Kā izveidot saulespuķu radiatora ekstrūzijas veidni alumīnija profilam?

1. Alumīnija profila profilu konstrukciju raksturlielumu analīze

1. attēlā parādīts tipiska saulespuķu radiatora alumīnija profila šķērsgriezums. Profila šķērsgriezuma laukums ir 7773,5 mm², kopā ar 40 siltuma izkliedes zobiem. Maksimālais starp zobiem izveidotās piekaramās atveres izmērs ir 4,46 mm. Pēc aprēķina mēles attiecība starp zobiem ir 15,7. Tajā pašā laikā profila centrā ir liels ciets laukums, kura laukums ir 3846,5 mm².

Spriežot pēc profila formas īpašībām, atstarpi starp zobiem var uzskatīt par daļēji dobiem profiliem, un radiatora profils sastāv no vairākiem pusdobiem profiliem. Tāpēc, veidojot veidnes struktūru, galvenais ir apsvērt, kā nodrošināt veidnes izturību. Lai gan daļēji dobajiem profiliem nozare ir izstrādājusi dažādas nobriedušas veidņu struktūras, piemēram, "pārklāta sadalītāja veidne", "griezta sadalītāja veidne", "piekares tilta sadalītāja veidne" utt. Tomēr šīs struktūras nav piemērojamas izstrādājumiem. sastāv no vairākiem daļēji dobiem profiliem. Tradicionālajā dizainā tiek ņemti vērā tikai materiāli, bet ekstrūzijas formēšanā vislielākā ietekme uz izturību ir ekstrūzijas spēkam ekstrūzijas procesā, un metāla formēšanas process ir galvenais faktors, kas rada ekstrūzijas spēku.

Saules radiatora profila lielā centrālā cietā laukuma dēļ ekstrūzijas procesā ir ļoti viegli panākt, lai kopējais plūsmas ātrums šajā zonā būtu pārāk liels, un papildu stiepes spriegums tiks radīts starpzobu balstiekārtas galviņā. caurule, kā rezultātā notiek starpzobu piekares caurules lūzums. Tāpēc, veidojot veidnes struktūru, mums jākoncentrējas uz metāla plūsmas ātruma un plūsmas ātruma regulēšanu, lai sasniegtu mērķi samazināt ekstrūzijas spiedienu un uzlabot piekārtās caurules sprieguma stāvokli starp zobiem, lai uzlabotu pelējums.

2. Veidnes struktūras un ekstrūzijas preses jaudas izvēle

2.1 Veidnes struktūras forma

Saulespuķu radiatora profilam, kas parādīts 1. attēlā, lai gan tam nav dobas daļas, tam ir jāpieņem sadalītā veidnes struktūra, kā parādīts 2. attēlā. Atšķirībā no tradicionālās šunta veidņu struktūras, metāla lodēšanas stacijas kamera ir novietota augšējā daļā. veidne, un apakšējā veidnē tiek izmantota ieliktņa struktūra. Mērķis ir samazināt veidņu izmaksas un saīsināt veidņu ražošanas ciklu. Gan augšējā, gan apakšējā veidņu komplekti ir universāli un tos var izmantot atkārtoti. Vēl svarīgāk ir tas, ka štancēšanas caurumu blokus var apstrādāt neatkarīgi, kas var labāk nodrošināt štancēšanas caurumu darba jostas precizitāti. Apakšējās veidnes iekšējais caurums ir veidots kā pakāpiens. Augšējā daļa un veidnes caurumu bloks atbilst klīrensam, un atstarpes vērtība abās pusēs ir 0,06–0,1 m; apakšējā daļa ir pielāgota, un traucējumu daudzums abās pusēs ir 0,02–0,04 m, kas palīdz nodrošināt koaksialitāti un atvieglo montāžu, padarot ieliktni kompaktāku, un tajā pašā laikā tas var izvairīties no pelējuma deformācijas, ko izraisa termiskā instalācija. traucējumu fit.

2.2. Ekstrūdera jaudas izvēle

Ekstrūdera ietilpības izvēle, no vienas puses, ir, lai noteiktu atbilstošo ekstrūzijas mucas iekšējo diametru un ekstrūdera maksimālo īpatnējo spiedienu uz ekstrūzijas mucas sekciju, lai tas atbilstu spiedienam metāla formēšanas laikā. No otras puses, ir jānosaka atbilstošā ekstrūzijas pakāpe un jāizvēlas atbilstošās veidņu izmēra specifikācijas, pamatojoties uz izmaksām. Saulespuķu radiatora alumīnija profilam ekstrūzijas attiecība nevar būt pārāk liela. Galvenais iemesls ir tas, ka ekstrūzijas spēks ir proporcionāls ekstrūzijas attiecībai. Jo lielāka ir ekstrūzijas pakāpe, jo lielāks ir ekstrūzijas spēks. Tas ir ārkārtīgi kaitīgs saulespuķu radiatora alumīnija profila veidnei.

