摘要:介绍了热压板的基本技术要求、加热介质种类及加热通道设计，重点阐述了热压板的加工工艺。
关键词:热压板;通道设计;加工工艺
江苏昆山地区是我国热压机、热压板的设计与制造的重要生产基地，据粗略统计，该地区现有热压机、热压板制造企业100多家，产品销往全国各地并远销东南亚等国家。热压板是热压机的核心零部件之一，其内部设有加热通道或加热管，用于传递热量和压力，广泛用于人造板、橡塑、建材、汽车、电子等行业的各种单层或多层热压机。热压板外形如图1所示.人造板生产使用的热压机是将铺装后的板坯进行热压，从而使其固化成型，然后形成具有一定幅面和厚度的人造板。热压板传热性能的优劣、机械强度与刚度的大小，以及加工精度等对人造板产品的质量和产量都有直接的影响。因此，为了提高热压板的质量，热压板生产制造企业必须认真研究热压板的技术要求及加热通道的设计。
1热压板基本技术要求
(1)热压板的设计、制造、验收应符合GB/T5856－1999《热压机通用技术条件》和热压机热压板技术条件(LY/T1004－2013)的有关规定。如热压板上下面的平面度分为4级，其公差值分别为:0.02+0.03×L/1000(0级)、0.03+0.04×L/1000(1级)、0.05+0.05×L/1000(2级)、0.05+0.06×L/1000(3级)。热压板上下面的平行度也分为4级，其公差值分别为:0.03+0.03×L/1000(0级)、0.03+0.05×L/1000(1级)、0.05+0.06×L/1000(2级)、0.05+0.08×L/1000(3级)。(2)未注明尺寸公差要求的尺寸，应符合GB/T1804—2000《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》要求，精度要求较高的则应对长度、宽度和对角线允差及厚度公差等提出具体的公差要求。(3)未注明形位公差的工作面及热压板周边的直线度、平面度、平行度、垂直度、对称度等可参照GB/T1184－1996《形状和位置公差未注公差值》附表1～3公差等级的有关规定。(4)刨切加工后精磨前最好对半成品进行一次人工时效处理，如振动时效可以有效消除焊接和加工应力，减少变形，提高尺寸精度的稳定性。(5)对毛坯材质的要求。热压板大多采用低碳钢板制造，推荐使用Q235B钢板;在板坯制备时，如果板坯幅面足够，应尽量采用整块的板料做毛坯，特殊情况下，如遇板坯尺寸不够，允许采用焊接的方法进行拼接，拼接时焊缝坡口要尽可能大，优先采用CO2气体保护焊，这种焊接方法成本低、效率高、防锈性能好，焊接时采用双面焊缝对称焊接的方式可有效减少焊接应力和变形，能确保焊透和焊接牢靠，有条件的企业最好能进行探伤检测，以防止通道贯通和介质泄漏，打深孔时应尽量避开焊缝位置。(6)加工通道深孔时，如果沿热压板的宽度方向打孔，当钻杆长度足够时可一次性打通，如果是沿热压板的长度方向打孔，则应采用两端对钻的加工方法，对钻时要保持两端对钻孔在同一轴线上，防止钻偏和错位，两端孔的轴线偏移量应小于2mm。(7)热压板上下大面的粗糙度值一般应小于Ｒa1.6(μm)，周边粗糙度值一般应小于Ｒa6.3(μm)。(8)热压板加工完成后应以高于工作压力1.5倍的压力进行耐压测试，保压15min，不得有渗漏现象。(9)磨削加工一般应作为主加工工序的最后一道工序，磨削加工后需要保护热压板的工作表面，不得有划痕、碰伤及金属分层等缺陷产生。(10)试压结束后，热压板的加热通道可采用压缩空气清除试压水、污物、铁屑等，以防止其堵塞。