Bagaimana cara merancang ekstrusi radiator bunga matahari die untuk profil aluminium?

1. Analisis Karakteristik Struktural Bagian Profil Aluminium

Gambar 1 menunjukkan penampang profil aluminium radiator bunga matahari khas. Area cross-sectional profil adalah 7773.5mm², dengan total 40 gigi disipasi panas. Ukuran pembukaan gantung maksimum yang terbentuk di antara gigi adalah 4,46 mm. Setelah perhitungan, rasio lidah antara gigi adalah 15,7. Pada saat yang sama, ada area padat yang besar di tengah profil, dengan area 3846.5mm².

Menilai dari karakteristik bentuk profil, ruang di antara gigi dapat dianggap sebagai profil semi-hollow, dan profil radiator terdiri dari beberapa profil semi-hollow. Oleh karena itu, saat merancang struktur cetakan, kuncinya adalah mempertimbangkan bagaimana memastikan kekuatan cetakan. Meskipun untuk profil semi-hollow, industri ini telah mengembangkan berbagai struktur cetakan matang, seperti "cetakan splitter tertutup", "cetakan pemecah cut", "cetakan splitter jembatan suspensi", dll. Namun, struktur ini tidak berlaku untuk produk terdiri dari beberapa profil semi-hollow. Desain tradisional hanya mempertimbangkan bahan, tetapi dalam pencetakan ekstrusi, dampak terbesar pada kekuatan adalah gaya ekstrusi selama proses ekstrusi, dan proses pembentukan logam adalah faktor utama yang menghasilkan gaya ekstrusi.

Karena luas padatan pusat yang luas dari profil radiator surya, sangat mudah untuk menyebabkan laju aliran keseluruhan di area ini terlalu cepat selama proses ekstrusi, dan tegangan tarik tambahan akan dihasilkan pada kepala suspensi intertooth intertooth tabung, menghasilkan fraktur tabung suspensi intertooth. Oleh karena itu, dalam desain struktur cetakan, kita harus fokus pada penyesuaian laju aliran logam dan laju aliran untuk mencapai tujuan mengurangi tekanan ekstrusi dan meningkatkan keadaan tegangan pipa yang ditangguhkan di antara gigi, sehingga dapat meningkatkan kekuatan dari cetakan.

2. Pemilihan struktur cetakan dan kapasitas pers ekstrusi

2.1 bentuk struktur cetakan

Untuk profil radiator bunga matahari yang ditunjukkan pada Gambar 1, meskipun tidak memiliki bagian berongga, ia harus mengadopsi struktur cetakan split seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Berbeda dari struktur cetakan shunt tradisional, ruang stasiun solder logam ditempatkan di bagian atas cetakan, dan struktur sisipan digunakan dalam cetakan bawah. Tujuannya adalah untuk mengurangi biaya cetakan dan mempersingkat siklus pembuatan cetakan. Baik cetakan atas dan set cetakan bawah bersifat universal dan dapat digunakan kembali. Lebih penting lagi, blok lubang die dapat diproses secara independen, yang dapat dengan lebih baik memastikan keakuratan sabuk kerja die hole. Lubang dalam cetakan bawah dirancang sebagai langkah. Bagian atas dan blok lubang cetakan mengadopsi fit clearance, dan nilai celah di kedua sisi adalah 0,06 ~ 0,1m; Bagian bawah mengadopsi kecocokan interferensi, dan jumlah gangguan di kedua sisi adalah 0,02 ~ 0,04m, yang membantu memastikan koaksialitas dan memfasilitasi perakitan, membuat inlay fit lebih kompak, dan pada saat yang sama, dapat menghindari deformasi cetakan yang disebabkan oleh pemasangan termal termal Fit interferensi.

2.2 Pemilihan kapasitas ekstruder

Pemilihan kapasitas ekstruder, di satu sisi, untuk menentukan diameter bagian dalam yang tepat dari laras ekstrusi dan tekanan spesifik maksimum ekstruder pada bagian barel ekstrusi untuk memenuhi tekanan selama pembentukan logam. Di sisi lain, ini adalah untuk menentukan rasio ekstrusi yang sesuai dan memilih spesifikasi ukuran cetakan yang sesuai berdasarkan biaya. Untuk profil aluminium radiator bunga matahari, rasio ekstrusi tidak bisa terlalu besar. Alasan utamanya adalah bahwa gaya ekstrusi sebanding dengan rasio ekstrusi. Semakin besar rasio ekstrusi, semakin besar gaya ekstrusi. Ini sangat merugikan cetakan profil aluminium radiator bunga matahari.