Pieredze liecina, ka alumīnija profilu ekstrūzijas koeficients saulespuķu radiatoriem ir mazāks par 25. 1. attēlā redzamajam profilam tika izvēlēts 20,0 MN ekstrūderis ar ekstrūzijas mucas iekšējo diametru 208 mm. Pēc aprēķina ekstrūdera maksimālais īpatnējais spiediens ir 589 MPa, kas ir piemērotāka vērtība. Ja īpašais spiediens ir pārāk augsts, spiediens uz veidni būs liels, kas kaitē veidnes kalpošanas laikam; ja īpašais spiediens ir pārāk zems, tas nevar atbilst ekstrūzijas formēšanas prasībām. Pieredze rāda, ka īpašs spiediens diapazonā no 550 līdz 750 MPa var labāk atbilst dažādām procesa prasībām. Pēc aprēķina ekstrūzijas koeficients ir 4,37. Veidnes izmēra specifikācija ir izvēlēta kā 350 mmx200 mm (ārējais diametrs x grādi).

3. Pelējuma strukturālo parametru noteikšana

3.1. Augšējās veidnes konstrukcijas parametri

(1) Divertora caurumu skaits un izvietojums. Saulespuķu radiatora profila šunta veidnei, jo vairāk šunta caurumu ir, jo labāk. Profiliem ar līdzīgām apļveida formām parasti tiek izvēlēti 3 līdz 4 tradicionālie šunta caurumi. Rezultātā šunta tilta platums ir lielāks. Parasti, ja tas ir lielāks par 20 mm, metināto šuvju skaits ir mazāks. Tomēr, izvēloties matricas cauruma darba siksnu, matricas cauruma darba jostai šunta tilta apakšā jābūt īsākai. Ar nosacījumu, ka nav precīzas aprēķina metodes darba lentes izvēlei, tas, protams, novedīs pie tā, ka štancēšanas caurums zem tilta un citām daļām ekstrūzijas laikā nesasniegs tieši tādu pašu plūsmas ātrumu darba lentes atšķirību dēļ, Šī plūsmas ātruma atšķirība radīs papildu stiepes spriegumu uz konsoles un izraisīs siltuma izkliedes zobu novirzi. Tāpēc saulespuķu radiatora ekstrūzijas veidnei ar blīvu zobu skaitu ir ļoti svarīgi nodrošināt, lai katra zoba plūsmas ātrums būtu konsekvents. Palielinoties šunta caurumu skaitam, attiecīgi palielināsies šunta tiltu skaits, un metāla plūsmas ātrums un plūsmas sadalījums kļūs vienmērīgāks. Tas ir tāpēc, ka, palielinoties šunta tiltu skaitam, var attiecīgi samazināt šunta tiltu platumu.

Praktiskie dati liecina, ka šunta caurumu skaits parasti ir 6 vai 8 vai pat vairāk. Protams, dažiem lieliem saulespuķu siltuma izkliedes profiliem augšējā veidnē var arī sakārtot šunta caurumus saskaņā ar principu, ka šunta tilta platums ir ≤ 14 mm. Atšķirība ir tāda, ka metāla plūsmas iepriekšējai sadalei un regulēšanai ir jāpievieno priekšējā sadalītāja plāksne. Divertora caurumu skaitu un izvietojumu priekšējā divertera plāksnē var veikt tradicionālā veidā.

