Како дизајнирати екструзиону матрицу сунцокретовог радијатора за алуминијумски профил?

1. Анализа структурних карактеристика профила алуминијумских профила

На слици 1 приказан је попречни пресек типичног алуминијумског профила сунцокретовог радијатора. Површина попречног пресека профила је 7773,5 мм², са укупно 40 зубаца за одвођење топлоте. Максимална величина отвора за вјешање између зубаца је 4,46 мм. Након израчунавања, однос језика између зуба је 15,7. Истовремено, у центру профила постоји велика чврста површина, површине 3846,5 мм².

Судећи по карактеристикама облика профила, простор између зубаца се може сматрати полушупљим профилима, а профил радијатора је састављен од више полушупљих профила. Стога, приликом пројектовања структуре калупа, кључно је размотрити како да се обезбеди чврстоћа калупа. Иако за полушупље профиле, индустрија је развила различите зреле структуре калупа, као што су „прекривени разделни калуп“, „пресечени разделни калуп“, „разделни калуп за висеће мостове“ итд. Међутим, ове структуре нису применљиве на производе састављена од више полушупљих профила. Традиционални дизајн узима у обзир само материјале, али код екструзионог пресовања, највећи утицај на чврстоћу има сила екструзије током процеса екструзије, а процес формирања метала је главни фактор који ствара силу екструзије.

Због велике централне чврсте површине профила соларног радијатора, врло је лако проузроковати да укупна брзина протока у овој области буде пребрза током процеса екструзије, а додатни затезни напон ће се створити на глави међузубне суспензије. цев, што резултира преломом цеви за суспензију међузуба. Стога, у дизајну структуре калупа, требало би да се фокусирамо на подешавање брзине протока метала и брзине протока како бисмо постигли сврху смањења притиска екструзије и побољшања стања напрезања суспендоване цеви између зуба, како би се побољшала чврстоћа калуп.

2. Избор структуре калупа и капацитета пресе за екструзију

2.1 Облик структуре калупа

За профил радијатора сунцокрета приказан на слици 1, иако нема шупљи део, он мора да усвоји структуру подељеног калупа као што је приказано на слици 2. За разлику од традиционалне структуре калупа, комора металне станице за лемљење је смештена у горњем делу. калуп, а у доњем калупу се користи структура уметка. Сврха је смањење трошкова калупа и скраћивање циклуса производње калупа. И горњи и доњи комплети калупа су универзални и могу се поново користити. Што је још важније, блокови рупа за матрице могу се обрадити независно, што може боље осигурати тачност радног појаса за матрице. Унутрашња рупа доњег калупа је дизајнирана као степеница. Горњи део и блок рупе калупа прихватају зазор, а вредност размака са обе стране је 0,06 ~ 0,1 м; доњи део прихвата сметњу, а количина сметње на обе стране је 0,02 ~ 0,04 м, што помаже у обезбеђивању коаксијалности и олакшава монтажу, чинећи уложак компактнијим, а истовремено може избећи деформацију калупа узроковану термичком инсталацијом интерференција фит.

2.2 Избор капацитета екструдера

Избор капацитета екструдера је, с једне стране, да се одреди одговарајући унутрашњи пречник цеви за екструзију и максимални специфични притисак екструдера на део цеви за екструзију како би се испунио притисак током формирања метала. С друге стране, потребно је одредити одговарајући однос екструзије и одабрати одговарајуће спецификације величине калупа на основу трошкова. За алуминијумски профил радијатора сунцокрета, однос екструзије не може бити превелик. Главни разлог је тај што је сила екструзије пропорционална односу екструзије. Што је већи однос екструзије, већа је сила екструзије. Ово је изузетно штетно за калуп алуминијумског профила сунцокретовог радијатора.

Искуство показује да је однос екструзије алуминијумских профила за радијаторе сунцокрета мањи од 25. За профил приказан на слици 1 изабран је екструдер од 20,0 МН са унутрашњим пречником цеви за екструзију од 208 мм. Након прорачуна, максимални специфични притисак екструдера је 589МПа, што је прикладнија вредност. Ако је специфични притисак превисок, притисак на калуп ће бити велики, што је штетно за живот калупа; ако је специфични притисак пренизак, не може испунити захтеве екструзионог обликовања. Искуство показује да специфични притисак у опсегу од 550~750 МПа може боље да испуни различите захтеве процеса. Након израчунавања, коефицијент екструзије је 4,37. Спецификација величине калупа је одабрана као 350 ммк200 мм (спољни пречник к степени).

