Kuna alumiiniumisulamid on kerged, ilusad, hea korrosioonikindlusega ning suurepärase soojusjuhtivuse ja töötlemisvõimega, kasutatakse neid laialdaselt soojuse hajutamise komponentidena IT-tööstuses, elektroonika- ja autotööstuses, eriti praegu arenevas LED-tööstuses. Nendel alumiiniumisulamist soojust hajutavatel komponentidel on head soojuse hajumise funktsioonid. Tootmises on nende radiaatoriprofiilide tõhusa ekstrusioonitootmise võti vorm. Kuna nendel profiilidel on üldiselt suurte ja tihedate soojuseraldushammaste ja pikkade vedrustustorude omadused, ei suuda traditsiooniline tasapinnaline stantsi struktuur, poolõõnesprofiilvormi struktuur ja poolõõnesprofiilvormi struktuur hästi vastata vormi tugevuse ja ekstrusioonvormimise nõuetele.
Praegu loodavad ettevõtted rohkem valuvormi terase kvaliteedile. Vormi tugevuse parandamiseks ei kõhkle nad kalli imporditud terase kasutamisest. Vormi maksumus on väga kõrge ja vormi tegelik keskmine eluiga on alla 3t, mistõttu on radiaatori turuhind suhteliselt kõrge, mis piirab tõsiselt LED-lampide reklaamimist ja populariseerimist. Seetõttu on päevalillekujuliste radiaatoriprofiilide ekstrusioonvormid äratanud tööstuse inseneri- ja tehnilise personali suurt tähelepanu.
Selles artiklis tutvustatakse tegeliku tootmise näidete kaudu päevalilleradiaatoriprofiili ekstrusioonivormide erinevaid tehnoloogiaid, mis on saadud aastatepikkuse põhjaliku uurimistöö ja korduva katsetootmise käigus.
1. Alumiiniumprofiilprofiilide konstruktsiooniomaduste analüüs
Joonisel 1 on kujutatud tüüpilise päevalilleradiaatori alumiiniumprofiili ristlõige. Profiili ristlõikepindala on 7773,5mm², kokku on 40 soojust hajutavat hammast. Hammaste vahele moodustatud rippava maksimaalne suurus on 4,46 mm. Pärast arvutamist on hammaste vaheline keele suhe 15,7. Samal ajal on profiili keskel suur massiivne ala, mille pindala on 3846,5 mm².
Profiili kujuomaduste järgi otsustades võib hammastevahelist ruumi pidada poolõõnesprofiiliks ning radiaatoriprofiil koosneb mitmest poolõõnesprofiilist. Seetõttu on vormi konstruktsiooni kavandamisel võtmetähtsusega mõelda, kuidas tagada vormi tugevus. Kuigi poolõõnesprofiilide jaoks on tööstusharu välja töötanud mitmesuguseid küpseid vormistruktuure, nagu „kaetud jaotusvorm”, „lõigatud jaotusvorm”, „rippsilla jaotusvorm” jne. Need struktuurid ei ole aga toodete puhul rakendatavad. koosneb mitmest poolõõnesprofiilist. Traditsioonilises disainis võetakse arvesse ainult materjale, kuid ekstrusioonvormimisel avaldab suurim mõju tugevusele ekstrusiooniprotsessi ajal ekstrusioonijõud ja metalli vormimisprotsess on peamine ekstrusioonijõudu tekitav tegur.
Päikeseradiaatori profiili suure keskse tahke ala tõttu on väga lihtne põhjustada selle piirkonna üldist voolukiirust ekstrusiooniprotsessi ajal liiga suureks ja hammastevahelise vedrustuse peale tekib täiendav tõmbepinge. toru, mille tagajärjeks on hammastevahelise suspensioonitoru purunemine. Seetõttu peaksime vormi konstruktsiooni kujundamisel keskenduma metalli voolukiiruse ja voolukiiruse reguleerimisele, et saavutada ekstrusioonirõhu vähendamise ja hammastevahelise ripptoru pingeseisundi parandamise eesmärk, et parandada toru tugevust. hallitust.
