Keskkonnakaitse teadlikkuse kasvuga on uute energiaallikate arendamine ja propageerimine kogu maailmas muutnud energiaautode edendamise ja rakendamise vältimatuks. Samal ajal muutuvad üha kõrgemaks nõuded autotööstuse materjalide kergekaalulisele arendamisele, alumiiniumisulamite ohutule kasutamisele ning nende pinnakvaliteedile, suurusele ja mehaanilistele omadustele. Näiteks 1,6-tonnise elektrisõiduki puhul on alumiiniumisulami materjal umbes 450 kg, mis moodustab umbes 30%. Ekstrusioonitootmisprotsessis ilmnevad pinnadefektid, eriti sise- ja välispindadel esinev jämedateraline probleem, mõjutavad tõsiselt alumiiniumprofiilide tootmise edenemist ja muutuvad nende rakenduste arendamise kitsaskohaks.
Ekstrudeeritud profiilide puhul on ekstrusioonvormide disain ja tootmine äärmiselt olulised, seega on elektrisõidukitele mõeldud alumiiniumprofiilide stantside uurimine ja arendamine hädavajalik. Teaduslike ja mõistlike stantslahenduste pakkumine aitab veelgi parandada elektrisõidukitele mõeldud alumiiniumprofiilide kvalifitseeritud kiirust ja ekstrusiooni tootlikkust, et rahuldada turu nõudlust.
1 Tootestandardid
(1) Osade ja komponentide materjalid, pinnatöötlus ja korrosioonikaitse peavad vastama ETS-01-007 „Alumiiniumisulamist profiildetailide tehnilised nõuded” ja ETS-01-006 „Anoodoksüdatsiooni pinnatöötluse tehnilised nõuded” asjakohastele sätetele.
(2) Pinnatöötlus: anoodne oksüdeerimine, pinnal ei tohi olla jämedaid terasid.
(3) Detailide pinnal ei tohi olla defekte, näiteks pragusid ja kortse. Detailid ei tohi pärast oksüdeerumist saastuda.
(4) Toote keelatud ained vastavad Q/JL J160001-2017 „Nõuded autotööstuse osades ja materjalides sisalduvatele keelatud ja piiratud ainete kohta” nõuetele.
(5) Mehaanilised omadused: tõmbetugevus ≥ 210 MPa, voolavuspiir ≥ 180 MPa, purunemisjärgne pikenemine A50 ≥ 8%.
(6) Uute energiasõidukite alumiiniumisulamite koostise nõuded on esitatud tabelis 1.
2 Ekstrusioonivormi struktuuri optimeerimine ja võrdlev analüüs Esinevad ulatuslikud elektrikatkestused
(1) Traditsiooniline lahendus 1: st täiustatakse esiosa ekstrusioonivormi konstruktsiooni, nagu on näidatud joonisel 2. Tavapärase konstruktsiooni idee kohaselt, nagu joonisel noolega näidatud, töödeldakse keskmise ribi asendit ja keelealuse drenaaži asendit, ülemine ja alumine drenaaž on ühel küljel 20° nurga all ning sula alumiiniumi tarnimiseks ribi ossa kasutatakse drenaažikõrgust H15 mm. Keelealumiinium kantakse üle täisnurga all ja sulaalumiinium jääb nurka, mistõttu on alumiiniumräbu abil lihtne tekitada surnud tsoone. Pärast tootmist kontrollitakse oksüdeerimise teel, et pind on äärmiselt altid jämedateralistele probleemidele.
Traditsioonilisele vormitootmisprotsessile tehti järgmised esialgsed optimeerimised:
a. Selle vormi põhjal püüdsime ribide alumiiniumivarustust etteande abil suurendada.
b. Algse sügavuse põhjal süvendatakse keelealuse tühja noa sügavust, st algsele 15 mm-le lisatakse 5 mm;
c. Sublingvaalse tühja laba laiust on algse 14 mm asemel 2 mm võrra laiendatud. Tegelik pilt pärast optimeerimist on näidatud joonisel 3.
Kontrolli tulemused näitavad, et pärast ülaltoodud kolme esialgset täiustust on profiilides pärast oksüdeerimistöötlust endiselt jämedateralisi defekte, mida pole mõistlikult kõrvaldatud. See näitab, et esialgne täiustuskava ei suuda endiselt täita elektrisõidukite alumiiniumisulamite tootmisnõudeid.
(2) Esialgse optimeerimise põhjal pakuti välja uus skeem 2. Uue skeemi 2 vormi konstruktsioon on näidatud joonisel 4. Vastavalt „metalli voolavuse põhimõttele“ ja „vähima takistuse seadusele“ kasutab täiustatud autoosade vorm „avatud tagumise augu“ konstruktsiooniskeemi. Ribi asend mängib rolli otseses löögis ja vähendab hõõrdetakistust; söötmispind on konstrueeritud „poti kaanekujuliseks“ ja silla asend on töödeldud amplituuditüübiks, mille eesmärk on vähendada hõõrdetakistust, parandada sulamist ja vähendada ekstrusioonirõhku; sild on võimalikult sügavale vajunud, et vältida jämedate terade probleemi silla põhjas, ja tühja noa laius silla põhja keele all on ≤3 mm; töörihma ja alumise stantsi töörihma vaheline astmevahe on ≤1,0 mm; tühi nuga ülemise stantsi keele all on sile ja ühtlase üleminekuga, jätmata voolutõket, ja vormimisava on stantsitud võimalikult otse. Keskmise sisemise ribi kahe pea vaheline töörihm on võimalikult lühike, üldiselt 1,5–2 korda seina paksusest pikem; drenaažisoonel on sujuv üleminek, et rahuldada õõnsusse voolava piisava metalli-alumiiniumvee nõuet, moodustades täielikult sulanud oleku ja jätmata üheski kohas surnud tsooni (ülemise matriitsi taga oleva tühja noa paksus ei ületa 2–2,5 mm). Ekstrusioonimatriitsi struktuuri võrdlus enne ja pärast täiustust on näidatud joonisel 5.