3. Одређивање структурних параметара калупа

3.1 Структурни параметри горњег калупа

(1) Број и распоред рупа за преусмеравање. За профилни калуп за радијатор сунцокрета, што је већи број отвора, то боље. За профиле са сличним кружним облицима, обично се бирају 3 до 4 традиционална шанта. Резултат је да је ширина ранжног моста већа. Генерално, када је већи од 20 мм, број завара је мањи. Међутим, при одабиру радног појаса отвора матрице, радни појас отвора матрице на дну ранжног моста мора бити краћи. Под условом да не постоји прецизна метода прорачуна за избор радног појаса, то ће природно довести до тога да рупа матрице испод моста и других делова неће постићи потпуно исти проток током екструзије због разлике у радном појасу, Ова разлика у брзини протока ће довести до додатног затезног напрезања на конзоли и узроковати отклон зубаца за расипање топлоте. Стога, за екструзиону матрицу сунцокретовог радијатора са густим бројем зубаца, веома је критично обезбедити да брзина протока сваког зуба буде конзистентна. Како се број шант рупа повећава, тако ће се и број ранжних мостова повећавати, а брзина протока и дистрибуција протока метала ће постати равномернији. То је зато што како се број ранжирних мостова повећава, ширина ранжирних мостова се може сходно томе смањити.

Практични подаци показују да је број шантова углавном 6 или 8, па чак и више. Наравно, за неке велике профиле за расипање топлоте сунцокрета, горњи калуп такође може да распореди отворе за ранжирање према принципу ширине шанта ≤ 14 мм. Разлика је у томе што се мора додати предња разделна плоча да би се унапред распоредио и подесио проток метала. Број и распоред отвора за скретање на предњој преклопној плочи може се извести на традиционалан начин.

Поред тога, приликом уређења рупа за шант, треба узети у обзир коришћење горњег калупа да би се на одговарајући начин заштитила глава конзоле зупца за расипање топлоте како би се спречило да метал директно удари у главу конзолне цеви и на тај начин побољшао стање напрезања. конзолне цеви. Блокирани део конзолне главе између зубаца може бити 1/5~1/4 дужине конзолне цеви. Распоред отвора за шант је приказан на слици 3

(2) Однос површине отвора за шант. Пошто је дебљина зида корена врелог зуба мала и висина је далеко од центра, а физичка област је веома различита од центра, најтеже је формирати метал. Стога је кључна тачка у дизајну калупа за профил сунцокретовог радијатора да се проток централног чврстог дела учини што споријим како би се осигурало да метал прво испуни корен зуба. Да би се постигао такав ефекат, с једне стране, то је избор радног појаса, и што је још важније, одређивање површине отвора дивертера, углавном површине централног дела који одговара отвору дивертера. Тестови и емпиријске вредности показују да се најбољи ефекат постиже када површина централног отвора за дивертер С1 и површина спољашњег појединачног отвора дивертера С2 задовоље следећи однос: С1= (0,52 ~0,72) С2

Поред тога, ефективни канал протока метала централног отвора разделника треба да буде 20 ~ 25 мм дужи од ефективног канала протока метала спољашњег отвора за раздвајање. Ова дужина такође узима у обзир маргину и могућност поправке калупа.

(3) Дубина коморе за заваривање. Матрица за екструзију профила радијатора Сунцокрет се разликује од традиционалне матрице за шант. Цела његова комора за заваривање мора бити смештена у горњој матрици. Ово је да би се осигурала тачност обраде блока рупа доње матрице, посебно тачност радног појаса. У поређењу са традиционалним шант калупом, дубина коморе за заваривање Сунцокретовог профила радијатора треба повећати. Што је капацитет машине за екструзију већи, то је веће повећање дубине коморе за заваривање, што је 15 ~ 25 мм. На пример, ако се користи машина за екструзију од 20 МН, дубина коморе за заваривање традиционалне шант матрице је 20~22мм, док би дубина коморе за заваривање шант матрице профила сунцокретовог радијатора требало да буде 35~40 мм. . Предност овога је у томе што је метал потпуно заварен и што је оптерећење на висећој цеви знатно смањено. Структура горње коморе за заваривање калупа приказана је на слици 4.

