Како да се дизајнира матрицата за истиснување на сончоглед радијатор за алуминиумски профил?

1. Анализа на структурни карактеристики на пресеци од алуминиумски профили

Слика 1 го прикажува пресекот на типичен алуминиумски профил на сончоглед радијатор. Површината на напречниот пресек на профилот е 7773,5 mm², со вкупно 40 заби за дисипација на топлина. Максималната големина на висечкиот отвор што се формира помеѓу забите е 4,46 mm. По пресметката, односот на јазикот помеѓу забите е 15,7. Во исто време, во центарот на профилот има голема цврста површина, со површина од 3846,5 mm².

Судејќи според формалните карактеристики на профилот, просторот помеѓу забите може да се смета како полушупливи профили, а профилот на радијаторот е составен од повеќе полушупливи профили. Затоа, при дизајнирање на структурата на мувлата, клучот е да размислите како да се обезбеди цврстина на мувлата. Иако за полушупливи профили, индустријата има развиено разновидни структури за зрели мувла, како што се „калап со покриен сплитер“, „калап за расцепување со сечење“, „калап за раздвојувач на висечки мост“ итн. Сепак, овие структури не се применливи за производите составена од повеќе полушупливи профили. Традиционалниот дизајн ги зема предвид само материјалите, но во обликувањето со истиснување, најголемото влијание врз силата е силата на истиснување за време на процесот на истиснување, а процесот на формирање метал е главниот фактор што генерира сила на истиснување.

Поради големата централна цврста површина на профилот на соларниот радијатор, многу е лесно да се предизвика целокупната брзина на проток во оваа област да биде пребрза за време на процесот на истиснување, а дополнителниот напон на истегнување ќе се создаде на главата на меѓузабната суспензија. цевка, што резултира со фрактура на меѓузабната цевка за суспензија. Затоа, при дизајнирањето на структурата на мувлата, треба да се фокусираме на прилагодување на стапката на проток на метал и брзината на проток за да се постигне целта за намалување на притисокот на истиснување и подобрување на состојбата на стрес на суспендираната цевка помеѓу забите, за да се подобри јачината на калапот.

2. Избор на структура на мувла и капацитет на преса за истиснување

2.1 Форма на структура на мувла

За профилот на радијаторот од сончоглед прикажан на слика 1, иако нема шуплив дел, тој мора да ја прифати структурата на расцепен калап како што е прикажано на слика 2. Различно од традиционалната структура на мувла со шант, комората на станицата за лемење на метал е поставена во горниот дел калап, а вметната структура се користи во долниот калап. Целта е да се намалат трошоците за мувла и да се скрати циклусот на производство на мувла. И горните и долните сетови на калапи се универзални и можат повторно да се користат. Што е уште поважно, блоковите на дупките на матрицата може да се обработуваат независно, што може подобро да ја обезбеди точноста на работниот појас со дупка за матрица. Внатрешната дупка на долниот калап е дизајнирана како чекор. Горниот дел и блокот на дупката за мувла прифаќаат клиренс, а вредноста на јазот од двете страни е 0,06~0,1 m; долниот дел го прифаќа вклопувањето на пречки, а количината на пречки од двете страни е 0,02-0,04 m, што помага да се обезбеди коаксијалност и го олеснува склопувањето, правејќи ја влошката да се вклопи покомпактна и во исто време, може да избегне деформација на мувла предизвикана од термичка инсталација пречки одговара.

2.2 Избор на капацитет на екструдер

Изборот на капацитетот на екструдерот е, од една страна, да се одреди соодветниот внатрешен дијаметар на цевката за истиснување и максималниот специфичен притисок на екструдерот на делот на цевката за истиснување за да се задоволи притисокот при формирање на метал. Од друга страна, треба да се одреди соодветниот сооднос на истиснување и да се изберат соодветни спецификации за големината на мувлата врз основа на трошоците. За алуминиумскиот профил на сончоглед радијатор, односот на истиснување не може да биде премногу голем. Главната причина е што силата на истиснување е пропорционална со односот на истиснување. Колку е поголем односот на истиснување, толку е поголема силата на истиснување. Ова е исклучително штетно за калапот од алуминиумски профил на сончоглед радијатор.

Искуството покажува дека односот на истиснување на алуминиумските профили за радијатори од сончоглед е помал од 25. За профилот прикажан на слика 1, избран е екструдер од 20,0 MN со внатрешен дијаметар на цевката за истиснување од 208 mm. По пресметката, максималниот специфичен притисок на екструдерот е 589 MPa, што е посоодветна вредност. Ако специфичниот притисок е превисок, притисокот врз мувлата ќе биде голем, што е штетно за животниот век на мувлата; ако специфичниот притисок е премногу низок, тој не може да ги исполни барањата за формирање на истиснување. Искуството покажува дека специфичен притисок во опсег од 550~750 MPa може подобро да одговори на различните барања за процесот. По пресметката, коефициентот на истиснување е 4,37. Спецификацијата за големината на мувлата е избрана како 350 mmx200 mm (надворешен дијаметар x степени).