Pengalaman menunjukkan bahwa rasio ekstrusi profil aluminium untuk radiator bunga matahari kurang dari 25. Untuk profil yang ditunjukkan pada Gambar 1, extruder 20,0 mn dengan diameter dalam barel ekstrusi 208 mm dipilih. Setelah perhitungan, tekanan spesifik maksimum ekstruder adalah 589MPA, yang merupakan nilai yang lebih tepat. Jika tekanan spesifik terlalu tinggi, tekanan pada cetakan akan besar, yang merugikan kehidupan cetakan; Jika tekanan spesifik terlalu rendah, tidak dapat memenuhi persyaratan pembentukan ekstrusi. Pengalaman menunjukkan bahwa tekanan spesifik dalam kisaran 550 ~ 750 MPa dapat lebih memenuhi berbagai persyaratan proses. Setelah perhitungan, koefisien ekstrusi adalah 4,37. Spesifikasi ukuran cetakan dipilih sebagai 350 mmx200 mm (diameter luar x derajat).

3. Penentuan parameter struktural cetakan

3.1 Parameter struktural cetakan atas

(1) Jumlah dan pengaturan lubang pengalir. Untuk cetakan shunt profil radiator bunga matahari, semakin banyak jumlah lubang shunt, semakin baik. Untuk profil dengan bentuk melingkar yang serupa, 3 hingga 4 lubang shunt tradisional umumnya dipilih. Hasilnya adalah bahwa lebar jembatan shunt lebih besar. Secara umum, ketika lebih besar dari 20mm, jumlah lasan lebih sedikit. Namun, ketika memilih sabuk kerja lubang die, sabuk kerja lubang die di bagian bawah jembatan shunt harus lebih pendek. Di bawah kondisi bahwa tidak ada metode perhitungan yang tepat untuk pemilihan sabuk kerja, secara alami akan menyebabkan lubang mati di bawah jembatan dan bagian lain untuk tidak mencapai laju aliran yang persis sama selama ekstrusi karena perbedaan dalam sabuk yang berfungsi, Perbedaan laju aliran ini akan menghasilkan tekanan tarik tambahan pada kantilever dan menyebabkan defleksi gigi disipasi panas. Oleh karena itu, untuk ekstrusi radiator bunga matahari mati dengan jumlah gigi yang padat, sangat penting untuk memastikan bahwa laju aliran setiap gigi konsisten. Ketika jumlah lubang shunt meningkat, jumlah jembatan shunt akan meningkat sesuai, dan laju aliran dan distribusi aliran logam akan menjadi lebih merata. Ini karena jumlah jembatan shunt meningkat, lebar jembatan shunt dapat dikurangi.

Data praktis menunjukkan bahwa jumlah lubang shunt umumnya 6 atau 8, atau bahkan lebih. Tentu saja, untuk beberapa profil disipasi panas bunga matahari yang besar, cetakan atas juga dapat mengatur lubang shunt sesuai dengan prinsip lebar jembatan shunt ≤ 14mm. Perbedaannya adalah bahwa pelat splitter depan harus ditambahkan untuk mendistribusikan dan menyesuaikan aliran logam. Jumlah dan pengaturan lubang pengalir di pelat pengalir depan dapat dilakukan dengan cara tradisional.

Selain itu, ketika mengatur lubang shunt, pertimbangan harus diberikan untuk menggunakan cetakan atas untuk melindungi kepala kantilever dari gigi disipasi panas dengan tepat untuk mencegah logam dari langsung mengenai kepala tabung kantilever dan dengan demikian meningkatkan keadaan tegangan tegangan dari tabung kantilever. Bagian yang diblokir dari kepala kantilever di antara gigi bisa 1/5 ~ 1/4 dari panjang tabung kantilever. Tata letak lubang shunt ditunjukkan pada Gambar 3