2. Vormi struktuuri ja ekstrusioonipressi võimsuse valik
2.1 Hallituse struktuuri vorm
Kuigi joonisel 1 näidatud päevalilleradiaatori profiilil ei ole õõnsat osa, peab see kasutama jagatud vormi struktuuri, nagu on näidatud joonisel 2. Erinevalt traditsioonilisest šundivormi struktuurist on metallist jootejaama kamber paigutatud ülemisse ossa. vorm ja alumises vormis kasutatakse sisestusstruktuuri. Eesmärk on vähendada vormikulusid ja lühendada vormi valmistamise tsüklit. Nii ülemine kui ka alumine vormikomplekt on universaalsed ja neid saab taaskasutada. Veelgi olulisem on see, et stantsiaukude plokke saab töödelda iseseisvalt, mis tagab paremini stantsiaugu töörihma täpsuse. Alumise vormi sisemine auk on kujundatud astmena. Ülemine osa ja vormiauguplokk sobivad vabaks ning mõlema külje vahe on 0,06–0,1 m; alumine osa sobib interferentsiga ja häirete hulk mõlemal küljel on 0,02–0,04 m, mis aitab tagada koaksiaalsuse ja hõlbustab kokkupanekut, muutes sisestuse kompaktsemaks ja samal ajal võib see vältida termilise paigalduse põhjustatud hallituse deformatsiooni. interferentsi sobivus.
2.2 Ekstruuderi võimsuse valik
Ekstruuderi võimsuse valik on ühelt poolt selleks, et määrata ekstruudeerimissilindri sobiv siseläbimõõt ja ekstruuderi maksimaalne erirõhk ekstruudeerimissilindri sektsioonil, et see vastaks survele metalli vormimise ajal. Teisest küljest on vaja kindlaks määrata sobiv ekstrusioonisuhe ja valida sobivad vormi suuruse spetsifikatsioonid vastavalt kuludele. Päevalilleradiaatori alumiiniumprofiili puhul ei saa ekstrusioonisuhe olla liiga suur. Peamine põhjus on see, et ekstrusioonijõud on võrdeline ekstrusioonisuhtega. Mida suurem on ekstrusioonisuhe, seda suurem on ekstrusioonijõud. See on päevalilleradiaatori alumiiniumprofiilvormile äärmiselt kahjulik.
Kogemused näitavad, et päevalilleradiaatorite alumiiniumprofiilide väljapressimise suhe on alla 25. Joonisel 1 kujutatud profiili jaoks valiti 20,0 MN ekstruuder, mille ekstrusioonitünni siseläbimõõt on 208 mm. Pärast arvutamist on ekstruuderi maksimaalne erirõhk 589 MPa, mis on sobivam väärtus. Kui erirõhk on liiga kõrge, on rõhk vormile suur, mis kahjustab vormi eluiga; kui erirõhk on liiga madal, ei saa see vastata ekstrusioonivormimise nõuetele. Kogemused näitavad, et erirõhk vahemikus 550–750 MPa suudab paremini vastata erinevatele protsessinõuetele. Pärast arvutamist on ekstrusioonikoefitsient 4,37. Vormi suuruse spetsifikatsiooniks on valitud 350 mmx200 mm (välisdiameeter x kraadid).
3. Hallituse struktuuriparameetrite määramine
3.1 Ülemise vormi konstruktsiooniparameetrid
(1) Suunamisavade arv ja paigutus. Päevalilleradiaatoriprofiili šundivormi puhul on seda parem, mida rohkem on šundi auke. Sarnaste ringikujuliste profiilide jaoks valitakse tavaliselt 3 kuni 4 traditsioonilist šundi auku. Tulemuseks on šundi silla laius suurem. Üldiselt, kui see on suurem kui 20 mm, on keevisõmbluste arv väiksem. Matriitsi augu töörihma valimisel peab aga šundi silla põhjas olev stantsiaugu töörihm olema lühem. Tingimusel, et töölindi valimiseks puudub täpne arvutusmeetod, põhjustab see loomulikult selle, et silla all olev stantsiava ja muud osad ei saavuta ekstrusiooni ajal täpselt sama voolukiirust töölindi erinevuse tõttu, See voolukiiruse erinevus tekitab konsoolile täiendava tõmbepinge ja põhjustab soojuse hajumise hammaste läbipainde. Seetõttu on tiheda hammaste arvuga päevalilleradiaatori ekstrusioonivormi puhul väga oluline tagada, et iga hamba voolukiirus oleks ühtlane. Šundiaukude arvu suurenedes suureneb vastavalt ka šundi sildade arv ning metalli voolukiirus ja voolujaotus muutuvad ühtlasemaks. Seda seetõttu, et šundisildade arvu suurenedes saab šundisildade laiust vastavalt vähendada.