3. Определување на структурните параметри на мувла

3.1 Структурни параметри на горниот калап

(1) Број и распоред на отворите за пренасочување. За шант калап на профилот на сончоглед радијатор, колку е поголем бројот на дупки за шант, толку подобро. За профили со слични кружни форми, генерално се избираат 3 до 4 традиционални дупки за шант. Резултатот е дека ширината на шантскиот мост е поголема. Општо земено, кога е поголем од 20 mm, бројот на завари е помал. Меѓутоа, при изборот на работниот појас на дупката за матрица, работниот појас на дупката за матрица на дното на шантскиот мост мора да биде пократок. Под услов да нема прецизен пресметковен метод за избор на работниот појас, природно ќе предизвика дупката на матрицата под мостот и другите делови да не ја постигнат точно истата брзина на проток при истиснување поради разликата во работниот појас, Оваа разлика во брзината на протокот ќе предизвика дополнителен затегнувачки стрес на конзолата и ќе предизвика отклонување на забите за дисипација на топлина. Затоа, за матрицата за истиснување на радијаторот сончоглед со густ број заби, многу е важно да се осигура дека брзината на проток на секој заб е конзистентна. Како што се зголемува бројот на дупки за шант, така и бројот на мостови за шант ќе се зголемува соодветно, а брзината на проток и распределбата на протокот на металот ќе станат порамномерни. Тоа е затоа што како што се зголемува бројот на шант мостови, ширината на шантските мостови може соодветно да се намали.

Практичните податоци покажуваат дека бројот на дупки за шант е генерално 6 или 8, па дури и повеќе. Се разбира, за некои големи профили за дисипација на сончогледова топлина, горниот калап може да ги распореди и дупките за шант според принципот на ширина на шантскиот мост ≤ 14 mm. Разликата е во тоа што мора да се додаде предна сплитер плоча за претходно да се дистрибуира и прилагоди протокот на метал. Бројот и распоредот на отворите за пренасочување во предната плоча за пренасочување може да се изведат на традиционален начин.

Дополнително, при уредувањето на дупките за шант, треба да се земе предвид употребата на горниот калап за соодветно да се заштити главата на конзолата на забот за дисипација на топлина за да се спречи металот директно да удри во главата на конзолната цевка и на тој начин да се подобри состојбата на стрес. на конзолната цевка. Блокираниот дел од конзолната глава меѓу забите може да биде 1/5~1/4 од должината на конзолната цевка. Распоредот на дупките за шант е прикажан на слика 3

(2) Односот на површината на дупката за шант. Бидејќи дебелината на ѕидот на коренот на врелиот заб е мала, а висината е далеку од центарот, а физичката област е многу различна од центарот, најтешко е да се формира метал. Затоа, клучна точка во дизајнот на калапот на профилот на радијаторот на сончоглед е да се направи брзината на проток на централниот цврст дел што е можно побавно за да се осигура дека металот прво го наполни коренот на забот. За да се постигне таков ефект, од една страна, тоа е изборот на работниот појас, и уште поважно, одредувањето на површината на дупката за пренасочување, главно површината на централниот дел што одговара на дупката за пренасочување. Тестовите и емпириските вредности покажуваат дека најдобриот ефект се постигнува кога површината на централната дупка за пренасочување S1 и површината на надворешната дупка за единечно пренасочување S2 ја задоволуваат следната врска: S1= (0,52 ~0,72) S2

Дополнително, ефективниот метален канал за проток на централната дупка за сплитер треба да биде 20~25 mm подолг од ефективниот метален канал за проток на надворешната дупка за разделување. Оваа должина ги зема предвид и маргините и можноста за поправка на мувла.

(3) Длабочина на комората за заварување. Матрицата за истиснување на профилот на радијатор на сончоглед е различна од традиционалната матрица за шант. Целата нејзина комора за заварување мора да се наоѓа во горната матрица. Ова е за да се осигури точноста на обработката на блокот со дупки на долната матрица, особено точноста на работниот појас. Во споредба со традиционалниот калап за шант, треба да се зголеми длабочината на комората за заварување на калапот за шант на профилот на радијаторот Sunflower. Колку е поголем капацитетот на машината за истиснување, толку е поголемо зголемувањето на длабочината на комората за заварување, што е 15 ~ 25 mm. На пример, ако се користи машина за истиснување од 20 MN, длабочината на комората за заварување на традиционалниот шант е 20~22 mm, додека длабочината на комората за заварување на матрицата за шант на профилот на сончогледот радијатор треба да биде 35~40 mm. . Предноста на ова е што металот е целосно заварен и стресот на суспендираната цевка е значително намален. Структурата на горната комора за заварување на калапот е прикажана на Слика 4.

