Alüminyum profil için ayçiçeği radyatör ekstrüzyonu nasıl tasarlanır?

1. Alüminyum profil bölümlerinin yapısal özelliklerinin analizi

Şekil 1, tipik bir ayçiçeği radyatör alüminyum profilinin kesitini göstermektedir. Profilin kesit alanı 7773.5mm²'dir ve toplam 40 ısı yayma dişidir. Dişler arasında oluşan maksimum asılı açıklık boyutu 4.46 mm'dir. Hesaplamadan sonra dişler arasındaki dil oranı 15.7'dir. Aynı zamanda, profilin merkezinde 3846.5mm²'lik bir alan var.

Profilin şekil özelliklerinden yola çıkarak, dişler arasındaki boşluk yarı-takip profilleri olarak düşünülebilir ve radyatör profili çoklu yarı-takip profillerinden oluşur. Bu nedenle, kalıp yapısını tasarlarken, anahtar kalıbın gücünün nasıl sağlanacağını düşünmektir. Yarı takip profilleri için endüstri, “kapalı ayırıcı kalıp”, “kesilmiş ayırıcı kalıbı”, “asma köprü ayırıcı kalıbı” gibi çeşitli olgun kalıp yapıları geliştirmiştir. Ancak bu yapılar ürünler için geçerli değildir. çoklu yarı hile profillerinden oluşur. Geleneksel tasarım sadece malzemeleri göz önünde bulundurur, ancak ekstrüzyon kalıplamada, mukavemet üzerindeki en büyük etki, ekstrüzyon işlemi sırasında ekstrüzyon kuvvetidir ve metal oluşturma işlemi ekstrüzyon kuvveti üreten ana faktördür.

Güneş radyatör profilinin büyük merkezi katı alanı nedeniyle, ekstrüzyon işlemi sırasında bu alandaki toplam akış hızının çok hızlı olmasına neden olmak çok kolaydır ve ek gerilme gerilimi interkootu süspansiyonun başında üretilecektir. Tüp, interkootu süspansiyon tüpünün kırılmasına neden olur. Bu nedenle, kalıp yapısının tasarımında, ekstrüzyon basıncını azaltmak ve askıda borunun dişler arasındaki stres durumunu iyileştirmek amacıyla metal akış hızının ve akış hızının ayarlanmasına odaklanmalıyız, böylece kalıp.

2. Kalıp yapısı ve ekstrüzyon pres kapasitesi seçimi

2.1 Kalıp Yapısı Formu

Şekil 1'de gösterilen ayçiçeği radyatör profili için, içi boş bir parçaya sahip olmamasına rağmen, Şekil 2'de gösterildiği gibi bölünmüş kalıp yapısını benimsemelidir. Alt kalıpta kalıp ve bir ek yapısı kullanılır. Amaç, kalıp maliyetlerini azaltmak ve kalıp üretim döngüsünü kısaltmaktır. Hem üst kalıp hem de alt kalıp setleri evrenseldir ve yeniden kullanılabilir. Daha da önemlisi, kalıp deliği blokları bağımsız olarak işlenebilir, bu da kalıp deliği çalışma kemerinin doğruluğunu daha iyi sağlayabilir. Alt kalıbın iç deliği bir adım olarak tasarlanmıştır. Üst kısım ve kalıp deliği bloğu temizleme uyumunu benimser ve her iki taraftaki boşluk değeri 0.06 ~ 0.1m'dir; Alt kısım, parazit uyumunu benimser ve her iki taraftaki parazit miktarı 0.02 ~ 0.04m'dir, bu da koaksili sağlamaya yardımcı olur ve montajı kolaylaştırır, kakma daha kompakt hale getirir ve aynı zamanda termal montajın neden olduğu küf deformasyonundan kaçınabilir. parazit uyumu.

2.2 Ekstrüder kapasitesi seçimi

Ekstrüder kapasitesinin seçimi, bir yandan, ekstrüzyon namlusunun uygun iç çapını ve ekstrüderin ekstrüzyon namlusu bölümündeki maksimum spesifik basıncını, metal oluşturma sırasında basıncı karşılamak için belirlemektir. Öte yandan, uygun ekstrüzyon oranını belirlemek ve maliyete göre uygun kalıp boyutu spesifikasyonlarını seçmektir. Ayçiçeği radyatör alüminyum profili için ekstrüzyon oranı çok büyük olamaz. Bunun ana nedeni, ekstrüzyon kuvvetinin ekstrüzyon oranı ile orantılı olmasıdır. Ekstrüzyon oranı ne kadar büyük olursa, ekstrüzyon kuvveti o kadar büyük olur. Bu, ayçiçeği radyatör alüminyum profil kalıbı için son derece zararlıdır.

