Hoe de extrusie -dobbelsteen van de zonnebloem radiator te ontwerpen voor aluminium profiel?

1. Analyse van structurele kenmerken van aluminium profielsecties

Figuur 1 toont de dwarsdoorsnede van een typisch zonnebloemradiatoraluminiumprofiel. Het dwarsdoorsnedeoppervlak van het profiel is 7773,5 mm², met een totaal van 40 warmte-dissipatietanden. De maximale hangende openingsgrootte gevormd tussen de tanden is 4,46 mm. Na berekening is de tongverhouding tussen de tanden 15,7. Tegelijkertijd is er een groot vast gebied in het midden van het profiel, met een oppervlakte van 3846,5 mm².

Afgaande op de vormkarakteristieken van het profiel, kan de ruimte tussen de tanden worden beschouwd als semi-hoolprofielen en bestaat het radiatorprofiel uit meerdere semi-hoolprofielen. Daarom is de sleutel bij het ontwerpen van de schimmelstructuur om te overwegen hoe de sterkte van de schimmel te zorgen. Hoewel voor semi-hoolprofielen de industrie een verscheidenheid aan volwassen schimmelstructuren heeft ontwikkeld, zoals "overdekte splittervorm", "gesneden splittervorm", "suspensiebrug splittervorm", enz. Maar deze structuren zijn niet van toepassing op producten samengesteld uit meerdere semi-hobolprofielen. Traditioneel ontwerp houdt alleen rekening met materialen, maar bij extrusiestorming is de grootste impact op sterkte de extrusiekracht tijdens het extrusieproces en het metaalvormingsproces is de belangrijkste factor die extrusiekracht genereert.

Vanwege het grote centrale vaste oppervlak van het zonnestraalprofiel, is het heel eenvoudig om de totale stroomsnelheid in dit gebied te snel te laten zijn tijdens het extrusieproces en de extra trekspanning zal worden gegenereerd op de kop van de intertooth -ophanging Tube, resulterend in de breuk van de intertooth -ophangbuis. Daarom moeten we ons bij het ontwerp van de schimmelstructuur concentreren op de aanpassing van de metaalstroomsnelheid en het stroomsnel de mal.

2. Selectie van schimmelstructuur en extrusie -perscapaciteit

2.1 vormstructuurvorm

Voor het zonnebloemradiatorprofiel getoond in figuur 1, hoewel het geen hol deel heeft, moet het de splitvormstructuur overnemen zoals weergegeven in figuur 2. Anders dan de traditionele shuntvormstructuur, wordt de metalen soldeeringsstationkamer in de bovenkant geplaatst Schimmel en een inzetstructuur worden gebruikt in de onderste vorm. Het doel is om schimmelkosten te verlagen en de schimmelproductiecyclus te verkorten. Zowel de bovenste schimmel- als de onderste schimmelsets zijn universeel en kunnen worden hergebruikt. Wat nog belangrijker is, is dat de matrijsblokken onafhankelijk kunnen worden verwerkt, wat beter kan zorgen voor de nauwkeurigheid van de werkgordel van de matrijs. Het binnengat van de onderste vorm is ontworpen als een stap. Het bovenste gedeelte en het schimmelgatblok maken de goedkeuring aan de goedkeuring en de opening waarde aan beide zijden is 0,06 ~ 0,1 m; Het onderste deel neemt interferentie -fit aan, en de interferentiehoeveelheid aan beide zijden is 0,02 ~ 0,04 m, wat helpt bij het waarborgen Interferentie passen.

2.2 Selectie van extrudercapaciteit

De selectie van de extrudercapaciteit is enerzijds om de juiste binnendiameter van het extrusiebarrel en de maximale specifieke druk van de extruder op de extrusievat sectie te bepalen om de druk tijdens het vormen van metaal te ontmoeten. Aan de andere kant is het om de juiste extrusieverhouding te bepalen en de juiste specificaties van de vormgrootte te selecteren op basis van kosten. Voor het aluminiumprofiel van de zonnebloem radiator kan de extrusieverhouding niet te groot zijn. De belangrijkste reden is dat de extrusiekracht evenredig is met de extrusieverhouding. Hoe groter de extrusieverhouding, hoe groter de extrusiekracht. Dit is extreem schadelijk voor de aluminiumprofielvorm van de zonnebloem radiator.