Turklāt, iekārtojot šunta caurumus, jāapsver augšējās veidnes izmantošana, lai atbilstoši aizsargātu siltuma izkliedes zoba konsoles galvu, lai novērstu metāla tiešu triecienu pret konsoles caurules galvu un tādējādi uzlabotu sprieguma stāvokli. no konsoles caurules. Konsoles galvas bloķētā daļa starp zobiem var būt 1/5 ~ 1/4 no konsoles caurules garuma. Šunta caurumu izkārtojums parādīts 3. attēlā

(2) Šunta cauruma laukuma attiecība. Tā kā karstā zoba saknes sienas biezums ir mazs un augstums atrodas tālu no centra, un fiziskā zona ļoti atšķiras no centra, visgrūtāk ir veidot metālu. Tāpēc galvenais punkts saulespuķu radiatora profila veidnes projektēšanā ir padarīt centrālās cietās daļas plūsmas ātrumu pēc iespējas lēnāku, lai nodrošinātu, ka metāls vispirms piepilda zoba sakni. Lai panāktu šādu efektu, no vienas puses, tā ir darba jostas izvēle un, vēl svarīgāk, novirzītāja atveres laukuma noteikšana, galvenokārt tās centrālās daļas laukums, kas atbilst novirzītāja atverei. Pārbaudes un empīriskās vērtības rāda, ka vislabākais efekts tiek sasniegts, ja centrālās novirzītāja atveres laukums S1 un ārējā viena novirzītāja atveres laukums S2 atbilst šādai attiecībai: S1= (0,52 ~ 0,72) S2

Turklāt centrālā sadalītāja cauruma efektīvajam metāla plūsmas kanālam jābūt par 20–25 mm garākam nekā ārējā sadalītāja cauruma efektīvajam metāla plūsmas kanālam. Šajā garumā tiek ņemta vērā arī pelējuma labošanas rezerve un iespēja.

(3) Metināšanas kameras dziļums. Sunflower radiatora profila ekstrūzijas forma atšķiras no tradicionālās šunta formas. Visai tā metināšanas kamerai jāatrodas augšējā veidnē. Tas ir paredzēts, lai nodrošinātu apakšējās formas caurumu bloka apstrādes precizitāti, jo īpaši darba jostas precizitāti. Salīdzinot ar tradicionālo šunta veidni, Sunflower radiatora profila šunta veidnes metināšanas kameras dziļums ir jāpalielina. Jo lielāka ir ekstrūzijas iekārtas jauda, ​​jo lielāks ir metināšanas kameras dziļuma pieaugums, kas ir 15–25 mm. Piemēram, ja tiek izmantota 20 MN ekstrūzijas iekārta, tradicionālās šunta formas metināšanas kameras dziļumam ir jābūt 20–22 mm, savukārt saulespuķu radiatora profila šunta formas metināšanas kameras dziļumam jābūt 35–40 mm. . Priekšrocība ir tāda, ka metāls ir pilnībā metināts un ievērojami samazinās piekārtās caurules slodze. Augšējās veidnes metināšanas kameras struktūra ir parādīta 4. attēlā.

3.2. Formēšanas caurumu ieliktņa konstrukcija

Formēšanas caurumu bloka dizains galvenokārt ietver presformas cauruma izmēru, darba siksnu, spoguļa bloka ārējo diametru un biezumu utt.

(1) Preses cauruma izmēra noteikšana. Formēšanas cauruma izmēru var noteikt tradicionālā veidā, galvenokārt ņemot vērā sakausējuma termiskās apstrādes mērogošanu.

(2) Darba jostas izvēle. Darba jostas izvēles princips ir vispirms nodrošināt, lai visa metāla padeve zoba saknes apakšā būtu pietiekama, lai plūsmas ātrums zoba saknes apakšā būtu ātrāks nekā citās daļās. Tāpēc darba jostai zoba saknes apakšā jābūt visīsākajai ar vērtību 0,3–0,6 mm, un darba jostai blakus esošajās daļās jābūt palielinātai par 0,3 mm. Princips ir palielināt par 0,4–0,5 ik pēc 10–15 mm virzienā uz centru; otrkārt, darba josta pie centra lielākās cietās daļas nedrīkst pārsniegt 7 mm. Pretējā gadījumā, ja darba jostas garuma starpība ir pārāk liela, vara elektrodu apstrādē un darba jostas EDM apstrādē radīsies lielas kļūdas. Šīs kļūdas dēļ ekstrūzijas procesā var viegli saplīst zoba novirze. Darba josta ir parādīta 5. attēlā.

 

(3) Ieliktņa ārējais diametrs un biezums. Tradicionālajām šunta veidnēm veidnes cauruma ieliktņa biezums ir tāds pats kā apakšējās veidnes biezums. Tomēr saulespuķu radiatora veidnei, ja veidnes cauruma efektīvais biezums ir pārāk liels, profils ekstrūzijas un izlādes laikā viegli saduras ar veidni, kā rezultātā radīsies nelīdzeni zobi, skrāpējumi vai pat zobu iesprūšana. Tie izraisīs zobu lūzumu.