(11)每块热压板的各处温度及其传导的热量应均匀，以使被压制板坯受热均匀，无特殊要求时，一般温差应小于±5℃，因此循环孔的间距可采取非等距排列方式。(12)热压板必须具有足够的强度和刚度，并能够承受因高温变化而引起的热应力。(13)加热介质在热压板孔道内流通阻力要尽可能小。(14)热压机在运行过程中热压板的热胀冷缩不应对运动部件造成影响，可根据材质的线胀系数和温度的变化量计算其伸缩量，计算公式为:伸缩量=(实际使用温度－常温)×材料的线胀系数，计算时注意单位的统一。
2加热介质的种类及加热方式选择
热压板加热介质通常有饱和蒸汽、导热油、电热棒(管)和热水四种。实际生产中采用哪种加热介质及加热方式还应根据本企业的实际情况，如产品的品种和批量、温度要求、耗热量的大小、能源的供应等情况综合考虑，控温精度要求高时选用导热油加热器给热压板加热比直接电加热方式要好得多。
3加热通道设计
热压板通道的设计对加热速度、温度的均匀性、热效率的利用等都有很大影响，必须加以重视。对于热压板加热介质通道设计，主要应从以下五个方面进行考虑。3.1通道层数通道形式有单层通道型和双层通道型。厚度在120mm以下的薄热压板大多采用的是单层通道形式，少数厚度在120mm以上且耗热量较大的热压板，有时需要采用双层加热循环通道。3.2介质进出口个数选择(1)单进单出回路型。该型通道如图2所示，介质进口和出口均只有一个，特点是介质流经循环通道的路线比较长，管阻大，流速慢，进出口温差较大，一般只用在小幅面的热压板以及对温差要求不高的场合。(2)一进双出回路型。该型通道如图3所示，加热介质一个进口，两个出口，循环通道长度相当于同等幅面单进单出的一半，进出口温差相应减小，进口阻力比出口阻力大。(3)两进一出回路型。该型通道如图4所示，加热介质两个进口，一个出口，循环通道长度也是相当于同等幅面单进单出的一半，进出口温差相应减小，但介质出口阻力比进口阻力大。(4)双进双出回路型。该型通道如图5所示，加热介质进口和出口均为两个，循环通道长度也是相当于单进单出的一半，进出口温差进一步减小，介质出口阻力与进口阻力相当。(5)多进多出回路型。该型通道如图6所示，加热介质进口和出口均为三个及以上，循环通道长度短，流速快，进出口温差很小，介质出口阻力与进口阻力也进一步减小，但介质进出口的管路布置比较复杂。3.3深孔排布方式(1)横向通道回路型。该型通道如图6所示，深孔的方向在热压板的宽度方向，一般可一次打通.(2)纵向通道回路型。该型通道如图7所示，深孔的方向在热压板的长度方向，一般需要双向对加工才能打通。3.4介质进出口的位置分布(1)进出口在压板同侧型，该型通道如图8所示。(2)进出口在压板对侧或对角型，该型通道见图7。(3)电热棒(管)加热型，该型通道如图9所示。其深孔布置可以相互独立，不需要做成循环通道，一般取其短尺寸方向打深孔，孔的直径应与电热棒(管)的直径相适应。3.5通道直径选择通道直径应根据热压板的厚度和使用的介质不同进行选择。目前热压板常用的深孔钻规格有20、25、28、30、40mm等。通道大小的选择主要根据热压板厚度，介质种类、黏度、流速等因素综合考虑。一般来说，采用饱和蒸汽加热，其流动性好，孔径可小些;采用导热油或热水加热，流动性差，孔径应适当加大。
4热压板加工工艺