Deneyim, ayçiçeği radyatörleri için alüminyum profillerin ekstrüzyon oranının 25'ten az olduğunu göstermektedir. Şekil 1'de gösterilen profil için 208 mm'lik bir ekstrüzyon namlu iç çapı olan 20.0 mn ekstrüder seçilmiştir. Hesaplamadan sonra, ekstrüderin maksimum spesifik basıncı 589MPA'dır, bu da daha uygun bir değerdir. Spesifik basınç çok yüksekse, kalıp üzerindeki basınç büyük olacaktır, bu da kalıbın ömrü için zararlıdır; Spesifik basınç çok düşükse, ekstrüzyon oluşturma gereksinimlerini karşılayamaz. Deneyim, 550 ~ 750 MPa aralığındaki belirli bir baskının çeşitli süreç gereksinimlerini daha iyi karşılayabileceğini göstermektedir. Hesaplamadan sonra ekstrüzyon katsayısı 4.37'dir. Kalıp boyutu spesifikasyonu 350 mmx200 mm (dış çap x derece) olarak seçilir.

3. Kalıp yapısal parametrelerinin belirlenmesi

3.1 Üst Kalıp Yapısal Parametreleri

(1) Sadık deliklerin sayısı ve düzenlenmesi. Ayçiçeği radyatör profili şant kalıbı için şant deliklerinin sayısı ne kadar çok olur. Benzer dairesel şekillere sahip profiller için genellikle 3 ila 4 geleneksel şant deliği seçilir. Sonuç, şant köprüsünün genişliği daha büyüktür. Genel olarak, 20 mm'den büyük olduğunda, kaynak sayısı daha azdır. Bununla birlikte, kalıp deliğinin çalışma kemerini seçerken, şant köprüsünün altındaki kalıp deliğinin çalışma kemeri daha kısa olmalıdır. Çalışma kemerinin seçimi için kesin bir hesaplama yöntemi olmaması şartıyla, doğal olarak köprünün altındaki kalıp deliğinin ve diğer parçaların, çalışma kemerindeki farktan dolayı ekstrüzyon sırasında tam olarak aynı akış hızına ulaşmamasına neden olur, Akış hızındaki bu fark, konsol üzerinde ilave gerilme gerilimi üretecek ve ısı yayılma dişlerinin sapmasına neden olacaktır. Bu nedenle, ayçiçeği radyatör ekstrüzyonu için yoğun sayıda dişle ölmek için, her dişin akış hızının tutarlı olmasını sağlamak çok önemlidir. Şant deliklerinin sayısı arttıkça, şant köprülerinin sayısı buna göre artacak ve metalin akış hızı ve akış dağılımı daha eşit hale gelecektir. Bunun nedeni, şant köprülerinin sayısı arttıkça, şant köprülerinin genişliği buna göre azaltılabilir.

Pratik veriler, şant deliklerinin sayısının genellikle 6 veya 8 veya daha fazla olduğunu göstermektedir. Tabii ki, bazı büyük ayçiçeği ısı yayma profilleri için, üst kalıp şant deliklerini şant köprüsü genişliği ≤ 14mm prensibine göre düzenleyebilir. Aradaki fark, metal akışını önceden dağıtmak ve ayarlamak için bir ön ayırıcı plakasının eklenmesi gerektiğidir. Ön sapma tabağındaki sapma deliklerinin sayısı ve düzenlemesi geleneksel bir şekilde gerçekleştirilebilir.

Buna ek olarak, şant delikleri düzenlenirken, metalin dirsekli tüpün kafasına doğrudan vurmasını önlemek ve böylece stres durumunu iyileştirmek için ısı yayma dişinin konsolunun kafasını uygun şekilde korumak için üst kalıbın kullanılmasına dikkat edilmelidir. Konsol tüpünün. Konsol kafasının dişler arasındaki bloke edilmiş kısmı konsol tüpünün uzunluğunun 1/5 ~ 1/4'ü olabilir. Şant deliklerinin düzeni Şekil 3'te gösterilmektedir

