обычно в 8-10 раз превышает толщину сгибаемого металла (например, 5-миллиметровый материал может быть согнут в 40-миллиметровой матрице). Внутренний радиус изгиба, образованного в металле, определяется не радиусом верхнего инструмента, а шириной нижней матрицы. Обычно внутренний радиус равен 1/6 от ширины V, используемой в процессе формования.
Пресс обычно имеет какой-то задний упор для определения глубины изгиба вдоль заготовки. Задний упор может управляться компьютером, что позволяет оператору выполнять серию изгибов детали с высокой степенью точности. Простые машины управляют только ограничителем обратного хода, более совершенные машины контролируют положение и угол упора, его высоту и положение двух контрольных штифтов, используемых для определения местоположения материала. Машина также может записывать точное положение и давление, необходимое для каждой операции гибки, чтобы оператор мог добиться идеального изгиба под углом 90 градусов при выполнении различных операций с деталью.
Штамповка
Пробивка осуществляется путем помещения листа металлической заготовки между пуансоном и штампом, установленным в прессе. Пуансон и матрица изготовлены из закаленной стали и имеют одинаковую форму. Пуансон рассчитан на то, чтобы он очень плотно прилегал к матрице. Пресс толкает пуансон к матрице и в нее с достаточной силой, чтобы прорезать отверстие в заготовке. В некоторых случаях пуансон и матрица «гнездятся» вместе, создавая углубление в прикладе. При прогрессивной штамповке рулон материала подается в длинную многоступенчатую матрицу / пуансон. За один этап можно получить несколько отверстий простой формы, а за несколько этапов - сложные отверстия. На заключительном этапе деталь высвобождается из «паутины».
Типичный револьверный перфоратор с ЧПУ имеет на выбор до 60 инструментов в «револьверной головке», которую можно вращать, чтобы привести любой инструмент в положение пробивки. Простая форма (например, квадрат, круг или шестиугольник) вырезается прямо из листа. Сложную форму можно вырезать, сделав по периметру множество квадратных или закругленных надрезов. Пуансон менее гибкий, чем лазер для резки сложных форм, но быстрее для повторяющихся форм (например, решетка кондиционера). Пробойник с ЧПУ может производить 600 ходов в минуту.
Типичный компонент (например, сторона корпуса компьютера) можно вырезать с высокой точностью из чистого листа менее чем за 15 секунд с помощью пресса или лазерного станка с ЧПУ.
Профилегибочное формование
Операция непрерывной гибки для производства открытых профилей или сварных труб большой длины или в больших количествах.
Прокатка
Прокатка - это обработка металла или обработка металлов давлением. В этом методе заготовка пропускается через одну или несколько пар валков для уменьшения толщины. Он используется для обеспечения однородности толщины. Классифицируется по температуре прокатки: [23]
1. Горячая прокатка: при этой температуре выше температуры рекристаллизации.
2. Холодная прокатка: при этой температуре ниже температуры рекристаллизации.
3. Теплая прокатка: при этой температуре используется промежуточная между горячей и холодной прокаткой.
Спиннинг
Прядение применяется для изготовления трубчатых (осесимметричных) деталей путем закрепления части листовой заготовки на вращающейся форме ( оправке ). Ролики или жесткие инструменты прижимают заготовку к форме, растягивая ее до тех пор, пока заготовка не примет форму формы. Спиннинг используется для изготовления корпусов ракетных двигателей, носовых обтекателей ракет, спутниковых антенн и металлических кухонных воронок.
Штамповка
Штамповка включает в себя множество операций, таких как штамповка, вырубка, тиснение, гибка, отбортовка и чеканка; простые или сложные формы можно формовать с высокой производительностью; Затраты на инструменты и оборудование могут быть высокими, но затраты на рабочую силу низкие.
В качестве альтернативы, связанные методы репусса и чеканки требуют низких затрат на инструменты и оборудование, но высоких затрат на рабочую силу.
Гидроабразивная резка
Водоструйный резак, также известный как водоструйный резак, представляет собой инструмент, способный к контролируемой эрозии металла или других материалов с помощью струи воды с высокой скоростью и давлением или смеси воды и абразивного вещества.
Уилинг
Процесс использования английского колеса называется колесом. В основном это процесс обработки или штамповки металла. Английское колесо используется мастером для создания сложных кривых из плоского металлического листа из алюминия или стали. Это дорого, так как требуется высококвалифицированная рабочая сила. Он может производить разные панели одним и тем же методом. Штамповочный пресс используется для производства большого количества изделий. [24]
Крепеж
Соединительные элементы, которые обычно используются на листе металла включают в себя: clecos , [25] заклепок , [26] и винтов для листового металла .