Praktilised andmed näitavad, et šundi auke on üldiselt 6 või 8 või isegi rohkem. Muidugi võib mõne suure päevalille soojuseraldusprofiili puhul ülemine vorm paigutada ka šundi augud vastavalt põhimõttele, et šundi silla laius on ≤ 14 mm. Erinevus seisneb selles, et metallivoolu eeljaotamiseks ja reguleerimiseks tuleb lisada eesmine jaotusplaat. Diverteri aukude arvu ja paigutust eesmises jaotusplaadis saab teostada traditsioonilisel viisil.
Lisaks tuleks šundi aukude paigutamisel kaaluda ülemise vormi kasutamist, et varjestada sobivalt soojust hajutava hamba konsooli pea, et vältida metalli otsest kokkupõrget konsooli toru peaga ja seeläbi parandada pingeseisundit. konsooltorust. Konsoolpea blokeeritud osa hammaste vahel võib olla 1/5 ~ 1/4 konsooltoru pikkusest. Šundi aukude paigutus on näidatud joonisel 3
(2) Šundiava pindalasuhe. Kuna kuuma hamba juure seina paksus on väike ja kõrgus keskelt kaugel ning füüsiline ala erineb keskpunktist väga palju, on metalli vormimine kõige keerulisem. Seetõttu on päevalilleradiaatori profiilvormi kujunduse põhipunkt muuta keskse tahke osa voolukiirus võimalikult aeglaseks, et metall täidaks kõigepealt hambajuure. Sellise efekti saavutamiseks on ühelt poolt töörihma valimine, ja mis veelgi olulisem, suunamisava pindala, peamiselt suunamisavale vastava keskosa pindala määramine. Testid ja empiirilised väärtused näitavad, et parim efekt saavutatakse siis, kui keskse jaotusava S1 pindala ja välise ühesuunajaava S2 pindala vastavad järgmisele seosele: S1= (0,52 ~ 0,72) S2
Lisaks peaks keskse jaoturiava efektiivne metallist voolukanal olema 20–25 mm pikem kui välimise jaoturiava efektiivne metallist voolukanal. See pikkus võtab arvesse ka varu ja hallituse parandamise võimalust.
(3) Keevituskambri sügavus. Sunflower radiaatoriprofiili ekstrusioonivorm erineb traditsioonilisest šundivormist. Kogu selle keevituskamber peab asuma ülemises matriitsis. Selle eesmärk on tagada alumise matriitsi auguploki töötlemise täpsus, eriti töörihma täpsus. Võrreldes traditsioonilise šundivormiga tuleb Sunflower radiaatoriprofiili šundivormi keevituskambri sügavust suurendada. Mida suurem on ekstrusioonimasina võimsus, seda suurem on keevituskambri sügavuse kasv, mis on 15–25 mm. Näiteks kui kasutatakse 20 MN ekstrusioonimasinat, on traditsioonilise šundivormi keevituskambri sügavus 20–22 mm, samal ajal kui päevalille radiaatoriprofiili šundi stantsi keevituskambri sügavus peaks olema 35–40 mm. . Selle eeliseks on see, et metall on täielikult keevitatud ja ripptorule avaldatav pinge väheneb oluliselt. Ülemise vormi keevituskambri struktuur on näidatud joonisel 4.
3.2 Stantsiava sisestuse konstruktsioon
Matriitsi auguploki konstruktsioon hõlmab peamiselt matriitsi augu suurust, töörihma, peegliploki välisläbimõõtu ja paksust jne.
(1) Matriitsi augu suuruse määramine. Matriitsi augu suurust saab määrata traditsioonilisel viisil, arvestades peamiselt sulami termilise töötlemise skaleerimist.
(2) Töörihma valik. Töörihma valiku põhimõte on kõigepealt tagada, et hambajuure põhjas oleks kogu metalli varustamine piisav, et hambajuure põhjas oleks voolukiirus teistest osadest kiirem. Seetõttu peaks hambajuure allosas olev töörihm olema kõige lühem, väärtusega 0,3–0,6 mm, ja külgnevate osade töörihma tuleks suurendada 0,3 mm võrra. Põhimõte on suurendada 0,4–0,5 iga 10–15 mm võrra keskpunkti suunas; teiseks ei tohiks töörihm keskkoha suurimas kindlas osas ületada 7 mm. Vastasel juhul, kui töölindi pikkuste erinevus on liiga suur, tekivad vaskelektroodide töötlemisel ja töölindi EDM töötlemisel suured vead. See viga võib kergesti põhjustada hamba läbipainde purunemise ekstrusiooniprotsessi ajal. Töörihm on näidatud joonisel 5.