Turklāt, ja presformas cauruma biezums ir pārāk garš, no vienas puses, apstrādes laiks EDM procesā ir ilgs, un, no otras puses, ir viegli izraisīt elektriskās korozijas novirzi, kā arī ir viegli izraisīt zobu novirzi ekstrūzijas laikā. Protams, ja stangas cauruma biezums ir pārāk mazs, nevar garantēt zobu izturību. Tāpēc, ņemot vērā šos divus faktorus, pieredze rāda, ka apakšējās veidnes veidnes caurumu ievietošanas pakāpe parasti ir 40 līdz 50; un matricas cauruma ieliktņa ārējam diametram jābūt 25 līdz 30 mm no matricas atveres lielākās malas līdz ieliktņa ārējam aplim.

Profilam, kas parādīts 1. attēlā, urbuma bloka ārējais diametrs un biezums ir attiecīgi 225 mm un 50 mm. Formēšanas cauruma ieliktnis ir parādīts 6. attēlā. D attēlā ir faktiskais izmērs, un nominālais izmērs ir 225 mm. Tās ārējo izmēru robežnovirze tiek saskaņota ar apakšējās veidnes iekšējo caurumu, lai nodrošinātu, ka vienpusēja sprauga ir diapazonā no 0,01 līdz 0,02 mm. Matricas caurumu bloks ir parādīts 6. attēlā. Uz apakšējās veidnes novietotā matricas caurumu bloka iekšējā cauruma nominālais izmērs ir 225 mm. Pamatojoties uz faktisko izmērīto izmēru, matricas caurumu bloks ir saskaņots saskaņā ar principu 0,01–0,02 mm katrā pusē. Formēšanas caurumu bloka ārējo diametru var iegūt kā D , bet uzstādīšanas ērtībai veidnes caurumu spoguļa bloka ārējo diametru var atbilstoši samazināt 0,1 m diapazonā padeves galā, kā parādīts attēlā. .

4. Veidņu izgatavošanas galvenās tehnoloģijas

Saulespuķu radiatora profila veidņu apstrāde daudz neatšķiras no parasto alumīnija profila veidņu apstrādes. Acīmredzamā atšķirība galvenokārt atspoguļojas elektriskā apstrādē.

(1) Attiecībā uz stieples griešanu ir jānovērš vara elektroda deformācija. Tā kā EDM izmantotais vara elektrods ir smags, zobi ir pārāk mazi, pats elektrods ir mīksts, tam ir slikta stingrība, un lokālā augstā temperatūra, ko rada stieples griešana, izraisa elektroda vieglu deformāciju stieples griešanas procesā. Izmantojot deformētus vara elektrodus, lai apstrādātu darba jostas un tukšus nažus, radīsies šķībi zobi, kas apstrādes laikā var viegli izraisīt veidnes izkrišanu. Tāpēc tiešsaistes ražošanas procesā ir jānovērš vara elektrodu deformācija. Galvenie preventīvie pasākumi ir: pirms stieples griešanas izlīdziniet vara bloku ar gultu; izmantojiet skalas indikatoru, lai sākumā pielāgotu vertikāli; griežot stiepli, vispirms sāciet no zoba daļas un visbeidzot nogrieziet daļu ar biezu sienu; Ik pa laikam izmantojiet sudraba stieples lūžņus, lai aizpildītu sagrieztās daļas; pēc stieples izgatavošanas izmantojiet stiepļu mašīnu, lai nogrieztā vara elektroda garumā nogrieztu īsu, apmēram 4 mm garu daļu.

(2) Elektriskās izlādes apstrāde acīmredzami atšķiras no parastajām veidnēm. EDM ir ļoti svarīga saulespuķu radiatoru profila veidņu apstrādē. Pat ja dizains ir ideāls, neliels EDM defekts izraisīs visas veidnes noņemšanu metāllūžņos. Elektriskās izlādes apstrāde nav tik atkarīga no aprīkojuma kā stieples griešana. Tas lielā mērā ir atkarīgs no operatora darbības prasmēm un prasmēm. Elektriskā izlādes apstrāde galvenokārt pievērš uzmanību šādiem pieciem punktiem:

① Elektriskās izlādes apstrādes strāva. Sākotnējai EDM apstrādei var izmantot 7 ~ 10 A strāvu, lai saīsinātu apstrādes laiku; Apstrādes apstrādei var izmantot 5 ~ 7 A strāvu. Mazas strāvas izmantošanas mērķis ir iegūt labu virsmu;

