Ako navrhnúť vytláčaciu matricu slnečnicového radiátora pre hliníkový profil?

1. Analýza konštrukčných charakteristík hliníkových profilových profilov

Obrázok 1 ukazuje prierez typického hliníkového profilu slnečnicového radiátora. Plocha prierezu profilu je 7773,5 mm², s celkovým počtom 40 zubov na odvod tepla. Maximálna veľkosť závesného otvoru vytvoreného medzi zubami je 4,46 mm. Po výpočte je pomer jazyka medzi zubami 15,7. Zároveň je v strede profilu veľká pevná plocha s plochou 3846,5 mm².

Podľa tvarových charakteristík profilu možno priestor medzi zubami považovať za poloduté profily a profil radiátora je zložený z viacerých polodutých profilov. Preto je pri navrhovaní konštrukcie formy kľúčové zvážiť, ako zabezpečiť pevnosť formy. Napriek tomu, že pre poloduté profily priemysel vyvinul celý rad vyspelých štruktúr foriem, ako napríklad „krytú deliacu formu“, „rezanú deliacu formu“, „rozdeľovaciu formu závesného mostíka“ atď. Tieto štruktúry však nie sú použiteľné pre výrobky. zložené z viacerých polodutých profilov. Tradičný dizajn zohľadňuje iba materiály, ale pri extrúznom lisovaní má najväčší vplyv na pevnosť vytláčacia sila počas procesu vytláčania a proces tvárnenia kovu je hlavným faktorom vytvárajúcim vytláčaciu silu.

Vzhľadom na veľkú stredovú plnú plochu profilu solárneho radiátora je veľmi ľahké spôsobiť, že celkový prietok v tejto oblasti bude počas procesu vytláčania príliš rýchly a na hlave medzizubového závesu sa vytvorí dodatočné ťahové napätie. trubice, čo má za následok zlomenie medzizubnej závesnej trubice. Preto by sme sa pri navrhovaní štruktúry formy mali zamerať na úpravu prietoku kovu a prietoku, aby sme dosiahli účel zníženia vytláčacieho tlaku a zlepšenia stavu namáhania zavesenej rúry medzi zubami, aby sa zlepšila pevnosť pleseň.

2. Výber štruktúry formy a kapacity vytláčacieho lisu

2.1 Forma štruktúry formy

Pre profil slnečnicového radiátora znázornený na obrázku 1, aj keď nemá dutú časť, musí prijať štruktúru delenej formy, ako je znázornené na obrázku 2. Na rozdiel od tradičnej konštrukcie bočnej formy je komora kovovej spájkovacej stanice umiestnená v hornej časti forma a v spodnej forme sa používa vložka. Účelom je znížiť náklady na formy a skrátiť cyklus výroby formy. Sady horných foriem aj spodných foriem sú univerzálne a dajú sa znova použiť. Ešte dôležitejšie je, že bloky otvorov môžu byť spracované nezávisle, čo môže lepšie zabezpečiť presnosť pracovného pásu lisovacích otvorov. Vnútorný otvor spodnej formy je riešený ako schod. Horná časť a blok otvoru formy majú vôľu a hodnota medzery na oboch stranách je 0,06 ~ 0,1 m; spodná časť je prispôsobená interferencii a miera interferencie na oboch stranách je 0,02 ~ 0,04 m, čo pomáha zabezpečiť súosovosť a uľahčuje montáž, vďaka čomu je vložka kompaktnejšia a zároveň môže zabrániť deformácii formy spôsobenej tepelnou inštaláciou interferenčné uloženie.

2.2 Výber kapacity extrudéra

Voľba kapacity extrudéra je na jednej strane na určenie vhodného vnútorného priemeru extrúzneho valca a maximálneho špecifického tlaku extrudéra na sekciu extrúzneho valca, aby sa uspokojil tlak počas tvárnenia kovu. Na druhej strane je potrebné určiť vhodný pomer vytláčania a vybrať vhodné špecifikácie veľkosti formy na základe nákladov. Pre hliníkový profil slnečnicového radiátora nemôže byť pomer vytláčania príliš veľký. Hlavným dôvodom je, že extrúzna sila je úmerná extrúznemu pomeru. Čím väčší je extrúzny pomer, tým väčšia je extrúzna sila. To je mimoriadne škodlivé pre hliníkovú profilovú formu slnečnicového radiátora.