3.2 Дизајн на влошка за дупка со матрица

Дизајнот на блокот за матрица главно ја вклучува големината на дупката за матрицата, работниот појас, надворешниот дијаметар и дебелината на блокот на огледалото итн.

(1) Определување на големината на дупката на матрицата. Големината на дупката на матрицата може да се одреди на традиционален начин, главно земајќи го предвид скалирањето на термичката обработка на легура.

(2) Избор на работен појас. Принципот на избор на работниот ремен е прво да се осигура дека снабдувањето со целиот метал на дното на коренот на забот е доволно, така што брзината на проток на дното на коренот на забот е побрза од другите делови. Затоа, работниот појас на дното на коренот на забот треба да биде најкраток, со вредност од 0,3~0,6 mm, а работниот појас на соседните делови треба да се зголеми за 0,3 mm. Принципот е да се зголемува за 0,4~0,5 на секои 10~15mm кон центарот; второ, работниот појас на најголемиот цврст дел од центарот не треба да надминува 7мм. Во спротивно, ако разликата во должината на работниот појас е преголема, ќе настанат големи грешки при обработката на бакарните електроди и EDM обработката на работниот појас. Оваа грешка лесно може да предизвика скршење на отклонувањето на забот за време на процесот на истиснување. Работниот појас е прикажан на слика 5.

 

(3) Надворешниот дијаметар и дебелината на влошката. За традиционалните калапи за шант, дебелината на влошката на дупката е дебелината на долниот калап. Меѓутоа, за калапот за радијатор од сончоглед, ако ефективната дебелина на дупката на матрицата е преголема, профилот лесно ќе се судри со калапот за време на истиснување и празнење, што ќе резултира со нерамни заби, гребнатини или дури и заглавување на забите. Тие ќе предизвикаат кршење на забите.

Дополнително, ако дебелината на дупката на матрицата е премногу долга, од една страна, времето на обработка е долго за време на процесот EDM, а од друга страна, лесно е да се предизвика отстапување од електрична корозија, а исто така е лесно да се предизвикуваат отстапување на забите при екструзија. Се разбира, ако дебелината на дупката на матрицата е премала, цврстината на забите не може да се гарантира. Затоа, земајќи ги предвид овие два фактори, искуството покажува дека степенот на вметнување на дупката на матрицата на долниот калап е генерално 40 до 50; а надворешниот дијаметар на влошката за матрицата треба да биде 25 до 30 mm од најголемиот раб на дупката на матрицата до надворешниот круг на влошката.

За профилот прикажан на слика 1, надворешниот дијаметар и дебелината на блокот на дупката на матрицата се 225 mm и 50 mm соодветно. Вметнувањето на дупката на матрицата е прикажано на слика 6. D на сликата е вистинската големина, а номиналната големина е 225 mm. Граничното отстапување на неговите надворешни димензии се совпаѓа според внатрешната дупка на долниот калап за да се осигура дека едностраната празнина е во опсег од 0,01~0,02 mm. Блокот на дупката на матрицата е прикажан на Слика 6. Номиналната големина на внатрешната дупка на блокот за дупка на матрицата поставена на долниот калап е 225 mm. Врз основа на вистинската измерена големина, блокот на дупката на матрицата се совпаѓа според принципот од 0,01 ~ 0,02 mm по страна. Надворешниот дијаметар на блокот на дупката за матрица може да се добие како D, но за погодност при инсталацијата, надворешниот дијаметар на блокот за огледало на дупката за матрица може соодветно да се намали во опсег од 0,1 m на крајот на доводот, како што е прикажано на сликата .

4. Клучни технологии за производство на мувла

Обработката на калапот на профилот на радијаторот Sunflower не се разликува многу од онаа на обичните калапи за алуминиумски профили. Очигледната разлика главно се рефлектира во електричната обработка.

(1) Во однос на сечењето на жица, неопходно е да се спречи деформација на бакарната електрода. Бидејќи бакарната електрода што се користи за EDM е тешка, забите се премногу мали, самата електрода е мека, има слаба цврстина, а локалната висока температура генерирана од сечењето на жица предизвикува електродата лесно да се деформира за време на процесот на сечење жица. При користење на деформирани бакарни електроди за обработка на работни ремени и празни ножеви, ќе се појават искривени заби, што лесно може да предизвика отфрлање на мувлата за време на обработката. Затоа, неопходно е да се спречи деформација на бакарните електроди за време на онлајн-производниот процес. Главните превентивни мерки се: пред сечење на жица, израмнете го бакарниот блок со кревет; користете индикатор за бирање за да ја прилагодите вертикалноста на почетокот; при сечење на жица, прво тргнете од забниот дел и на крајот исечете го со дебел ѕид; Од време на време, користете жица од сребрена жица за да ги наполните исечените делови; откако ќе се направи жицата, користете машина за жица за да отсечете краток дел од околу 4 mm по должината на исечената бакарна електрода.