Ervaring toont aan dat de extrusieverhouding van aluminiumprofielen voor zonnebloemradiatoren minder dan 25 is. Voor het profiel getoond in figuur 1, een extruder van 20,0 mn met een binnendiameter van een extrusiebarrel van 208 mm werd geselecteerd. Na berekening is de maximale specifieke druk van de extruder 589MPa, wat een geschiktere waarde is. Als de specifieke druk te hoog is, zal de druk op de schimmel groot zijn, wat schadelijk is voor de levensduur van de schimmel; Als de specifieke druk te laag is, kan deze niet voldoen aan de vereisten van extrusievorming. Ervaring toont aan dat een specifieke druk in het bereik van 550 ~ 750 MPa beter aan verschillende procesvereisten kan voldoen. Na berekening is de extrusiecoëfficiënt 4.37. De specificatie van de schimmelgrootte wordt geselecteerd als 350 mmx200 mm (buitendiameter x graden).

3. Bepaling van structurele schimmelparameters

3.1 Structurele parameters van de bovenste schimmel

(1) Nummer en opstelling van gaten van afleidings. Voor de Sunflower Radiator -profiel Shunt -mal, hoe meer het aantal shuntgaten, hoe beter. Voor profielen met vergelijkbare cirkelvormige vormen worden 3 tot 4 traditionele shuntgaten in het algemeen geselecteerd. Het resultaat is dat de breedte van de shuntbrug groter is. Over het algemeen is het aantal lassen minder dan 20 mm. Bij het selecteren van de werkgordel van het matrijsgat moet de werkgordel van het matrijsgat aan de onderkant van de shuntbrug echter korter zijn. Onder de voorwaarde dat er geen precieze berekeningsmethode is voor de selectie van de werkgordel, zal dit natuurlijk het matrijs onder de brug en andere delen veroorzaken om niet exact dezelfde stroomsnelheid te bereiken tijdens extrusie vanwege het verschil in de werkgordel, Dit verschil in stroomsnelheid zal extra trekspanning op de cantilever veroorzaken en afbuiging van de warmteafvoertanden veroorzaken. Daarom is het voor de extrusie van de zonnebloem radiator met een dicht aantal tanden zeer cruciaal om ervoor te zorgen dat de stroomsnelheid van elke tand consistent is. Naarmate het aantal shuntgaten toeneemt, zal het aantal shuntbruggen dienovereenkomstig toenemen en zal de stroomsnelheid en stroomverdeling van het metaal meer gelijk worden. Dit komt omdat naarmate het aantal shuntbruggen toeneemt, de breedte van de shuntbruggen dienovereenkomstig kan worden verminderd.

Uit praktische gegevens blijkt dat het aantal shuntgaten over het algemeen 6 of 8 is, of zelfs meer. Natuurlijk, voor sommige grote zonnebloemwarmte -dissipatieprofielen, kan de bovenste vorm ook de shuntgaten rangschikken volgens het principe van de shuntbrugbreedte ≤ 14 mm. Het verschil is dat een voorste splitterplaat moet worden toegevoegd om vooraf te distribueren en de metaalstroom aan te passen. Het nummer en de opstelling van de afleidingsgaten in de voorste omleidingsplaat kan op een traditionele manier worden uitgevoerd.

Bij het regelen van de shuntgaten moet er bovendien worden overwogen om de bovenste mal te gebruiken om de kop van de cantilever van de warmteafdissipatiekand op de juiste manier te beschermen om te voorkomen van de cantileverbuis. Het geblokkeerde deel van de vrijdragende kop tussen de tanden kan 1/5 ~ 1/4 van de lengte van de cantileverbuis zijn. De lay -out van de shuntgaten wordt getoond in figuur 3