Skúsenosti ukazujú, že pomer extrúzie hliníkových profilov pre slnečnicové radiátory je menší ako 25. Pre profil znázornený na obrázku 1 bol zvolený extrudér 20,0 MN s vnútorným priemerom extrúzneho valca 208 mm. Po výpočte je maximálny špecifický tlak extrudéra 589MPa, čo je vhodnejšia hodnota. Ak je špecifický tlak príliš vysoký, tlak na formu bude veľký, čo je škodlivé pre životnosť formy; ak je špecifický tlak príliš nízky, nemôže spĺňať požiadavky na tvarovanie vytláčaním. Skúsenosti ukazujú, že špecifický tlak v rozsahu 550 ~ 750 MPa môže lepšie spĺňať rôzne požiadavky procesu. Po výpočte je koeficient extrúzie 4,37. Špecifikácia veľkosti formy je zvolená ako 350 mm x 200 mm (vonkajší priemer x stupne).

3. Stanovenie konštrukčných parametrov formy

3.1 Štrukturálne parametre hornej formy

(1) Počet a usporiadanie otvorov prevádzača. Pre slnečnicový radiátor profil shunt formy, čím väčší počet shunt otvorov, tým lepšie. Pre profily s podobnými kruhovými tvarmi sa vo všeobecnosti vyberajú 3 až 4 tradičné bočné otvory. Výsledkom je, že šírka posunovacieho mostíka je väčšia. Vo všeobecnosti, keď je väčšia ako 20 mm, počet zvarov je menší. Pri výbere pracovného pásu otvoru matrice však musí byť pracovný pás otvoru matrice v spodnej časti bočného mostíka kratší. Za podmienky, že neexistuje presná metóda výpočtu na výber pracovného pásu, prirodzene to spôsobí, že otvor matrice pod mostíkom a inými časťami nedosiahne presne rovnaký prietok počas extrúzie v dôsledku rozdielu v pracovnom páse, Tento rozdiel v prietokovej rýchlosti spôsobí dodatočné ťahové napätie na konzole a spôsobí vychýlenie zubov odvádzajúcich teplo. Preto je pre vytláčaciu hubicu slnečnicového radiátora s hustým počtom zubov veľmi dôležité zabezpečiť, aby prietok každého zuba bol konzistentný. So zvyšujúcim sa počtom bočníkových otvorov sa zodpovedajúcim spôsobom zvýši počet bočných mostíkov a prietok a distribúcia prietoku kovu sa stanú rovnomernejšie. Je to preto, že so zvyšujúcim sa počtom posunovacích mostíkov sa šírka posunovacích mostíkov môže zodpovedajúcim spôsobom zmenšiť.

Praktické údaje ukazujú, že počet bočníkov je vo všeobecnosti 6 alebo 8 alebo dokonca viac. Samozrejme, pre niektoré veľké profily odvodu tepla zo slnečnice môže horná forma usporiadať aj otvory bočníka podľa princípu šírky bočného mostíka ≤ 14 mm. Rozdiel je v tom, že sa musí pridať predná deliaca doska na predbežné rozloženie a nastavenie toku kovu. Počet a usporiadanie otvorov prevádzača v prednej platni prevádzača môže byť uskutočnené tradičným spôsobom.