3.2 Дизајн уметка за отвор за матрице

Дизајн блока отвора за матрице углавном укључује величину отвора за матрице, радни појас, спољни пречник и дебљину блока огледала, итд.

(1) Одређивање величине матрице. Величина отвора матрице се може одредити на традиционалан начин, углавном узимајући у обзир скалирање термичке обраде легуре.

(2) Избор радног појаса. Принцип избора радног појаса је да се прво обезбеди да је снабдевање свим металима на дну корена зуба довољно, тако да је брзина протока на дну корена зуба бржа од осталих делова. Дакле, радни појас на дну корена зуба треба да буде најкраћи, са вредношћу од 0,3~0,6мм, а радни појас на суседним деловима треба да буде повећан за 0,3мм. Принцип је повећање за 0,4~0,5 на сваких 10~15мм према центру; друго, радни појас на највећем чврстом делу центра не би требало да прелази 7мм. У супротном, ако је разлика дужине радног појаса превелика, доћи ће до великих грешака у обради бакарних електрода и ЕДМ обради радног појаса. Ова грешка може лако проузроковати да се деформација зуба прекине током процеса екструзије. Радни појас је приказан на слици 5.

 

(3) Спољни пречник и дебљина уметка. За традиционалне шант калупе, дебљина уметка матрице је дебљина доњег калупа. Међутим, за калуп за сунцокретов радијатор, ако је ефективна дебљина отвора матрице превелика, профил ће се лако сударити са калупом током екструзије и пражњења, што ће резултирати неравним зубима, огреботинама или чак заглављивањем зуба. То ће узроковати ломљење зуба.

Поред тога, ако је дебљина рупе матрице предугачка, с једне стране, време обраде је дуго током ЕДМ процеса, ас друге стране, лако је изазвати одступање електричне корозије, а такође је лако изазивају девијацију зуба током екструзије. Наравно, ако је дебљина отвора матрице премала, чврстоћа зуба се не може гарантовати. Стога, узимајући у обзир ова два фактора, искуство показује да је степен уметања отвора за матрице доњег калупа генерално 40 до 50; а спољни пречник уметка матрице треба да буде 25 до 30 мм од највеће ивице отвора матрице до спољашњег круга уметка.

За профил приказан на слици 1, спољни пречник и дебљина блока рупе за матрице су 225 мм, односно 50 мм. Уметак за отвор за матрице је приказан на слици 6. Д на слици је стварна величина, а номинална величина је 225 мм. Гранична девијација његових спољних димензија је усклађена са унутрашњом рупом доњег калупа како би се осигурало да једнострани зазор буде у опсегу од 0,01 ~ 0,02 мм. Блок матрице је приказан на слици 6. Номинална величина унутрашње рупе блока матрице постављеног на доњи калуп је 225 мм. На основу стварне измерене величине, блок рупе за матрице се усклађује према принципу од 0,01 ~ 0,02 мм по страни. Спољни пречник блока отвора за матрице може се добити као Д, али ради погодности уградње, спољни пречник зрцалног блока матрице може се на одговарајући начин смањити у опсегу од 0,1 м на крају за довод, као што је приказано на слици .

4. Кључне технологије израде калупа

Машинска обрада калупа за профил радијатора Сунцокрет се не разликује много од обичних калупа за алуминијумске профиле. Очигледна разлика се углавном огледа у електричној обради.

(1) У погледу сечења жице, неопходно је спречити деформацију бакарне електроде. Пошто је бакарна електрода која се користи за ЕДМ тешка, зупци су премали, сама електрода је мекана, има слабу крутост, а локална висока температура настала резањем жице узрокује да се електрода лако деформише током процеса резања жице. Када користите деформисане бакарне електроде за обраду радних каишева и празних ножева, доћи ће до искривљених зуба, што може лако довести до отклањања калупа током обраде. Због тога је неопходно спречити деформацију бакарних електрода током процеса производње на мрежи. Главне превентивне мере су: пре сечења жице, изравнајте бакарни блок са креветом; користите индикатор точкића за подешавање вертикалности на почетку; при резању жице прво почните од зупчастог дела, а на крају исеците део са дебелим зидом; С времена на време, користите отпадну сребрну жицу да попуните исечене делове; након што је жица направљена, машином за жице одрежите кратак део од око 4 мм дуж дужине исечене бакарне електроде.