(2) Hubungan area lubang shunt. Karena ketebalan dinding akar gigi panas kecil dan tingginya jauh dari tengah, dan area fisik sangat berbeda dari pusat, itu adalah bagian yang paling sulit untuk membentuk logam. Oleh karena itu, titik kunci dalam desain cetakan profil radiator bunga matahari adalah membuat laju aliran bagian padat pusat selambat mungkin untuk memastikan bahwa logam pertama -tama mengisi akar gigi. Untuk mencapai efek seperti itu, di satu sisi, itu adalah pemilihan sabuk kerja, dan yang lebih penting, penentuan luas lubang pengalir, terutama luas bagian tengah yang sesuai dengan lubang pengalir. Tes dan nilai empiris menunjukkan bahwa efek terbaik dicapai ketika luas lubang pengalih pusat S1 dan luas lubang pengalir tunggal eksternal S2 memenuhi hubungan berikut: S1 = (0,52 ~ 0,72) S2

Selain itu, saluran aliran logam efektif dari lubang splitter pusat harus 20 ~ 25mm lebih panjang dari saluran aliran logam efektif dari lubang splitter luar. Panjang ini juga memperhitungkan margin dan kemungkinan perbaikan cetakan.

(3) Kedalaman ruang pengelasan. Ekstrusi profil radiator bunga matahari die berbeda dari die shunt tradisional. Seluruh ruang pengelasannya harus terletak di dadu atas. Ini untuk memastikan keakuratan pemrosesan blok lubang dari dadu bawah, terutama keakuratan sabuk kerja. Dibandingkan dengan cetakan shunt tradisional, kedalaman ruang pengelasan cetakan shunt profil radiator bunga matahari perlu ditingkatkan. Semakin besar kapasitas mesin ekstrusi, semakin besar peningkatan kedalaman ruang pengelasan, yaitu 15 ~ 25mm. Misalnya, jika mesin ekstrusi 20 mn digunakan, kedalaman ruang pengelasan die shunt tradisional adalah 20 ~ 22mm, sedangkan kedalaman ruang pengelasan die shunt dari profil radiator bunga matahari harus 35 ~ 40 mm . Keuntungan dari ini adalah bahwa logam sepenuhnya dilas dan tekanan pada pipa yang ditangguhkan sangat berkurang. Struktur ruang pengelasan cetakan atas ditunjukkan pada Gambar 4.

3.2 Desain Insert Lubang Die

Desain blok lubang die terutama mencakup ukuran lubang die, sabuk kerja, diameter luar dan ketebalan blok cermin, dll.

(1) Penentuan ukuran lubang die. Ukuran lubang die dapat ditentukan dengan cara tradisional, terutama mempertimbangkan penskalaan pemrosesan termal paduan.

(2) Pemilihan sabuk kerja. Prinsip pemilihan sabuk yang bekerja adalah untuk memastikan bahwa pasokan semua logam di bagian bawah akar gigi sudah cukup, sehingga laju aliran di bagian bawah akar gigi lebih cepat daripada bagian lain. Oleh karena itu, sabuk kerja di bagian bawah akar gigi harus menjadi yang terpendek, dengan nilai 0,3 ~ 0,6mm, dan sabuk kerja pada bagian yang berdekatan harus ditingkatkan sebesar 0,3mm. Prinsipnya adalah meningkat sebesar 0,4 ~ 0,5 setiap 10 ~ 15mm menuju pusat; Kedua, sabuk kerja di bagian solid terbesar dari pusat tidak boleh melebihi 7mm. Jika tidak, jika perbedaan panjang sabuk kerja terlalu besar, kesalahan besar akan terjadi dalam pemrosesan elektroda tembaga dan pemrosesan EDM dari sabuk kerja. Kesalahan ini dapat dengan mudah menyebabkan defleksi gigi pecah selama proses ekstrusi. Sabuk kerja ditunjukkan pada Gambar 5.

 

(3) diameter luar dan ketebalan sisipan. Untuk cetakan shunt tradisional, ketebalan sisipan lubang die adalah ketebalan cetakan bawah. Namun, untuk cetakan radiator bunga matahari, jika ketebalan efektif lubang die terlalu besar, profil akan dengan mudah bertabrakan dengan cetakan selama ekstrusi dan pelepasan, menghasilkan gigi yang tidak rata, goresan atau bahkan gangguan gigi. Ini akan menyebabkan gigi pecah.

