Дизајн на калап за леење матрици со низок притисок за послужавник за батерии од алуминиумска легура на електрично возило

Дизајн на калап за леење матрици со низок притисок за послужавник за батерии од алуминиумска легура на електрично возило

Батеријата е основна компонента на електричното возило, а нејзините перформанси ги одредуваат техничките индикатори како што се траењето на батеријата, потрошувачката на енергија и работниот век на електричното возило. Фиоката за батерии во модулот за батерии е главната компонента што ги извршува функциите на носење, заштита и ладење. Модуларниот пакет батерии е поставен во фиоката за батерии, фиксирана на шасијата на автомобилот преку фиоката за батерии, како што е прикажано на слика 1. Бидејќи е инсталиран на дното на телото на возилото и работната средина е груба, фиоката за батерии треба да има функција за спречување на удар и пробивање на камен за да се спречи оштетување на модулот на батеријата. Фиоката за батерии е важен безбедносен структурен дел на електричните возила. Следното го воведува процесот на формирање и дизајнот на калапот на батериите од алуминиумска легура за електрични возила.
1
Слика 1 (Фола за батерии од алуминиумска легура)
1 Процесна анализа и дизајн на мувла
1.1 Анализа на лиење

Фиоката за батерии од алуминиумска легура за електрични возила е прикажана на слика 2. Вкупните димензии се 1106mm×1029mm×136mm, основната дебелина на ѕидот е 4mm, квалитетот на леење е околу 15,5kg, а квалитетот на леење по обработката е околу 12,5kg. Материјалот е A356-T6, цврстина на истегнување ≥ 290MPa, цврстина на принос ≥ 225MPa, издолжување ≥ 6%, цврстина на Бринел ≥ 75~90HBS, потреба да се задоволат барањата за затегнатост на воздухот и IP67&IP69K.
2
Слика 2 (Фола за батерии од алуминиумска легура)
1.2 Процесна анализа
Леење со матрица со низок притисок е специјален метод на леење помеѓу леење под притисок и гравитационо лиење. Не само што ги има предностите на користење на метални калапи за двете, туку има и карактеристики на стабилно полнење. Леењето со матрица со низок притисок ги има предностите на полнење со мала брзина од дното кон врвот, лесното контролирање на брзината, мал удар и прскање на течен алуминиум, помалку оксидна згура, висока густина на ткивото и високи механички својства. При леење со матрица со низок притисок, течниот алуминиум се полни непречено, а леењето се зацврстува и кристализира под притисок, а може да се добие лиење со висока густа структура, високи механички својства и прекрасен изглед, што е погодно за формирање на големи тенкоѕидни одлеаноци. .
Според механичките својства што ги бара лиењето, материјалот за леење е A356, кој може да ги задоволи потребите на клиентите по третманот со T6, но флуидноста на истурање на овој материјал генерално бара разумна контрола на температурата на мувлата за да се добијат големи и тенки одлеаноци.
1.3 Систем за истурање
Со оглед на карактеристиките на големите и тенки одлеаноци, треба да се дизајнираат повеќе порти. Во исто време, за да се обезбеди непречено полнење на течен алуминиум, на прозорецот се додаваат канали за полнење, кои треба да се отстранат со пост-обработка. Во раната фаза беа дизајнирани две процесни шеми на системот за истурање и секоја шема беше споредена. Како што е прикажано на слика 3, шемата 1 распоредува 9 порти и додава канали за напојување на прозорецот; Шемата 2 организира 6 порти кои се излеваат од страната на леењето што треба да се формираат. Симулациската анализа на CAE е прикажана на слика 4 и слика 5. Користете ги резултатите од симулацијата за да ја оптимизирате структурата на мувлата, обидете се да го избегнете негативното влијание на дизајнот на мувлата врз квалитетот на одлеаноците, да ја намалите веројатноста за дефекти во леењето и да го скратите циклусот на развој на одлеаноци.