(2) Машинска обрада електричном пражњењем се очигледно разликује од обичних калупа. ЕДМ је веома важан у обради калупа профила сунцокретових радијатора. Чак и ако је дизајн савршен, мали дефект у ЕДМ-у ће узроковати да се цео калуп уклони. Машинска обрада са електричним пражњењем не зависи толико од опреме као сечење жице. То у великој мери зависи од оперативних вештина и стручности оператера. Обрада електричног пражњења углавном обраћа пажњу на следећих пет тачака:

①Струја обраде електричног пражњења. 7~10 А струја се може користити за почетну ЕДМ машинску обраду како би се скратило време обраде; 5~7 А струја се може користити за завршну обраду. Сврха употребе мале струје је да се добије добра површина;

② Уверите се да је крајња површина калупа равна и вертикална бакарна електрода. Слаба равност чеоне стране калупа или недовољна вертикалност бакарне електроде отежава да се обезбеди да дужина радног појаса након ЕДМ обраде буде у складу са пројектованом дужином радног појаса. Лако је да ЕДМ процес пропадне или чак продре у зупчани радни појас. Због тога, пре обраде, мора се користити брусилица за изравнавање оба краја калупа како би се испунили захтеви за тачност, а индикатор за бирање мора се користити за корекцију вертикалности бакарне електроде;

③ Уверите се да је размак између празних ножева једнак. Током почетне обраде проверите да ли је празан алат померен на сваких 0,2 мм на сваких 3 до 4 мм обраде. Ако је помак велики, биће тешко исправити га накнадним подешавањима;

④Уклоните остатке настале током ЕДМ процеса на време. Корозија искреног пражњења ће произвести велику количину остатка, који се мора очистити на време, иначе ће дужина радног појаса бити различита због различитих висина остатка;

⑤ Калуп мора бити демагнетизован пре ЕДМ.

5. Поређење резултата екструзије

Профил приказан на слици 1 је тестиран коришћењем традиционалног подељеног калупа и нове шеме дизајна предложене у овом чланку. Поређење резултата приказано је у табели 1.

Из резултата поређења се може видети да структура калупа има велики утицај на животни век калупа. Калуп дизајниран коришћењем нове шеме има очигледне предности и значајно продужава век трајања калупа.

6. Закључак

Калуп за екструзију профила сунцокретовог радијатора је тип калупа који је веома тежак за пројектовање и производњу, а његов дизајн и производња су релативно сложени. Стога, да би се осигурала стопа успеха екструзије и животни век калупа, морају се постићи следеће тачке:

(1) Структурни облик калупа мора бити разумно одабран. Структура калупа мора бити погодна за смањење силе екструзије како би се смањио напон на конзоли калупа формиран зубима за расипање топлоте, чиме се побољшава чврстоћа калупа. Кључ је у разумном одређивању броја и распореда отвора за ранжирање и површине отвора за ранжирање и других параметара: прво, ширина ранжног моста формираног између отвора за шант не би требало да прелази 16 мм; Друго, површину подељене рупе треба одредити тако да однос раздвајања достиже више од 30% односа екструзије што је више могуће, истовремено осигуравајући чврстоћу калупа.

(2) Разумно изаберите радни појас и усвојите разумне мере током електричне обраде, укључујући технологију обраде бакарних електрода и електричне стандардне параметре електричне обраде. Прва кључна тачка је да бакарна електрода треба да буде површински уземљена пре резања жице, а метод уметања треба користити током сечења жице како би се то осигурало. Електроде нису лабаве или деформисане.

(3) Током процеса електричне обраде, електрода мора бити прецизно поравната како би се избегло одступање зуба. Наравно, на основу разумног дизајна и производње, употреба висококвалитетног челика за вруће калупе и процес вакуумске топлотне обраде од три или више темперамента може максимизирати потенцијал калупа и постићи боље резултате. Од дизајна, производње до производње екструзијом, само ако је свака карика тачна, можемо осигурати да се калуп за профил радијатора сунцокрета екструдира.