Dôvod, prečo sú profily z hliníkových zliatin široko používané v živote a výrobe je ten, že každý plne pozná ich výhody, ako je nízka hustota, odolnosť proti korózii, vynikajúca elektrická vodivosť, neferomagnetické vlastnosti, tvarovateľnosť a recyklovateľnosť.
Čínsky priemysel hliníkových profilov rástol od nuly, z malého na veľký, až sa vyvinul do hlavnej krajiny výroby hliníkových profilov s výkonom na prvom mieste na svete. Keďže však požiadavky trhu na výrobky z hliníkových profilov neustále rastú, výroba hliníkových profilov sa vyvinula v smere zložitosti, vysokej presnosti a veľkosériovej výroby, čo prinieslo rad výrobných problémov.
Hliníkové profily sa väčšinou vyrábajú extrúziou. Pri výrobe, okrem zváženia výkonu extrudéra, konštrukcie formy, zloženia hliníkovej tyče, tepelného spracovania a ďalších faktorov procesu, treba brať do úvahy aj prierezový dizajn profilu. Najlepší dizajn prierezu profilu môže nielen znížiť náročnosť procesu od zdroja, ale aj zlepšiť kvalitu a efekt použitia produktu, znížiť náklady a skrátiť dodaciu lehotu.
Tento článok sumarizuje niekoľko bežne používaných techník pri navrhovaní prierezov hliníkových profilov prostredníctvom skutočných prípadov vo výrobe.
1. Zásady konštrukcie hliníkových profilových profilov
Extrúzia hliníkového profilu je spôsob spracovania, pri ktorom sa zahriata hliníková tyč vloží do extrúzneho valca a tlak sa aplikuje cez extrudér, aby sa vytlačil z otvoru matrice daného tvaru a veľkosti, čo spôsobí plastickú deformáciu na získanie požadovaného produktu. Pretože hliníková tyč je počas procesu deformácie ovplyvnená rôznymi faktormi, ako je teplota, rýchlosť vytláčania, množstvo deformácie a forma, je ťažké kontrolovať rovnomernosť toku kovu, čo prináša určité ťažkosti pri návrhu formy. Aby sa zabezpečila pevnosť formy a zabránilo sa prasklinám, zrúteniu, odštiepeniu atď., pri konštrukcii profilového profilu sa treba vyhnúť: veľké konzoly, malé otvory, malé otvory, porézne, asymetrické, tenkostenné, nerovné steny hrúbka a pod. Pri navrhovaní musíme najskôr uspokojiť jeho výkon z hľadiska použitia, zdobenia a pod. Výsledný profil je použiteľný, nie však najlepším riešením. Pretože keď dizajnérom chýbajú znalosti o procese extrúzie a nerozumejú príslušnému procesnému zariadeniu a požiadavky na výrobný proces sú príliš vysoké a prísne, miera kvalifikácie sa zníži, náklady sa zvýšia a ideálny profil sa nevyrobí. Princípom konštrukcie hliníkových profilových profilov je preto použitie čo najjednoduchšieho procesu pri splnení jeho funkčného dizajnu.
2. Niekoľko tipov na dizajn rozhrania hliníkových profilov
2.1 Kompenzácia chýb
Uzatváranie je jednou z častých chýb pri výrobe profilov. Hlavné dôvody sú nasledovné:
(1) Profily s hlbokými otvormi v priereze sa pri vytláčaní často zatvárajú.
(2) Natiahnutie a narovnanie profilov zintenzívni uzatváranie.
(3) Profily so vstrekovaným lepidlom s určitými štruktúrami budú mať tiež uzavretie v dôsledku zmrštenia koloidu po vstreknutí lepidla.
Ak vyššie uvedené zatváranie nie je vážne, je možné sa mu vyhnúť riadením prietoku cez konštrukciu formy; ale ak sa prekrýva niekoľko faktorov a návrh formy a súvisiace procesy nedokážu vyriešiť zatváranie, môže sa poskytnúť predbežná kompenzácia v návrhu prierezu, to znamená predbežné otvorenie.
Výška kompenzácie pred otvorením by sa mala zvoliť na základe jeho špecifickej štruktúry a predchádzajúcich skúseností s uzatváraním. V tomto čase je dizajn výkresu otvárania formy (predotvorenie) a hotového výkresu odlišný (obrázok 1).