Selain itu, jika ketebalan lubang die terlalu lama, di satu sisi, waktu pemrosesan lama selama proses EDM, dan di sisi lain, mudah untuk menyebabkan penyimpangan korosi listrik, dan juga mudah dilakukan menyebabkan penyimpangan gigi selama ekstrusi. Tentu saja, jika ketebalan lubang die terlalu kecil, kekuatan gigi tidak dapat dijamin. Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan kedua faktor ini, pengalaman menunjukkan bahwa derajat insert lubang cetakan yang lebih rendah umumnya 40 hingga 50; dan diameter luar dari lubang die harus 25 hingga 30 mm dari tepi terbesar lubang die ke lingkaran luar sisipan.

Untuk profil yang ditunjukkan pada Gambar 1, diameter luar dan ketebalan blok lubang die adalah masing -masing 225mm dan 50mm. Sisipan lubang die ditunjukkan pada Gambar 6. D pada gambar adalah ukuran sebenarnya dan ukuran nominal 225mm. Batas penyimpangan dimensi luarnya dicocokkan sesuai dengan lubang dalam cetakan bawah untuk memastikan bahwa celah unilateral berada dalam kisaran 0,01 ~ 0,02mm. Blok lubang die ditunjukkan pada Gambar 6. Ukuran nominal lubang bagian dalam blok lubang die yang ditempatkan pada cetakan bawah adalah 225mm. Berdasarkan ukuran yang diukur aktual, blok lubang die cocok dengan prinsip 0,01 ~ 0,02mm per sisi. Diameter luar blok lubang die dapat diperoleh sebagai d, tetapi untuk kenyamanan pemasangan, diameter luar blok cermin lubang die dapat dikurangi dengan tepat dalam kisaran 0,1m pada ujung umpan, seperti yang ditunjukkan pada gambar .

4. Teknologi utama pembuatan cetakan

Pemesinan cetakan profil radiator bunga matahari tidak jauh berbeda dari cetakan profil aluminium biasa. Perbedaan yang jelas terutama tercermin dalam pemrosesan listrik.

(1) Dalam hal pemotongan kawat, perlu untuk mencegah deformasi elektroda tembaga. Karena elektroda tembaga yang digunakan untuk EDM berat, gigi terlalu kecil, elektroda itu sendiri lunak, memiliki kekakuan yang buruk, dan suhu tinggi lokal yang dihasilkan oleh pemotongan kawat menyebabkan elektroda mudah dideformasi selama proses pemotongan kawat. Saat menggunakan elektroda tembaga cacat untuk memproses sabuk kerja dan pisau kosong, gigi miring akan terjadi, yang dapat dengan mudah menyebabkan cetakan dibatalkan selama pemrosesan. Oleh karena itu, perlu untuk mencegah deformasi elektroda tembaga selama proses pembuatan online. Langkah -langkah pencegahan utama adalah: sebelum pemotongan kawat, level blok tembaga dengan tempat tidur; Gunakan indikator dial untuk menyesuaikan vertikalitas di awal; Saat memotong kawat, mulailah dari bagian gigi terlebih dahulu, dan akhirnya potong bagian dengan dinding tebal; Sesekali, gunakan kawat perak bekas untuk mengisi bagian yang dipotong; Setelah kawat dibuat, gunakan mesin kawat untuk memotong bagian pendek sekitar 4 mm di sepanjang panjang elektroda tembaga yang dipotong.

(2) Pemesinan pelepasan listrik jelas berbeda dari cetakan biasa. EDM sangat penting dalam pemrosesan cetakan profil radiator bunga matahari. Bahkan jika desainnya sempurna, sedikit cacat pada EDM akan menyebabkan seluruh cetakan dihapus. Pemesinan pelepasan listrik tidak tergantung pada peralatan seperti pemotongan kawat. Itu sangat tergantung pada keterampilan operasi dan kemahiran operator. Pemesinan pelepasan listrik terutama memperhatikan lima poin berikut:

① Arus Pemesinan Debit Listrik. 7 ~ 10 Arus dapat digunakan untuk pemesinan EDM awal untuk mempersingkat waktu pemrosesan; 5 ~ 7 Arus dapat digunakan untuk pemesinan finishing. Tujuan menggunakan arus kecil adalah untuk mendapatkan permukaan yang baik;