由于不同企业的设备和加工能力不同，所以热压板加工工艺也不同，中小企业一般采用以下典型加工工艺［1］:备料→清理→整形→铣削→刨削→人工时效处理→钻深孔→铣削→焊接→铣削→钻孔→钳工→磨削→钳→试压→检验→打标记→打包→入库。下面对主要工序的加工内容及加工要求进行简单介绍。4.1气割下料毛坯一般采用导轨式半自动切割机气割下料，有条件的企业可以采用等离子切割或激光切割下料，等离子切割加工余量小，变形小，但必须清理割渣、氧化皮等。4.2整形整形的目的主要是将变形太大的毛坯板进行整平，以减少加工余量，主要有两种方法:一是机械校正法，即用大吨位整形压机整形，将热压板变形部位在外力的作用下消除;二是用火焰加热整形，即使用氧炔焰或其他高温火焰对变形部位加热，利用热胀冷缩原理产生新的变形来校正原来的变形，这种方法具有一定的难度，非熟练工人难以掌握和控制。4.3铣削采用压板侧面铣专用机床进行粗铣周边，并预留下道精铣工序的加工余量。4.4粗刨上下平面使用龙门刨床或单臂刨床加工上下平面。由于热压板面积较大、刚性较差，因此在铣削、刨削和磨削加工定位时往往需要利用多个支承点(等高块)限制一个自由度，也就是采用过定位的方法进行装夹加工。4.5钻深孔内排屑深孔加工使用热压板专用深孔钻床，在机械制造业中一般将孔的“深径比”大于10倍的孔称为深孔，而热压板孔的深径比可达50～100倍，其加工难度很大［2－4］。(1)深孔加工主要特点:①不能直接观察到钻头的切削情况;②切削热不易扩散，一般切削过程中80%的切削热被切屑带走，而深孔钻削只能带走40%，传入刀具的热量占切削热的比例较大，刃口的切削温度高达600℃，因此必须采取有效的强制冷却措施;③切屑不易排出，深孔切屑经过的路线长，容易发生阻塞造成钻头崩刃;④工艺系统刚性差，孔的深径比很大，钻杆细而长，刚性差，易产生振动，加工时易走偏，导致钻孔偏斜而影响加工精度和生产效率，因而钻头的导向极为重要。(2)深孔加工采取的措施:①强制冷却和润滑。一般使用高压泵打入冷却液进行加压冷却，同时将切屑带出，冷却液必须有合适的压力和流量，散热要充分，可用大容量的水箱进行散热，过滤要充分，冷却液循环使用，必须将带有铁屑的冷却液进行充分过滤以便形成润滑膜，保护液压泵、液压元件和管路阀门等。②正确处理切屑。为了便于排屑，一般情况下，内排屑深孔钻，通常采用分屑和断屑(钻头上增加卷屑台阶等)等措施，使切削过程稳定，避免出现带状切屑或形态突然变化和无规律变化。③合理导向。设计深孔钻头时，以两个导向块和一个副切削刃的结构确定其径向尺寸，这样刀具可以在工件孔内三点定心，自行导向，解决因钻杆刚性不足钻孔走偏的问题，在刀具切入时，还需要有导向装置和辅助支承，切入口要有密封装置。4.6铣削铣腰形沉槽，用指形铣刀或键槽铣刀加工。4.7焊接堵头一般有圆形和腰形两种堵头，焊接前应彻底清除孔内切屑，注意堵头的嵌入深度，焊缝应略高于侧平面，以便精铣时能有足够的加工余量，确保表面加工平整。4.8精铣周边焊接堵头后，还需要进行一次精铣加工，以达到图纸要求的长宽尺寸。4.9钻孔攻丝加工所有热压板附件的连接孔、吊装孔、测温孔等，应严格控制靠近通道的孔深，防止其与加热管路贯通。4.10精磨平面精磨为最后一道加工工序，应达到所要求的尺寸精度、形位公差和粗糙度等要求。4.11试压检验使用专用的试压台进行检验试压，采用实际使用压力的1.5倍保压15min，不得有泄漏，试压完成后应及时清除热压板内部的残留水。4.12后续处理热压板试压结束并清理干净后，应及时打上标记，然后涂上防锈油.
作者：朱圣华 浦嘉浚 吴磊 杨庆龙 单位：昆山登云科技职业学院机电工程系 昆山达沪机械制造有限公司