(2) De gebiedsrelatie van het shuntgat. Omdat de wanddikte van de wortel van de hottand klein is en de hoogte ver van het midden is, en het fysieke gebied is heel anders dan het midden, is het het moeilijkste deel om metaal te vormen. Daarom is een belangrijk punt in het ontwerp van de Sunflower Radiator -profielvorm om de stroomsnelheid van het centrale vaste deel zo langzaam mogelijk te maken om ervoor te zorgen dat het metaal eerst de wortel van de tand vult. Om een ​​dergelijk effect te bereiken, enerzijds is het de selectie van de werkgordel, en nog belangrijker, de bepaling van het gebied van het divertergat, voornamelijk het gebied van het centrale deel dat overeenkomt met het divertergat. Tests en empirische waarden laten zien dat het beste effect wordt bereikt wanneer het gebied van het centrale divertergat S1 en het gebied van het externe single diverter gat S2 voldoen aan de volgende relatie: S1 = (0,52 ~ 0,72) S2

Bovendien moet het effectieve metaalstroomkanaal van het centrale splittergat 20 ~ 25 mm langer zijn dan het effectieve metaalstroomkanaal van het buitenste splittergat. Deze lengte houdt ook rekening met de marge en de mogelijkheid van schimmelreparatie.

(3) Diepte van de laskamer. De extrusie -dobbelsteen van de zonnebloemprofiel is anders dan de traditionele shunt dobbelsteen. De hele laskamer moet zich in de bovenste dobbelsteen bevinden. Dit is om de nauwkeurigheid van de gatblokverwerking van de lagere dobbelsteen te waarborgen, met name de nauwkeurigheid van de werkgordel. Vergeleken met de traditionele shuntvorm, moet de diepte van de laskamer van de zonnebloemprofiel shuntschimmel worden verhoogd. Hoe groter de extrusiemachinecapaciteit, hoe groter de toename van de diepte van de laskamer, die 15 ~ 25 mm is. Als bijvoorbeeld een extrusiemachine van 20 mn wordt gebruikt, is de diepte van de laskamer van de traditionele shuntdie 20 ~ 22 mm, terwijl de diepte van de laskamer van de shunt dobbelsteen van het zonnebloemradiatorprofiel 35 ~ 40 mm zou moeten zijn . Het voordeel hiervan is dat het metaal volledig is gelast en de spanning op de gesuspendeerde pijp sterk wordt verminderd. De structuur van de bovenste schimmellaskamer wordt getoond in figuur 4.

3.2 Ontwerp van het inzetstuk van die gat

Het ontwerp van het matrijsgatblok omvat voornamelijk de matrijsgatgrootte, de werkgordel, de buitendiameter en de dikte van het spiegelblok, enz.

(1) Bepaling van de maatgatgrootte. De matrijsgatgrootte kan op een traditionele manier worden bepaald, voornamelijk gezien het schalen van de thermische verwerking van de legering.

(2) Selectie van werkriem. Het principe van de selectie van de werkgordel is om eerst ervoor te zorgen dat de toevoer van alle metaal aan de onderkant van de tandwortel voldoende is, zodat de stroomsnelheid aan de onderkant van de tandwortel sneller is dan andere delen. Daarom moet de werkgordel aan de onderkant van de tandwortel de kortste zijn, met een waarde van 0,3 ~ 0,6 mm, en de werkgordel aan de aangrenzende delen moet met 0,3 mm worden verhoogd. Het principe is om elke 10 ~ 15 mm met 0,4 ~ 0,5 naar het midden te verhogen; Ten tweede mag de werkriem in het grootste massieve deel van het centrum niet meer dan 7 mm overschrijden. Anders, als het lengteverschil van de werkgordel te groot is, zullen grote fouten plaatsvinden bij de verwerking van koperelektroden en EDM -verwerking van de werkgordel. Deze fout kan de tandenafbuiging gemakkelijk breken tijdens het extrusieproces. De werkriem wordt weergegeven in figuur 5.

 

(3) De buitendiameter en dikte van het inzetstuk. Voor traditionele shuntvormen is de dikte van het inzetstuk van het matrijs de dikte van de onderste vorm. Voor de zonnebloem radiatorvorm, als de effectieve dikte van het matrijsgat echter te groot is, zal het profiel echter gemakkelijk botsen met de vorm tijdens extrusie en ontladen, wat resulteert in ongelijke tanden, krassen of zelfs tandjamming. Deze zullen ervoor zorgen dat de tanden breken.