② Pastikan kerataan wajah ujung cetakan dan vertikalitas elektroda tembaga. Kerataan yang buruk dari wajah ujung cetakan atau vertikalitas yang tidak memadai dari elektroda tembaga membuatnya sulit untuk memastikan bahwa panjang sabuk kerja setelah pemrosesan EDM konsisten dengan panjang sabuk kerja yang dirancang. Mudah bagi proses EDM untuk gagal atau bahkan menembus sabuk kerja bergigi. Oleh karena itu, sebelum diproses, penggiling harus digunakan untuk meratakan kedua ujung cetakan untuk memenuhi persyaratan akurasi, dan indikator dial harus digunakan untuk memperbaiki vertikalitas elektroda tembaga;

③ Pastikan kesenjangan antara pisau kosong itu rata. Selama pemesinan awal, periksa apakah alat kosong diimbangi setiap 0,2 mm setiap 3 hingga 4 mm pemrosesan. Jika offset besar, akan sulit untuk memperbaikinya dengan penyesuaian selanjutnya;

④Remove residu yang dihasilkan selama proses EDM tepat waktu. Korosi debit percikan akan menghasilkan sejumlah besar residu, yang harus dibersihkan dalam waktu, jika tidak panjang sabuk yang bekerja akan berbeda karena ketinggian residu yang berbeda;

⑤ Cetakan harus didemagnet sebelum EDM.

5. Perbandingan hasil ekstrusi

Profil yang ditunjukkan pada Gambar 1 diuji menggunakan cetakan split tradisional dan skema desain baru yang diusulkan dalam artikel ini. Perbandingan hasil ditunjukkan pada Tabel 1.

Dapat dilihat dari hasil perbandingan bahwa struktur cetakan memiliki pengaruh besar pada kehidupan cetakan. Cetakan yang dirancang menggunakan skema baru memiliki keunggulan yang jelas dan sangat meningkatkan kehidupan cetakan.

6. Kesimpulan

Cetakan ekstrusi profil radiator bunga matahari adalah jenis cetakan yang sangat sulit untuk dirancang dan diproduksi, dan desain dan manufakturnya relatif kompleks. Oleh karena itu, untuk memastikan tingkat keberhasilan ekstrusi dan masa pakai cetakan, poin -poin berikut harus dicapai:

(1) Bentuk struktural cetakan harus dipilih secara wajar. Struktur cetakan harus kondusif untuk mengurangi gaya ekstrusi untuk mengurangi tekanan pada cetakan cetakan yang dibentuk oleh gigi disipasi panas, sehingga meningkatkan kekuatan cetakan. Kuncinya adalah untuk menentukan jumlah dan pengaturan lubang shunt secara wajar dan area lubang shunt dan parameter lainnya: pertama, lebar jembatan shunt yang terbentuk di antara lubang shunt tidak boleh melebihi 16mm; Kedua, area lubang split harus ditentukan sehingga rasio split mencapai lebih dari 30% dari rasio ekstrusi sebanyak mungkin sambil memastikan kekuatan cetakan.

(2) Memilih sabuk kerja secara wajar dan mengadopsi langkah -langkah yang masuk akal selama pemesinan listrik, termasuk teknologi pemrosesan elektroda tembaga dan parameter standar listrik pemesinan listrik. Titik kunci pertama adalah bahwa elektroda tembaga harus menjadi tanah permukaan sebelum pemotongan kawat, dan metode penyisipan harus digunakan selama pemotongan kawat untuk memastikannya. Elektroda tidak longgar atau cacat.

(3) Selama proses pemesinan listrik, elektroda harus diselaraskan secara akurat untuk menghindari penyimpangan gigi. Tentu saja, berdasarkan desain dan manufaktur yang wajar, penggunaan baja cetakan kerja panas berkualitas tinggi dan proses perlakuan panas vakum dari tiga atau lebih pengiring dapat memaksimalkan potensi cetakan dan mencapai hasil yang lebih baik. Dari desain, pembuatan hingga produksi ekstrusi, hanya jika setiap tautan akurat, kami dapat memastikan bahwa cetakan profil radiator bunga matahari diekstrusi.