Смотрите также
- Анализ круговой сетки
- Гофрированное оцинкованное железо , также известное как гофрированный листовой металл.
- Алмазная пластина
- Диаграмма пределов формования
- Стальная полоса
- Темперирующая мельница
Рекомендации
- ^ «Руководство по проектированию: изготовление листового металла» (PDF) . xometry.com .
- ^ Грин, Арчи (1993). Колеблющиеся, свайные окурки и другие герои: исследования труда . Urbana ua: Univ. Иллинойс Пресс. п. 20. ISBN 9780252019630. Архивировано 14 июля 2015 года . Проверено 14 июля 2015 года .
- ^ Симпсон, Памела Х. (1999). Дешево, быстро и легко: имитирующие архитектурные материалы, 1870-1930 гг . Ноксвилл: Университет Теннесси Пресс. п. 31. ISBN 978-1-62190-157-0.
- ^ Ставетейг, Каарен Р. "Исторические декоративные металлические потолки и стены: использование, ремонт и замена" (PDF) . Записки по сохранению (49): 1–3 . Проверено 20 марта 2019 года .
- ^ Б с д е е г ч я J K L «Листовой металл» . Precisionsheetmetal.com. Архивировано из оригинала на 2009-06-15.
- ^ «Экологичность алюминия в зданиях» (PDF) . Европейская алюминиевая ассоциация . Проверено 20 июня 2013 года .
- ^ "Каталог компании Central Steel & Wire Company" (изд. 2006–2008 гг.): 151. Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ↑ Вся металлическая конструкция сделана легко. Архивировано 18 февраля 2012 г. в Wayback Machine.
- ^ https://www.researchgate.net/publication/321168677_Investigation_of_Forming_Limit_Curves_of_Various_Sheet_Materials_Using_Hydraulic_Bulge_Testing_With_Analytical_Experimental_and_FEA_Techniques .
- ^ «Стандартные технические условия ASTM A480 / A480M-13b для общих требований к плоскому листу, листу и полосам из нержавеющей и жаропрочной стали» . ASTM International. Архивировано 22 февраля 2014 года.
- ^ Оберг , стр. 2522.
- ^ "Как изготавливаются стальные трубы?" . Наука . Проверено 12 мая 20 .
- ^ Inc, McHone Industries. «Как производится трубная сталь? | Процесс производства труб» . blog.mchoneind.com . Проверено 12 мая 20 .
- ^ а б «Таблица размеров труб» . Техническая сталь и материалы . Проверено 12 мая 20 .
- ^ Роулетт, Росс (26 июля 2002 г.). «Толщиномеры листового металла» . Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл. Архивировано 19 июля 2013 года . Проверено 21 июня 2013 года .
- ^ а б Оберг , стр. 387.
- ^ a b : Стандартный калибр для листового и толстолистового чугуна и стали
- ^ а б Оберг , стр. 2502.
- ^ «Диапазоны допуска толщины ASTM-AISI» (PDF) . CoyoteSteel.com. Архивировано 5 августа 2012 года (PDF) . Проверено 20 июня 2013 года .
- Перейти ↑ Parker , pp. 20, 85
- ^ Томас, Дэниел Дж. (Август 2011 г.). «Влияние параметров процесса лазерной и плазменной резки с поперечным смещением на передовые характеристики и долговечность транспортных средств Yellow Goods» . Журнал производственных процессов . 13 (2): 120–132. DOI : 10.1016 / j.jmapro.2011.02.002 . ISSN 1526-6125 .
- Перейти ↑ Parker , pp. 29, 83
- ^ Паркер , стр. 115
- ^ Паркер , стр. 89
- ^ Паркер , стр. 70
- Перейти ↑ Parker , pp. 17, 22, 29–30, 117
Библиография
- Оберг, Эрик; Джонс, Франклин Д. (2004). Справочник машин (27-е изд.). Нью-Йорк: Промышленная пресса . ISBN 0-8311-2700-7.
- Паркер (2013). Победа в строительстве: производство самолетов в районе Лос-Анджелеса во время Второй мировой войны . Сайпресс, Калифорния. ISBN 978-0-9897906-0-4.
Внешние ссылки
- «Процесс гибки листового металла» . Nanjing Harsle Machine Tool Co. Ltd.
- "История стандартных манометров производителей" . Новости рынка стали.
- «Калибры и толщины листовой стали» (PDF) . Факты о листовой стали . Канадский институт строительства из листовой стали. Апрель 2009 г.
- Вехи в истории листового металла