Bovendien, als de dikte van het matrijsgat te lang is, enerzijds is de verwerkingstijd lang tijdens het EDM Tandafwijking veroorzaken tijdens extrusie. Natuurlijk, als de dikte van het matrijs te klein is, kan de sterkte van de tanden niet worden gegarandeerd. Daarom, rekening houdend met deze twee factoren, blijkt er ervaring dat de mate van die gat insert van de onderste schimmel over het algemeen 40 tot 50 is; en de buitenste diameter van het inzetstuk van het matrijsgat moet 25 tot 30 mm van de grootste rand van het matrijsgat op de buitenste cirkel van het inzetstuk zijn.

Voor het profiel in figuur 1 zijn de buitendiameter en de dikte van het matrijsgatblok respectievelijk 225 mm en 50 mm. Het inzetstuk van het matrijs wordt weergegeven in figuur 6. D in de figuur is de werkelijke grootte en de nominale grootte is 225 mm. De limietafwijking van de buitenafmetingen wordt gekoppeld aan het binnenste gat van de onderste vorm om ervoor te zorgen dat de unilaterale opening binnen het bereik van 0,01 ~ 0,02 mm ligt. Het matrijsgatblok wordt getoond in figuur 6. De nominale grootte van het binnengat van het matrijsgatblok op de onderste vorm is 225 mm. Op basis van de werkelijke gemeten grootte wordt het matrijsgatblok gematcht volgens het principe van 0,01 ~ 0,02 mm per zijde. De buitendiameter van het matrijsgatblok kan worden verkregen als D, maar voor het gemak van de installatie kan de buitendiameter van het spiegelblok van het diegatspiegel op passende wijze worden verminderd binnen het bereik van 0,1 m aan het voederuiteinde, zoals weergegeven in de figuur .

4. Belangrijke technologieën van schimmelproductie

De bewerking van de zonnebloemprofielvorm is niet veel verschillend van die van gewone aluminium profielvormen. Het voor de hand liggende verschil wordt voornamelijk weerspiegeld in de elektrische verwerking.

(1) In termen van het snijden van draad is het noodzakelijk om de vervorming van de koperelektrode te voorkomen. Omdat de koperelektrode die voor EDM wordt gebruikt zwaar is, zijn de tanden te klein, is de elektrode zelf zacht, heeft een slechte stijfheid en de lokale hoge temperatuur die wordt gegenereerd door draadsneden zorgt ervoor dat de elektrode gemakkelijk wordt vervormd tijdens het draadsnijproces. Bij het gebruik van vervormde koperelektroden om werkbanden en lege messen te verwerken, zullen scheve tanden optreden, waardoor de mal gemakkelijk kan worden geschrapt tijdens de verwerking. Daarom is het noodzakelijk om de vervorming van de koperelektroden tijdens het online productieproces te voorkomen. De belangrijkste preventieve maatregelen zijn: vóór het snijden van de draad, niveau het koperen blok met een bed; Gebruik een meetklok indicator om de verticaliteit aan het begin aan te passen; Begin eerst bij het snijden van de draad, en snijd het onderdeel uiteindelijk met een dikke wand; Gebruik af en toe een schrootzilverdraad om de gesneden delen te vullen; Nadat de draad is gemaakt, gebruikt u een draadmachine om een ​​kort gedeelte van ongeveer 4 mm langs de lengte van de gesneden koperen elektrode af te snijden.

(2) Elektrische ontladingsbewerking verschilt duidelijk van gewone mallen. EDM is erg belangrijk bij de verwerking van zonnebloemprofielvormen. Zelfs als het ontwerp perfect is, zal een klein defect in EDM ervoor zorgen dat de hele mal wordt geschrapt. Elektrische ontladingsbewerking is niet zo afhankelijk van apparatuur als het snijden van draad. Het hangt grotendeels af van de operationele vaardigheden en vaardigheid van de operator. Elektrische ontladingsbewerking bestaat voornamelijk op de volgende vijf punten:

① Elektrische ontladingsbewerkingsstroom. 7 ~ 10 Een stroom kan worden gebruikt voor initiële EDM -bewerking om de verwerkingstijd te verkorten; 5 ~ 7 Een stroom kan worden gebruikt voor het afwerken van bewerking. Het doel van het gebruik van kleine stroom is om een ​​goed oppervlak te verkrijgen;