(2) Şant deliğinin alan ilişkisi. Sıcak dişin kökünün duvar kalınlığı küçük ve yükseklik merkezden uzak olduğundan ve fiziksel alan merkezden çok farklı olduğundan, metal oluşturmak en zor kısımdır. Bu nedenle, ayçiçeği radyatör profil kalıbının tasarımında önemli bir nokta, metalin ilk olarak dişin kökünü doldurmasını sağlamak için merkezi katı parçanın akış hızını mümkün olduğunca yavaş hale getirmektir. Böyle bir etkiye ulaşmak için, bir yandan, çalışma kemerinin seçimi ve daha da önemlisi, saptırıcı deliğinin alanının belirlenmesi, esas olarak merkezi parçanın sapma deliğine karşılık gelen alanı. Testler ve ampirik değerler, merkezi saptırıcı deliği S1'in alanı ve harici tek sapma deliği S2'nin alanı aşağıdaki ilişkiyi karşıladığında en iyi etkinin elde edildiğini göstermektedir: S1 = (0.52 ~ 0.72) S2

Ek olarak, merkezi ayırıcı deliğinin etkili metal akış kanalı, dış ayırıcı deliğinin etkili metal akış kanalından 20 ~ 25 mm daha uzun olmalıdır. Bu uzunluk aynı zamanda kalıp onarımı marjını ve olasılığını da dikkate alır.

(3) Kaynak odasının derinliği. Ayçiçeği radyatör profili ekstrüzyon kalıbı, geleneksel şant kalıbından farklıdır. Tüm kaynak odası üst kalıpta bulunmalıdır. Bu, alt kalıbın delik bloğu işlenmesinin doğruluğunu, özellikle çalışma kemerinin doğruluğunu sağlamaktır. Geleneksel şant kalıbı ile karşılaştırıldığında, ayçiçeği radyatör profili şant küfünün kaynak odasının derinliğinin artması gerekir. Ekstrüzyon makinesi kapasitesi ne kadar büyük olursa, 15 ~ 25 mm olan kaynak odasının derinliğindeki artış o kadar büyük olur. Örneğin, 20 mn'lik bir ekstrüzyon makinesi kullanılırsa, geleneksel şönt kalıbının kaynak odasının derinliği 20 ~ 22 mm iken, ayçiçeği radyatör profilinden şantal kalıp kaynak odasının derinliği 35 ~ 40 mm olmalıdır. . Bunun avantajı, metalin tamamen kaynaklı olması ve asılı boru üzerindeki stresin büyük ölçüde azalmasıdır. Üst kalıp kaynak odasının yapısı Şekil 4'te gösterilmektedir.

3.2 Die Delik Ekleme Tasarımı

Ölüm deliği bloğunun tasarımı esas olarak kalıp deliği boyutunu, çalışma kemerini, dış çapı ve ayna bloğunun kalınlığını, vb.

(1) Ölüm deliği boyutunun belirlenmesi. Ölüm deliği boyutu, esas olarak alaşım termal işlemenin ölçeklendirilmesi göz önüne alındığında, geleneksel bir şekilde belirlenebilir.

(2) Çalışma kemerinin seçimi. Çalışma kemeri seçimi prensibi, öncelikle diş kökünün altındaki tüm metalin tedarikinin yeterli olmasını sağlamaktır, böylece diş kökünün altındaki akış hızının diğer parçalardan daha hızlı olmasını sağlar. Bu nedenle, diş kökünün altındaki çalışma kemeri en kısa, 0.3 ~ 0.6 mm'lik bir değere sahip olmalı ve bitişik kısımlardaki çalışma kemeri 0,3 mm arttırılmalıdır. İlke merkeze doğru her 10 ~ 15 mm'lik 0.4 ~ 0.5 artmaktır; İkincisi, merkezin en büyük katı kısmındaki çalışma kemeri 7 mm'yi geçmemelidir. Aksi takdirde, çalışma kemerinin uzunluk farkı çok büyükse, bakır elektrotların işlenmesinde ve çalışma kemerinin EDM işlenmesinde büyük hatalar oluşacaktır. Bu hata, ekstrüzyon işlemi sırasında diş sapmasının kırılmasına kolayca neden olabilir. Çalışma kemeri Şekil 5'te gösterilmektedir.

 

(3) Ekin dış çapı ve kalınlığı. Geleneksel şant kalıpları için, kalıp deliği ekinin kalınlığı alt kalıbın kalınlığıdır. Bununla birlikte, ayçiçeği radyatör kalıbı için, kalıp deliğinin etkili kalınlığı çok büyükse, profil ekstrüzyon ve deşarj sırasında kalıpla kolayca çarpışır, bu da düzensiz dişlere, çiziklere ve hatta diş sıkışmasına neden olur. Bunlar dişlerin kırılmasına neden olur.