② Nodrošiniet veidnes gala virsmas līdzenumu un vara elektroda vertikālumu. Slikta veidnes gala virsmas plakana vai nepietiekama vara elektroda vertikāle apgrūtina nodrošināt, ka darba lentes garums pēc EDM apstrādes atbilst projektētajam darba jostas garumam. EDM process var viegli neizdoties vai pat iekļūt zobainā darba siksnā. Tāpēc pirms apstrādes ir jāizmanto slīpmašīna, lai saplacinātu abus veidnes galus, lai atbilstu precizitātes prasībām, un jāizmanto ciparnīcas indikators, lai koriģētu vara elektroda vertikāli;

③ Pārliecinieties, vai atstarpe starp tukšajiem nažiem ir vienmērīga. Sākotnējās apstrādes laikā pārbaudiet, vai tukšais instruments ir nobīdīts ik pēc 0,2 mm ik pēc 3 līdz 4 mm apstrādes. Ja nobīde ir liela, to būs grūti labot ar turpmākām korekcijām;

④ Savlaicīgi noņemiet EDM procesa laikā radušos atlikumus. Dzirksteles izlādes korozija radīs lielu daudzumu nogulšņu, kas laikus ir jānotīra, pretējā gadījumā darba siksnas garums atšķirsies atšķirīgo atlieku augstumu dēļ;

⑤ Pirms EDM veidnei jābūt demagnetizētai.

5. Ekstrūzijas rezultātu salīdzinājums

1. attēlā redzamais profils tika pārbaudīts, izmantojot tradicionālo sadalīto veidni un šajā rakstā piedāvāto jauno dizaina shēmu. Rezultātu salīdzinājums parādīts 1. tabulā.

No salīdzināšanas rezultātiem var redzēt, ka veidnes struktūrai ir liela ietekme uz veidnes kalpošanas laiku. Veidnei, kas izstrādāta, izmantojot jauno shēmu, ir acīmredzamas priekšrocības, un tā ievērojami uzlabo veidņu kalpošanas laiku.

6. Secinājums

Saulespuķu radiatora profila ekstrūzijas veidne ir veidņu veids, kuru ir ļoti grūti projektēt un ražot, un tā projektēšana un izgatavošana ir salīdzinoši sarežģīta. Tāpēc, lai nodrošinātu ekstrūzijas panākumu līmeni un veidnes kalpošanas laiku, ir jāsasniedz šādi punkti:

(1) Veidnes strukturālā forma ir jāizvēlas saprātīgi. Veidnes struktūrai jābūt tādai, lai samazinātu ekstrūzijas spēku, lai samazinātu spiedienu uz veidnes konsoli, ko veido siltuma izkliedes zobi, tādējādi uzlabojot veidnes izturību. Galvenais ir saprātīgi noteikt šunta caurumu skaitu un izvietojumu un šunta caurumu laukumu un citus parametrus: pirmkārt, starp šunta atverēm izveidotā šunta tilta platums nedrīkst pārsniegt 16 mm; Otrkārt, sadalītā cauruma laukums ir jānosaka tā, lai sadalīšanas attiecība pēc iespējas vairāk sasniegtu vairāk nekā 30% no ekstrūzijas attiecības, vienlaikus nodrošinot veidnes izturību.

(2) Saprātīgi izvēlieties darba jostu un veiciet saprātīgus pasākumus elektriskās apstrādes laikā, tostarp vara elektrodu apstrādes tehnoloģiju un elektriskās apstrādes elektriskos standarta parametrus. Pirmais galvenais punkts ir tāds, ka pirms stieples griešanas vara elektroda virsma ir jānoslīpē, un stieples griešanas laikā ir jāizmanto ievietošanas metode, lai to nodrošinātu. Elektrodi nav vaļīgi vai deformēti.

(3) Elektriskās apstrādes procesā elektrodam jābūt precīzi izlīdzinātam, lai izvairītos no zobu novirzes. Protams, pamatojoties uz saprātīgu dizainu un ražošanu, augstas kvalitātes karstās apstrādes veidņu tērauda izmantošana un trīs vai vairāku tempu vakuuma termiskās apstrādes process var palielināt pelējuma potenciālu un sasniegt labākus rezultātus. No projektēšanas, ražošanas līdz ekstrūzijas ražošanai, tikai tad, ja katra saite ir precīza, mēs varam nodrošināt, ka saulespuķu radiatora profila veidne tiek izspiesta.