3
Слика 3 (Споредба на две процесни шеми за низок притисок
4
Слика 4 (Споредба на полето за температура при полнење)
5
Слика 5 (Споредба на дефекти на порозноста на собирање по зацврстувањето)
Резултатите од симулацијата на горенаведените две шеми покажуваат дека течниот алуминиум во шуплината се движи нагоре приближно паралелно, што е во согласност со теоријата за паралелно полнење на течниот алуминиум како целина, а симулираните делови со порозност на собирање на лиењето се се решава со зајакнување на ладењето и други методи.
Предности на двете шеми: Судејќи според температурата на течниот алуминиум за време на симулираното полнење, температурата на дисталниот крај на лиењето формиран од шемата 1 има поголема униформност од онаа на шемата 2, која е погодна за полнење на шуплината. . Лиење формирано од шемата 2 нема остаток на портата како шемата 1. порозноста на собирање е подобра од онаа на шемата 1.
Недостатоци на двете шеми: Бидејќи портата е поставена на лиење што треба да се формира во шемата 1, ќе има остаток од портата на леењето, што ќе се зголеми за околу 0,7 ка во споредба со оригиналното леење. од температурата на течниот алуминиум во шемата 2 симулирано полнење, температурата на течниот алуминиум на дисталниот крај е веќе ниска, а симулацијата е под идеална состојба на температурата на калапот, така што капацитетот на проток на течниот алуминиум може да биде недоволен во фактичката состојба, и ќе има проблем со тешкотии при лиење на калапи.
Во комбинација со анализа на различни фактори, шемата 2 беше избрана како систем за истурање. Со оглед на недостатоците на шемата 2, системот за истурање и системот за греење се оптимизирани во дизајнот на калапот. Како што е прикажано на Слика 6, се додава кревачот за прелевање, што е корисно за полнењето на течен алуминиум и го намалува или избегнува појавувањето на дефекти во лиените одлеаноци.
6
Слика 6 (Оптимизиран систем за истурање)
1.4 Систем за ладење
Деловите што носат стрес и областите со високи барања за механички перформанси на одлеаноците треба правилно да се ладат или напојуваат за да се избегне порозност при собирање или термичко пукање. Основната дебелина на ѕидот на лиењето е 4мм, а на зацврстувањето ќе влијае дисипацијата на топлината на самиот калап. За неговите важни делови, се поставува систем за ладење, како што е прикажано на слика 7. По завршувањето на полнењето, поминете ја водата да се олади, а специфичното време на ладење треба да се прилагоди на местото на истурање за да се осигура дека низата на зацврстување е формирани од крајниот дел од портата до крајот на портата, а портата и подигачот се зацврстуваат на крајот за да се постигне ефектот на напојување. Делот со подебела дебелина на ѕидот го прифаќа методот на додавање водено ладење на влошката. Овој метод има подобар ефект во реалниот процес на лиење и може да ја избегне порозноста на собирање.
7
Слика 7 (Систем за ладење)
1.5 Издувен систем
Бидејќи шуплината на металот за леење со низок притисок е затворена, тој нема добра пропустливост на воздухот како калапи за песок, ниту пак се издувува преку кревачите при општо леење со гравитација, издувните гасови од шуплината за лиење со низок притисок ќе влијаат на процесот на полнење на течноста алуминиум и квалитетот на одлеаноците. Калапот за леење со низок притисок може да се исцрпи низ празнините, издувните жлебови и приклучоците за издувни гасови во површината на разделбата, шипката за туркање итн.