② Zorg voor de vlakheid van het schimmeluitewerk en de verticaliteit van de koperelektrode. Slechte vlakheid van het schimmeluiteinde of onvoldoende verticaliteit van de koperelektrode maakt het moeilijk om ervoor te zorgen dat de lengte van de werkgordel na EDM -verwerking consistent is met de ontworpen lengte van de werkgordel. Het is gemakkelijk voor het EDM -proces om te falen of zelfs door te dringen in de getande werkgordel. Daarom moet vóór de verwerking een molen worden gebruikt om beide uiteinden van de schimmel af te vlakken om aan de nauwkeurigheidseisen te voldoen en moet een meetoekindicator worden gebruikt om de verticaliteit van de koperelektrode te corrigeren;

③ Zorg ervoor dat de kloof tussen de lege messen gelijk is. Controleer tijdens de eerste bewerking of het lege gereedschap om de 0,2 mm om de 3 tot 4 mm verwerking wordt gecompenseerd. Als de offset groot is, is het moeilijk om deze te corrigeren met latere aanpassingen;

Verwijder het residu dat tijdens het EDM -proces tijdig is gegenereerd. Sparkafvoercorrosie zal een grote hoeveelheid residu produceren, die in de tijd moet worden opgeruimd, anders zal de lengte van de werkgordel verschillend zijn vanwege de verschillende hoogten van het residu;

⑤De mal moet worden gedemagnetiseerd vóór EDM.

5. Vergelijking van extrusieresultaten

Het profiel in figuur 1 werd getest met behulp van de traditionele split -mal en het nieuwe ontwerpschema dat in dit artikel wordt voorgesteld. De vergelijking van de resultaten wordt weergegeven in tabel 1.

Uit de vergelijkingsresultaten blijkt dat de schimmelstructuur een grote invloed heeft op het levensleven. De mal die is ontworpen met behulp van het nieuwe schema heeft duidelijke voordelen en verbetert de levensduur aanzienlijk.

6. Conclusie

De extrusiemal van de zonnebloemprofiel is een vorm van mal dat zeer moeilijk te ontwerpen en te produceren is, en het ontwerp en de productie ervan zijn relatief complex. Daarom moeten de volgende punten worden bereikt om het extrusiesucces en de levensduur van de schimmel te waarborgen:

(1) De structurele vorm van de schimmel moet redelijk worden geselecteerd. De structuur van de schimmel moet bevorderlijk zijn om de extrusiekracht te verminderen om de spanning op de schimmelcantilever gevormd door de warmtedissipatietanden te verminderen, waardoor de sterkte van de schimmel wordt verbeterd. De sleutel is om het nummer en de opstelling van de shuntgaten en het gebied van de shuntgaten en andere parameters redelijk te bepalen: ten eerste mag de breedte van de shuntbrug die tussen de shuntgaten wordt gevormd niet hoger zijn dan 16 mm; Ten tweede moet het splitgatgebied worden bepaald zodat de splitverhouding zoveel mogelijk meer dan 30% van de extrusieverhouding bereikt en de sterkte van de mal waarborgt.

(2) Selecteer redelijk de werkriem en neem redelijke maatregelen aan tijdens elektrische bewerking, inclusief de verwerkingstechnologie van koperelektroden en de elektrische standaardparameters van elektrische bewerking. Het eerste sleutelpunt is dat de koperelektrode oppervlaktebodem moet zijn vóór het snijden van de draad, en de invoegmethode moet worden gebruikt tijdens het snijden van de draad om dit te waarborgen. De elektroden zijn niet los of vervormd.

(3) Tijdens het elektrische bewerkingsproces moet de elektrode nauwkeurig worden uitgelijnd om tandafwijking te voorkomen. Natuurlijk, op basis van redelijk ontwerp en productie, kan het gebruik van hoogwaardig warmwerk schimmelstaal en het vacuümwarmtebehandelingsproces van drie of meer temperatuur het potentieel van de schimmel maximaliseren en betere resultaten bereiken. Van ontwerp, productie tot extrusieproductie, alleen als elke link nauwkeurig is, kunnen we ervoor zorgen dat de zonnebloemprofielvorm wordt geëxtrudeerd.