(3) Vahetüki välisläbimõõt ja paksus. Traditsiooniliste šuntvormide puhul on stantsiaugu sisendi paksus alumise vormi paksus. Kui aga päevalilleradiaatori vormi puhul on matriitsi augu efektiivne paksus liiga suur, põrkub profiil ekstrusiooni ja tühjendamise ajal kergesti vormiga kokku, mille tulemuseks on ebaühtlased hambad, kriimustused või isegi hammaste kinnikiilumine. Need põhjustavad hammaste purunemist.
Lisaks, kui matriitsi augu paksus on liiga pikk, on ühelt poolt töötlemisaeg EDM-i protsessis pikk ja teisest küljest on lihtne tekitada elektrilist korrosioonihälvet, samuti on lihtne põhjustada hammaste kõrvalekaldeid ekstrusiooni ajal. Muidugi, kui matriitsi augu paksus on liiga väike, ei saa hammaste tugevust tagada. Seetõttu, võttes arvesse neid kahte tegurit, näitavad kogemused, et alumise vormi stantsiaugu sisestusaste on üldiselt 40 kuni 50; ja matriitsi augu sisendi välisläbimõõt peaks olema 25–30 mm stantsiava suurimast servast sisendi välimise ringini.
Joonisel 1 näidatud profiili puhul on stantsiava ploki välisläbimõõt ja paksus vastavalt 225 mm ja 50 mm. Matriitsi augu sisestus on näidatud joonisel 6. Joonisel D on tegelik suurus ja nimimõõt on 225 mm. Selle välismõõtmete piirhälve sobitatakse vastavalt alumise vormi sisemisele avale, et ühepoolne vahe oleks vahemikus 0,01–0,02 mm. Matriitsi auguplokk on näidatud joonisel 6. Alumisele vormile asetatud matriitsi auguploki sisemise ava nimisuurus on 225 mm. Tegeliku mõõdetud suuruse põhjal sobitatakse stantsiava plokk põhimõttel 0,01–0,02 mm külje kohta. Matriitsi auguploki välisläbimõõt võib olla D , kuid paigaldamise mugavuse huvides saab stantsiaugu peegliploki välisläbimõõtu etteandeotsas vastavalt vähendada 0,1 m piires, nagu on näidatud joonisel. .
4. Vormi valmistamise võtmetehnoloogiad
Sunflower radiaatoriprofiilvormi töötlus ei erine palju tavaliste alumiiniumprofiilvormide omast. Ilmne erinevus kajastub peamiselt elektrilises töötlemises.
(1) Traadi lõikamisel on vaja vältida vaskelektroodi deformeerumist. Kuna EDM-i jaoks kasutatav vaskelektrood on raske, hambad on liiga väikesed, elektrood ise on pehme, halva jäikusega ning traadi lõikamisel tekkiv kohalik kõrge temperatuur põhjustab elektroodi kergesti deformeerumist traadi lõikamise käigus. Deformeerunud vaskelektroodide kasutamisel töörihmade ja tühjade nugade töötlemisel tekivad viltu hambad, mis võib kergesti põhjustada vormi praagi töötlemisel. Seetõttu on vaja vältida vaskelektroodide deformeerumist võrgupõhises tootmisprotsessis. Peamised ennetusmeetmed on: enne traadi lõikamist tasandage vaskplokk voodiga; kasutage alguses vertikaalsuse reguleerimiseks valikuindikaatorit; traadi lõikamisel alusta kõigepealt hambaosast ja lõpuks lõika paksu seinaga osa; Aeg-ajalt kasutage lõigatud osade täitmiseks hõbedast traati; pärast traadi valmistamist lõigake traadimasinaga lõigatud vaskelektroodist umbes 4 mm pikkune lühike osa.