(3) Pöörake tähelepanu töötlemisdetailide täiustamisele. Silla asend on poleeritud ja ühendatud sujuvalt, ülemine ja alumine matriitsi töörihm on tasane, deformatsioonikindlus on vähenenud ja metallivool paraneb, et vähendada ebaühtlast deformatsiooni. See aitab tõhusalt vältida selliseid probleeme nagu jämedad terad ja keevitamine, tagades seeläbi, et ribide väljalaskeasend ja silla juure kiirus on sünkroniseeritud teiste osadega, ning mõistlikult ja teaduslikult kõrvaldab alumiiniumprofiili pinnal esinevad pinnaprobleemid, nagu jämedad terad keevitamisel. Võrdlus enne ja pärast vormi drenaaži parandamist on näidatud joonisel 6.
3 Ekstrusiooniprotsess
Elektrisõidukite jaoks mõeldud 6063-T6 alumiiniumisulami puhul on lõhestatud matriitsi ekstrusioonisuhe arvutatud 20–80-ks ja selle alumiiniummaterjali ekstrusioonisuhe 1800t masinas on 23, mis vastab masina tootmisvõimsuse nõuetele. Ekstrusiooniprotsess on näidatud tabelis 2.
Tabel 2 Uute elektriautode akupakettide kinnitustalade alumiiniumprofiilide ekstrusioonitootmisprotsess
Ekstrusiooni ajal pöörake tähelepanu järgmistele punktidele:
(1) Vormide kuumutamine samas ahjus on keelatud, vastasel juhul on vormi temperatuur ebaühtlane ja kristalliseerumine toimub kergesti.
(2) Kui ekstrusiooniprotsessi ajal toimub ebanormaalne seiskamine, ei tohi seiskamisaeg ületada 3 minutit, vastasel juhul tuleb vorm eemaldada.
(3) Pärast vormist eemaldamist on keelatud kuumutamiseks ahju tagasi viia ja seejärel otse välja pressida.
4. Hallituse parandamise meetmed ja nende tõhusus
Pärast kümneid hallitusremonttöid ja proovivormide täiustamist pakutakse välja järgmine mõistlik hallitusremondi plaan.
(1) Tehke esimene parandus ja kohandamine algsele vormile:
① Püüdke silda võimalikult sügavale vajuda ja silla põhja laius peaks olema ≤3 mm;
② Pea ja alumise vormi töörihma vaheline astmevahe peaks olema ≤1,0 mm;
③ Ärge jätke voolublokki;
4. Sisemiste ribide kahe isaspea vaheline töörihm peaks olema võimalikult lühike ja drenaažisoone üleminek peaks olema sujuv, võimalikult suur ja sujuv;
5 Alumise vormi töörihm peaks olema võimalikult lühike;
6. Üheski kohas ei tohiks olla surnud tsooni (tagumine tühi nuga ei tohiks ületada 2 mm);
7. Parandage ülemise vormi siseõõnsust jämedate teradega, vähendage alumise vormi töörihma ja lamendage vooluplokki või ärge kasutage vooluplokki ja lühendage alumise vormi töörihma.
(2) Eeltoodud vormi edasise modifitseerimise ja täiustamise põhjal teostatakse järgmised vormi modifikatsioonid:
① Kõrvaldage kahe isaspea surnud tsoonid;
② Kraabi vooluplokk maha;
③ Vähendage pea ja alumise stantsi töötsooni vahelist kõrguse erinevust;
④ Lühendage alumist stantsi töötsooni.
(3) Pärast vormi parandamist ja täiustamist saavutab valmistoote pinnakvaliteet ideaalse oleku, millel on hele pind ja jämedad terad, mis lahendab tõhusalt elektrisõidukite alumiiniumprofiilide pinnal esinevate jämedate terade, keevitamise ja muude defektide probleemid.
(4) Ekstrusioonimaht suurenes algselt 5 tonnilt päevas 15 tonnile päevas, mis parandas oluliselt tootmise efektiivsust.
5 Kokkuvõte
Algse vormi korduva optimeerimise ja täiustamise abil lahendati täielikult peamine probleem, mis oli seotud elektrisõidukite alumiiniumprofiilide pinna jämeda tera ja keevitamisega.
(1) Algse vormi nõrk lüli, keskmise ribi asendijoon, optimeeriti ratsionaalselt. Kahe pea surnud tsoonide kõrvaldamise, vooluploki lamenemise, pea ja alumise vormi töötsooni vahelise kõrguse erinevuse vähendamise ning alumise vormi töötsooni lühendamise abil saadi edukalt üle seda tüüpi autodes kasutatava 6063 alumiiniumisulami pinnadefektidest, nagu jämedad terad ja keevitus.
(2) Ekstrusioonimaht suurenes 5 tonnilt päevas 15 tonnile päevas, mis parandas oluliselt tootmise efektiivsust.
(3) See edukas ekstrusioonvormide disaini ja tootmise juhtum on esinduslik ja võrreldav sarnaste profiilide tootmisel ning väärib reklaamimist.
Postituse aeg: 16. november 2024