Buna ek olarak, kalıp deliğinin kalınlığı çok uzunsa, bir yandan, EDM işlemi sırasında işlem süresi uzundur ve diğer yandan, elektrik korozyon sapmasına neden olmak kolaydır ve aynı zamanda kolaydır. Ekstrüzyon sırasında diş sapmasına neden olur. Tabii ki, kalıp deliği kalınlığı çok küçükse, dişlerin mukavemeti garanti edilemez. Bu nedenle, bu iki faktörü dikkate alarak, deneyim, alt kalıbın kalıp deliği ekleme derecesinin genellikle 40 ila 50 olduğunu gösterir; ve kalıp deliği ekinin dış çapı, kalıp deliğinin en büyük kenarından ekin dış dairesine 25 ila 30 mm olmalıdır.

Şekil l'de gösterilen profil için, kalıp deliği bloğunun dış çapı ve kalınlığı sırasıyla 225mm ve 50mm'dir. Ölüm deliği eki Şekil 6'da gösterilmiştir. Şekil, gerçek boyuttur ve nominal boyut 225 mm'dir. Dış boyutlarının sınır sapması, tek taraflı boşluğun 0.01 ~ 0.02mm aralığında olmasını sağlamak için alt kalıbın iç deliğine göre eşleştirilir. Ölüm deliği bloğu Şekil 6'da gösterilmiştir. Alt kalıp üzerine yerleştirilen kalıp deliği bloğunun iç deliğinin nominal boyutu 225 mm'dir. Ölçülen gerçek boyuta dayanarak, kalıp deliği bloğu, taraf başına 0.01 ~ 0.02mm prensibine göre eşleştirilir. Ölüm deliği bloğunun dış çapı D olarak elde edilebilir, ancak kurulum kolaylığı için, kalıp deliği ayna bloğunun dış çapı, şekilde gösterildiği gibi, besleme ucunda 0.1m aralığında uygun şekilde azaltılabilir. .

4. Kalıp üretiminin temel teknolojileri

Ayçiçeği radyatör profil kalıbının işlenmesi, sıradan alüminyum profil kalıplarından çok farklı değildir. Açık fark esas olarak elektrik işlemesine yansır.

(1) Tel kesimi açısından bakır elektrotun deformasyonunu önlemek gerekir. EDM için kullanılan bakır elektrot ağır olduğundan, dişler çok küçük, elektrotun kendisi yumuşak, zayıf sertliğe sahiptir ve tel kesme ile üretilen lokal yüksek sıcaklık, elektrotun tel kesme işlemi sırasında kolayca deforme olmasına neden olur. İş kemerlerini ve boş bıçakları işlemek için deforme olmuş bakır elektrotlar kullanılırken, işleme sırasında kalıbın artık hurdaya çıkarılmasına neden olabilecek eğri dişler oluşacaktır. Bu nedenle, çevrimiçi üretim işlemi sırasında bakır elektrotların deformasyonunu önlemek gerekir. Ana önleyici tedbirler: tel kesilmeden önce bakır bloğu bir yatakla düzleştirin; Başlangıçta dikeyliği ayarlamak için bir kadran göstergesi kullanın; Tel kesiminde, önce diş kısmından başlayın ve son olarak parçayı kalın duvarla kesin; Arada bir, kesilmiş parçaları doldurmak için hurda gümüş tel kullanın; Tel yapıldıktan sonra, kesilmiş bakır elektrotun uzunluğu boyunca yaklaşık 4 mm'lik kısa bir bölümü kesmek için bir tel makinesi kullanın.

(2) Elektrik deşarj işlemesi, sıradan kalıplardan açıkça farklıdır. EDM, ayçiçeği radyatör profil kalıplarının işlenmesinde çok önemlidir. Tasarım mükemmel olsa bile, EDM'de hafif bir kusur tüm kalıbın hurdaya çıkarılmasına neden olacaktır. Elektrikli deşarj işleme, tel kesimi kadar ekipmana bağlı değildir. Büyük ölçüde operatörün işletme becerilerine ve yeterliliğine bağlıdır. Elektrikli deşarj işleme esas olarak aşağıdaki beş noktaya dikkat eder:

①elektrik deşarj işleme akımı. 7 ~ 10 İşleme süresini kısaltmak için ilk EDM işleme için bir akım kullanılabilir; 5 ~ 7 İşleme için bir akım kullanılabilir. Küçük akım kullanmanın amacı iyi bir yüzey elde etmektir;