2.2 Rozdeľte veľké časti na niekoľko malých častí
S vývojom veľkých hliníkových profilov sa prierezové konštrukcie mnohých profilov zväčšujú a zväčšujú, čo znamená, že na ich podporu je potrebná séria zariadení, ako sú veľké extrudéry, veľké formy, veľké hliníkové tyče atď. a výrobné náklady prudko rastú. Pre niektoré veľké časti, ktoré je možné dosiahnuť spájaním, by sa mali počas návrhu rozdeliť na niekoľko malých častí. To môže nielen znížiť náklady, ale tiež uľahčiť zabezpečenie rovinnosti, zakrivenia a presnosti (obrázok 2).
2.3 Nastavte výstužné rebrá na zlepšenie jeho rovinnosti
Pri navrhovaní profilových profilov sa často stretávame s požiadavkami na rovinnosť. Profily s malým rozpätím sa dajú ľahko zabezpečiť rovinnosťou vďaka vysokej konštrukčnej pevnosti. Profily s dlhým rozpätím sa tesne po vytlačení prepadnú v dôsledku vlastnej gravitácie a časť s najväčším ohybovým napätím v strede bude najkonkávnejšia. Tiež, pretože stenový panel je dlhý, je ľahké vytvárať vlny, ktoré zhoršujú prerušovanie roviny. Preto by sa pri návrhu prierezu malo vyhnúť veľkorozmerným plochým doskovým konštrukciám. V prípade potreby je možné do stredu nainštalovať výstužné rebrá, aby sa zlepšila jeho rovinnosť. (Obrázok 3)
2.4 Sekundárne spracovanie
V procese výroby profilov je ťažké dokončiť niektoré časti extrúznym spracovaním. Aj keď sa to podarí, náklady na spracovanie a výrobu budú príliš vysoké. V tomto čase možno zvážiť iné spôsoby spracovania.
Prípad 1: Otvory s priemerom menším ako 4 mm na profilovej časti spôsobia, že forma nebude dostatočne pevná, bude sa ľahko poškodzovať a bude ťažko spracovateľná. Odporúča sa odstrániť malé otvory a namiesto toho použiť vŕtanie.
Prípad 2: Výroba bežných drážok v tvare U nie je náročná, ale ak hĺbka drážky a šírka drážky presiahne 100 mm alebo pomer šírky drážky k hĺbke drážky je neprimeraný, môžu sa vyskytnúť problémy, ako je nedostatočná pevnosť formy a ťažkosti so zabezpečením otvoru. sa stretneme aj pri výrobe. Pri navrhovaní profilovej časti je možné otvor považovať za uzavretý, takže pôvodná pevná forma s nedostatočnou pevnosťou môže byť premenená na stabilnú delenú formu a nebude problém s deformáciou otvoru pri vytláčaní, čo uľahčuje tvarovanie. udržiavať. Okrem toho môžu byť niektoré detaily vykonané na spojení medzi dvoma koncami otvoru počas návrhu. Napríklad: nastavte značky v tvare V, malé drážky atď., aby sa dali ľahko odstrániť pri konečnom obrábaní (obrázok 4).
2.5 Navonok zložité, ale vo vnútri jednoduché
Formy na vytláčanie hliníkových profilov možno rozdeliť na plné formy a bočné formy podľa toho, či má prierez dutinu. Spracovanie pevných foriem je pomerne jednoduché, zatiaľ čo spracovanie bočných foriem zahŕňa pomerne zložité procesy, ako sú dutiny a jadrové hlavy. Preto je potrebné venovať plnú pozornosť konštrukcii profilovej časti, to znamená, že vonkajší obrys sekcie môže byť navrhnutý ako zložitejší a drážky, otvory pre skrutky atď. by mali byť umiestnené čo najviac na obvode. , pričom interiér by mal byť čo najjednoduchší a požiadavky na presnosť nemôžu byť príliš vysoké. Týmto spôsobom bude oveľa jednoduchšie spracovanie a údržba formy a tiež sa zlepší výťažnosť.