(2) Elektrilahendusega töötlemine erineb ilmselt tavalistest vormidest. EDM on päevalille radiaatoriprofiilvormide töötlemisel väga oluline. Isegi kui disain on täiuslik, põhjustab EDM-i väike defekt kogu vormi vanarauaks. Elektrilahendusega töötlemine ei sõltu nii seadmest kui traadi lõikamine. See sõltub suuresti operaatori tegutsemisoskustest ja -oskustest. Elektrilahendusega töötlemine pöörab peamiselt tähelepanu järgmisele viiele punktile:
① Elektrilahendusega töötlemisvool. Töötlemisaja lühendamiseks saab esialgseks EDM-i töötlemiseks kasutada voolu 7–10 A; Viimistlemiseks võib kasutada voolu 5~7 A. Väikese voolu kasutamise eesmärk on hea pinna saamine;
② Veenduge, et vormi otspind on tasane ja vaskelektroodi vertikaalsus. Vormi otspinna halb tasapinnalisus või vaskelektroodi ebapiisav vertikaalsus raskendab selle tagamist, et töörihma pikkus pärast EDM-töötlust oleks kooskõlas kavandatud töörihma pikkusega. EDM-protsess võib kergesti ebaõnnestuda või isegi läbida hammastega töörihma. Seetõttu tuleb enne töötlemist lihvimismasinaga vormi mõlemad otsad täpsusnõuete täitmiseks tasandada ja vaskelektroodi vertikaalsuse korrigeerimiseks kasutada näidikut;
③ Veenduge, et tühjade nugade vahe oleks ühtlane. Esmasel töötlemisel kontrollige, kas tühi tööriist on nihutatud iga 0,2 mm järel iga 3–4 mm töötlemise järel. Kui nihe on suur, on seda raske järgnevate kohandustega parandada;
④Eemaldage EDM-i protsessi käigus tekkinud jäägid õigeaegselt. Sädelahenduskorrosioon tekitab suures koguses jääke, mis tuleb õigeaegselt ära koristada, vastasel juhul on töörihma pikkus jäägi erineva kõrguse tõttu erinev;
⑤ Enne EDM-i tuleb vorm demagnetiseerida.
5. Ekstrusiooni tulemuste võrdlus
Joonisel 1 kujutatud profiili testiti traditsioonilise poolitatud vormi ja käesolevas artiklis pakutud uue kujundusskeemi abil. Tulemuste võrdlus on toodud tabelis 1.
Võrdlustulemustest on näha, et vormi struktuuril on suur mõju vormi elueale. Uue skeemi järgi kujundatud vormil on ilmsed eelised ja see pikendab oluliselt vormi kasutusiga.
6. Järeldus
Päevalilleradiaatoriprofiili ekstrusioonvorm on vormitüüp, mida on väga raske kujundada ja toota ning selle projekteerimine ja tootmine on suhteliselt keerukad. Seetõttu tuleb vormi ekstrusiooni õnnestumise ja kasutusea tagamiseks saavutada järgmised punktid:
(1) Vormi struktuurne vorm tuleb valida mõistlikult. Vormi struktuur peab soodustama ekstrusioonijõu vähendamist, et vähendada soojust hajutavate hammaste poolt moodustatud vormikonsooli pinget, parandades seeläbi vormi tugevust. Peamine on mõistlikult määrata šundi aukude arv ja paigutus ning šundi aukude pindala ja muud parameetrid: esiteks ei tohiks šundi aukude vahele moodustatud šundi silla laius ületada 16 mm; Teiseks tuleks lõhestatud ava pindala määrata nii, et jaotussuhe ulatuks üle 30% ekstrusioonisuhtest nii palju kui võimalik, tagades samal ajal vormi tugevuse.
(2) Valige mõistlikult töörihm ja võtke elektrilise töötlemise ajal kasutusele mõistlikud meetmed, sealhulgas vaskelektroodide töötlemistehnoloogia ja elektrilise töötlemise elektrilised standardparameetrid. Esimene võtmepunkt on see, et vaskelektrood tuleks enne traadi lõikamist pinnapealselt maandada ja selle tagamiseks tuleks traadi lõikamise ajal kasutada sisestamismeetodit. Elektroodid ei ole lahti ega deformeerunud.
(3) Elektrilise töötlemise ajal peab elektrood olema täpselt joondatud, et vältida hammaste kõrvalekaldeid. Muidugi, mõistliku projekteerimise ja valmistamise põhjal võib kvaliteetse kuumtöötlemise vormiterase kasutamine ja kolme või enama temperamendi vaakumkuumtöötlusprotsess maksimeerida vormi potentsiaali ja saavutada paremaid tulemusi. Alates projekteerimisest, valmistamisest kuni ekstrusioonitootmiseni saame tagada päevalille radiaatoriprofiili vormi väljapressimise ainult siis, kui iga lüli on täpne.
Postitusaeg: august 01-2024