Дизајнот на големината на издувните гасови во системот за издувни гасови треба да биде погодна за издувните гасови без прелевање, разумниот издувен систем може да ги спречи одлеаноците од дефекти како што се недоволно полнење, лабава површина и мала јачина. Конечното полнење на течниот алуминиум за време на процесот на истурање, како што се страничниот потпирач и подигачот на горниот калап, треба да биде опремен со издувен гас. Со оглед на фактот дека течниот алуминиум лесно се влева во јазот на приклучокот за издувни гасови во реалниот процес на леење калап со низок притисок, што доведува до ситуација да се извлече воздушниот приклучок кога се отвора калапот, се усвоени три методи по неколку обиди и подобрувања: Методот 1 користи синтеруван воздушен приклучок за металургија на прав, како што е прикажано на Слика 8(а), недостатокот е што трошоците за производство се висока; Методот 2 користи издувен приклучок од типот на споеви со празнина од 0,1 mm, како што е прикажано на слика 8(б), недостатокот е што издувниот шев лесно се блокира по прскање на бојата; Методот 3 користи издувен приклучок исечен со жица, јазот е 0,15~0,2 mm, како што е прикажано на Слика 8(в). Недостатоците се ниската ефикасност на обработката и високите трошоци за производство. Потребно е да се изберат различни приклучоци за издувни гасови според вистинската област на лиење. Општо земено, синтеруваните и жичено исечените приклучоци за вентилација се користат за шуплината на лиењето, а типот на шевовите се користи за главата на јадрото од песок.
8
Слика 8 (3 типа на приклучоци за издувни гасови погодни за леење со матрица со низок притисок)
1.6 Систем за греење
Лиење е голем по големина и тенок во дебелина на ѕидот. Во анализата на протокот на мувла, стапката на проток на течниот алуминиум на крајот од полнењето е недоволна. Причината е што течниот алуминиум е премногу долг за да тече, температурата паѓа, а течниот алуминиум однапред се зацврстува и ја губи својата способност за проток, се случува ладно затворање или недоволно истурање, подигачот на горната матрица нема да може да го постигне ефект на хранење. Врз основа на овие проблеми, без промена на дебелината на ѕидот и обликот на леењето, зголемете ја температурата на течниот алуминиум и температурата на мувлата, подобрување на флуидноста на течниот алуминиум и решете го проблемот со ладно затворање или недоволно истурање. Сепак, прекумерната температура на течниот алуминиум и температурата на мувлата ќе произведат нови термички спојки или порозност на собирање, што ќе резултира со прекумерни рамни дупки по обработката на лиење. Затоа, потребно е да се избере соодветна температура на течен алуминиум и соодветна температура на мувла. Според искуството, температурата на течниот алуминиум се контролира на околу 720 ℃, а температурата на мувлата се контролира на 320 ~ 350 ℃.
Со оглед на големиот волумен, тенката дебелина на ѕидот и малата висина на лиењето, на горниот дел од калапот е поставен систем за греење. Како што е прикажано на слика 9, насоката на пламенот е свртена кон дното и страната на калапот за да се загрее долната рамнина и страната на лиењето. Според ситуацијата со истурање на лице место, прилагодете го времето на загревање и пламенот, контролирајте ја температурата на горниот дел од мувлата на 320~350 ℃, обезбедете флуидност на течниот алуминиум во разумен опсег и направете течниот алуминиум да ја пополни шуплината и кревач. Во вистинска употреба, системот за греење може ефективно да ја обезбеди флуидноста на течниот алуминиум.
9
Слика 9 (Систем за греење)
2. Структура на мувла и принцип на работа
Според процесот на леење со низок притисок, комбиниран со карактеристиките на леењето и структурата на опремата, со цел да се осигура дека формираното леење останува во горниот калап, предната, задната, левата и десната структура за влечење на јадрото се дизајниран на горниот калап. Откако ќе се формира и зацврсти лиењето, прво се отвораат горните и долните калапи, а потоа се повлекува јадрото во 4 насоки и на крајот горната плоча на горниот калап го истиснува формираниот калапи. Структурата на мувлата е прикажана на слика 10.
10
Слика 10 (Структура на мувла)
Изменето од May Jiang од МАТ алуминиум


Време на објавување: мај-11-2023 година