(2) Машинската обработка со електрично празнење очигледно се разликува од обичните калапи. ЕДМ е многу важен во обработката на калапи за профили за сончоглед радијатори. Дури и ако дизајнот е совршен, мал дефект во EDM ќе предизвика отфрлање на целата мувла. Машинската обработка со електрично празнење не е толку зависна од опремата како сечењето жица. Тоа во голема мера зависи од оперативните вештини и вештините на операторот. Машинската обработка со електрично празнење главно обрнува внимание на следните пет точки:

① Струја за обработка на електрично празнење. 7~10 Може да се користи струја за почетна EDM обработка за да се скрати времето на обработка; 5~7 Струја може да се користи за завршна обработка. Целта на користењето мала струја е да се добие добра површина;

② Обезбедете ја плошноста на крајот на мувлата и вертикалноста на бакарната електрода. Лошата плошност на крајот на мувлата или недоволната вертикалност на бакарната електрода го отежнува обезбедувањето дека должината на работниот појас по обработката на EDM е конзистентна со дизајнираната должина на работниот ремен. Лесно е процесот на EDM да не успее или дури и да навлезе во забиениот работен ремен. Затоа, пред обработката, мора да се користи мелница за израмнување на двата краја на калапот за да се исполнат барањата за точност, а индикаторот за бирање мора да се користи за да се поправи вертикалноста на бакарната електрода;

③ Осигурете се дека јазот помеѓу празните ножеви е рамномерен. За време на почетната обработка, проверете дали празната алатка е поместена на секои 0,2 mm на секои 3 до 4 mm обработка. Ако поместувањето е големо, ќе биде тешко да се поправи со последователни прилагодувања;

④ Навремено отстранете ги остатоците создадени за време на процесот на EDM. Корозијата на празнење на искра ќе произведе голема количина на остатоци, кои мора да се исчистат навреме, инаку должината на работниот појас ќе биде различна поради различните висини на остатоците;

⑤ Калапот мора да се демагнетизира пред EDM.

5. Споредба на резултатите од истиснување

Профилот прикажан на Слика 1 беше тестиран со користење на традиционалниот сплит калап и новата шема за дизајн предложена во овој напис. Споредбата на резултатите е прикажана во Табела 1.

Од споредбените резултати може да се види дека структурата на мувлата има големо влијание врз животниот век на мувлата. Калапот дизајниран со користење на новата шема има очигледни предности и во голема мера го подобрува животниот век на мувлата.

6. Заклучок

Калапот за истиснување на профилот на сончоглед радијатор е тип на калап кој е многу тежок за дизајнирање и производство, а неговиот дизајн и производство се релативно сложени. Затоа, за да се обезбеди стапката на успех на истиснување и работниот век на мувлата, мора да се постигнат следниве точки:

(1) Структурната форма на калапот мора да биде разумно избрана. Структурата на мувлата мора да биде погодна за намалување на силата на истиснување за да се намали стресот на конзолата на мувлата формирана од забите за дисипација на топлина, а со тоа да се подобри јачината на мувлата. Клучот е разумно да се одреди бројот и распоредот на дупките за шант и површината на отворите за шант и други параметри: прво, ширината на шантскиот мост формиран помеѓу отворите за шант не треба да надминува 16 mm; Второ, површината на расцепената дупка треба да се определи така што соодносот на разделување достигнува повеќе од 30% од односот на истиснување колку што е можно повеќе, истовремено обезбедувајќи ја цврстината на мувлата.

(2) Разумно изберете го работниот појас и донесете разумни мерки за време на електричната обработка, вклучувајќи ја технологијата за обработка на бакарни електроди и електричните стандардни параметри на електричната обработка. Првата клучна точка е дека бакарната електрода треба да биде површинска заземјена пред сечењето на жица, а методот на вметнување треба да се користи за време на сечењето на жица за да се обезбеди тоа. Електродите не се лабави или деформирани.

(3) За време на процесот на електрична обработка, електродата мора да биде точно порамнета за да се избегне отстапување на забите. Се разбира, врз основа на разумен дизајн и производство, употребата на висококвалитетен челик за калап за топла работа и процесот на вакуумска термичка обработка од три или повеќе темпераменти може да го максимизира потенцијалот на мувлата и да постигне подобри резултати. Од дизајнот, производството до производството со истиснување, само ако секоја врска е точна, можеме да се осигураме дека калапот на профилот на радијаторот од сончоглед е екструдиран.