2.6 Vyhradená marža
Hliníkové profily majú po extrúzii rôzne spôsoby povrchovej úpravy podľa potrieb zákazníka. Medzi nimi metódy anodizácie a elektroforézy majú malý vplyv na veľkosť kvôli tenkej vrstve filmu. Ak sa použije metóda povrchovej úpravy práškové lakovanie, prášok sa ľahko hromadí v rohoch a drážkach a hrúbka jednej vrstvy môže dosiahnuť 100 μm. Ak ide o montážnu polohu, ako je napríklad posúvač, znamená to, že existujú 4 vrstvy nástreku. Hrúbka do 400 μm znemožní montáž a ovplyvní používanie.
Okrem toho, ako sa zvyšuje počet výtlačkov a opotrebováva sa forma, veľkosť profilových štrbín sa bude zmenšovať a zmenšovať, zatiaľ čo veľkosť posúvača sa bude zväčšovať a zväčšovať, čo sťažuje montáž. Na základe vyššie uvedených dôvodov je potrebné počas projektovania vyhradiť príslušné rezervy podľa špecifických podmienok, aby sa zabezpečila montáž.
2.7 Označenie tolerancie
Pri návrhu prierezu sa najskôr vyrobí montážny výkres a potom sa vyrobí výkres profilového výrobku. Správny montážny výkres neznamená, že profilový výkres výrobku je dokonalý. Niektorí dizajnéri ignorujú dôležitosť označenia rozmerov a tolerancií. Označené polohy sú vo všeobecnosti rozmery, ktoré je potrebné zaručiť, ako napríklad: montážna poloha, otvor, hĺbka drážky, šírka drážky atď., a dajú sa ľahko zmerať a skontrolovať. Pre všeobecné rozmerové tolerancie je možné zvoliť zodpovedajúcu úroveň presnosti podľa národnej normy. Niektoré dôležité montážne rozmery musia byť na výkrese označené špecifickými hodnotami tolerancie. Ak je tolerancia príliš veľká, montáž bude ťažšia a ak je tolerancia príliš malá, výrobné náklady sa zvýšia. Rozumný rozsah tolerancie vyžaduje denné zhromažďovanie skúseností dizajnéra.
2.8 Podrobné úpravy
Detaily rozhodujú o úspechu alebo neúspechu a to isté platí pre návrh prierezu profilu. Malé zmeny môžu nielen chrániť formu a kontrolovať prietok, ale aj zlepšiť kvalitu povrchu a zvýšiť výnos. Jednou z bežne používaných techník je zaoblenie rohov. Extrudované profily nemôžu mať absolútne ostré rohy, pretože tenké medené drôty používané pri rezaní drôtov majú tiež priemery. Rýchlosť prúdenia v rohoch je však pomalá, trenie je veľké a napätie je koncentrované, často sa vyskytujú situácie, keď sú stopy po vytláčaní zrejmé, veľkosť je ťažko kontrolovateľná a formy sú náchylné na odštiepenie. Preto by sa mal polomer zaoblenia čo najviac zväčšiť bez ovplyvnenia jeho použitia.
Aj keď sa vyrába na malom extrúznom stroji, hrúbka steny profilu by nemala byť menšia ako 0,8 mm a hrúbka steny každej časti profilu by sa nemala líšiť viac ako 4-krát. Počas návrhu je možné použiť diagonálne čiary alebo oblúkové prechody pri náhlych zmenách hrúbky steny, aby sa zabezpečil pravidelný tvar výtoku a ľahká oprava formy. Tenkostenné profily majú navyše lepšiu elasticitu a hrúbka steny niektorých klinov, latiek a pod. môže byť okolo 1 mm. Existuje mnoho aplikácií na úpravu detailov v dizajne, ako je nastavenie uhlov, zmena smeru, skrátenie konzol, zväčšenie medzier, zlepšenie symetrie, nastavenie tolerancií atď. Stručne povedané, návrh prierezu profilu vyžaduje neustále zhrnutie a inovácie a plne zohľadňuje vzťah s dizajnom foriem, výrobou a výrobnými procesmi.
3. Záver
Ako dizajnér, s cieľom získať čo najlepšie ekonomické výhody z výroby profilu, musia byť pri navrhovaní zohľadnené všetky faktory celého životného cyklu produktu, vrátane potrieb užívateľa, dizajnu, výroby, kvality, nákladov atď. úspech pri vývoji produktu prvýkrát. Tie si vyžadujú každodenné sledovanie výroby produktov a zhromažďovanie a zhromažďovanie informácií z prvej ruky, aby bolo možné predvídať výsledky dizajnu a vopred ich opraviť.
Čas odoslania: 10. september 2024