Coth Kalıp ucu yüzünün düzlüğünü ve bakır elektrotun dikeyliğini sağlayın. Kalıp ucu yüzünün zayıf düzlüğü veya bakır elektrotun yetersiz dikeyliği, EDM işlemden sonra çalışma kemerinin uzunluğunun tasarlanmış çalışma kayışı uzunluğu ile tutarlı olmasını zorlaştırır. EDM işleminin dişli iş kemerine başarısız olması veya hatta nüfuz etmesi kolaydır. Bu nedenle, işlenmeden önce, doğruluk gereksinimlerini karşılamak için kalıbın her iki ucunu da düzleştirmek için bir öğütücü kullanılmalı ve bakır elektrotun dikeyliğini düzeltmek için bir kadran göstergesi kullanılmalıdır;

③ Boş bıçaklar arasındaki boşluğun eşit olduğundan emin olun. İlk işleme sırasında, boş aletin her 3 ila 4 mm işleme 0,2 mm'lik bir dengelenmediğini kontrol edin. Ofset büyükse, sonraki ayarlamalarla düzeltmek zor olacaktır;

EDM işlemi sırasında üretilen kalıntıyı zamanında kabul edin. Kıvılcım deşarj korozyonu, zaman içinde temizlenmesi gereken büyük miktarda kalıntı üretecektir, aksi takdirde kalıntı farklı yükseklikleri nedeniyle çalışma kemerinin uzunluğu farklı olacaktır;

EDM EDM'den önce demagnetize edilmelidir.

5. Ekstrüzyon sonuçlarının karşılaştırılması

Şekil 1'de gösterilen profil, bu makalede önerilen geleneksel bölünmüş kalıp ve yeni tasarım şeması kullanılarak test edilmiştir. Sonuçların karşılaştırılması Tablo 1'de gösterilmiştir.

Karşılaştırma sonuçlarından kalıp yapısının kalıp ömrü üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğu görülebilir. Yeni şema kullanılarak tasarlanan kalıbın, kalıp ömrünü büyük ölçüde iyileştirir ve büyük ölçüde iyileştirir.

6. Sonuç

Ayçiçeği radyatör profili ekstrüzyon kalıbı, tasarlanması ve üretilmesi çok zor olan bir kalıp türüdür ve tasarım ve üretimi nispeten karmaşıktır. Bu nedenle, kalıbın ekstrüzyon başarı oranını ve servis ömrünü sağlamak için aşağıdaki noktalar elde edilmelidir:

(1) Kalıpın yapısal formu makul olarak seçilmelidir. Kalıpın yapısı, ısı yayılma dişlerinin oluşturduğu kalıp konsolundaki stresi azaltmak için ekstrüzyon kuvvetini azaltmaya elverişli olmalı ve böylece kalıbın mukavemetini iyileştirmelidir. Anahtar, şant deliklerinin ve şant deliklerinin ve diğer parametrelerin alanının sayısını ve düzenlemesini makul bir şekilde belirlemektir: birincisi, şant delikleri arasında oluşan şönt köprüsünün genişliği 16 mm'yi geçmemelidir; İkincisi, bölünmüş delik alanı, bölünmüş oranın kalıbın mukavemetini sağlarken olabildiğince ekstrüzyon oranının% 30'undan fazlasına ulaşması için belirlenmelidir.

(2) Bakır elektrotların işleme teknolojisi ve elektrik işlemesinin elektriksel standart parametreleri de dahil olmak üzere elektrik işleme sırasında çalışma kemerini makul bir şekilde seçin ve makul önlemler alın. İlk anahtar nokta, bakır elektrotun tel kesilmeden önce yüzey topraklaması olması ve yerleştirme yönteminin tel kesimi sırasında kullanılması gerektiğidir. Elektrotlar gevşek veya deforme olmaz.

(3) Elektrik işleme işlemi sırasında, diş sapmasını önlemek için elektrot doğru bir şekilde hizalanmalıdır. Tabii ki, makul tasarım ve imalat temelinde, yüksek kaliteli sıcak çalışma kalıp çeliğinin kullanımı ve üç veya daha fazla sıcaklığın vakum ısıl işlem süreci kalıbın potansiyelini en üst düzeye çıkarabilir ve daha iyi sonuçlar elde edebilir. Tasarımdan üretimden ekstrüzyon üretimine, sadece her bağlantı doğrusa, ayçiçeği radyatör profili kalıbının ekstrüde edilmesini sağlayabilir miyiz.