Okrem toho by sa pri usporiadaní bočných otvorov malo zvážiť použitie hornej formy na vhodné tienenie hlavy konzoly zuba na odvod tepla, aby sa zabránilo priamemu nárazu kovu na hlavu konzolovej rúrky, a tým sa zlepšil stav napätia. konzolovej rúrky. Zablokovaná časť konzolovej hlavy medzi zubami môže byť 1/5~1/4 dĺžky konzolovej rúrky. Rozloženie bočníkových otvorov je znázornené na obrázku 3

(2) Vzťah plochy diery bočníka. Pretože hrúbka steny koreňa horúceho zuba je malá a výška je ďaleko od stredu a fyzická oblasť je veľmi odlišná od stredu, je to najťažšia časť na vytvorenie kovu. Preto je kľúčovým bodom pri konštrukcii formy profilu slnečnicového radiátora čo najpomalšie prúdenie centrálnej pevnej časti, aby sa zabezpečilo, že kov najskôr vyplní koreň zuba. Na dosiahnutie takéhoto efektu je to jednak výber pracovného remeňa, a čo je dôležitejšie, určenie plochy vychyľovacieho otvoru, hlavne plochy stredovej časti zodpovedajúcej vychyľovaciemu otvoru. Testy a empirické hodnoty ukazujú, že najlepší účinok sa dosiahne, keď plocha stredného otvoru S1 a plocha vonkajšieho otvoru S2 samostatného rozdeľovača spĺňa nasledujúci vzťah: S1= (0,52 ~ 0,72) S2

Okrem toho by mal byť účinný kovový prietokový kanál centrálneho rozdeľovacieho otvoru o 20 ~ 25 mm dlhší ako efektívny kovový prietokový kanál vonkajšieho rozdeľovacieho otvoru. Táto dĺžka zohľadňuje aj rezervu a možnosť opravy plesní.

(3) Hĺbka zváracej komory. Vytláčacia matrica profilu radiátora Sunflower sa líši od tradičnej bočnej matrice. Celá jeho zváracia komora musí byť umiestnená v hornej matrici. To má zabezpečiť presnosť spracovania dierového bloku spodnej matrice, najmä presnosť pracovného pásu. V porovnaní s tradičnou bočníkovou formou je potrebné zväčšiť hĺbku zváracej komory tvarovacej formy pre profil radiátora Sunflower. Čím väčšia je kapacita vytláčacieho stroja, tým väčšie je zvýšenie hĺbky zváracej komory, ktorá je 15 ~ 25 mm. Napríklad, ak sa použije 20 MN vytláčací stroj, hĺbka zváracej komory tradičnej bočníkovej matrice je 20 ~ 22 mm, zatiaľ čo hĺbka zvarovej komory bočníkovej matrice profilu slnečnicového radiátora by mala byť 35 až 40 mm. . Výhodou je, že kov je plne zvarený a namáhanie zaveseného potrubia je značne znížené. Štruktúra hornej zváracej komory formy je znázornená na obrázku 4.

3.2 Návrh vložky otvoru matrice

Konštrukcia bloku otvorov matrice zahŕňa najmä veľkosť otvoru matrice, pracovný pás, vonkajší priemer a hrúbku bloku zrkadla atď.

(1) Určenie veľkosti otvoru v matrici. Veľkosť otvoru v matrici je možné určiť tradičným spôsobom, najmä s ohľadom na škálovanie tepelného spracovania zliatiny.

(2) Výber pracovného pásu. Princípom výberu pracovného remeňa je najprv zabezpečiť, aby zásoba všetkého kovu v spodnej časti koreňa zuba bola dostatočná, aby prietok v spodnej časti koreňa zuba bol rýchlejší ako ostatné časti. Preto by mal byť pracovný pás v spodnej časti koreňa zuba najkratší s hodnotou 0,3 ~ 0,6 mm a pracovný pás na priľahlých častiach by mal byť zvýšený o 0,3 mm. Princípom je zvýšenie o 0,4 ~ 0,5 každých 10 ~ 15 mm smerom k stredu; po druhé, pracovný pás v najväčšej pevnej časti stredu by nemal presiahnuť 7 mm. V opačnom prípade, ak je rozdiel dĺžky pracovného pásu príliš veľký, dôjde k veľkým chybám pri spracovaní medených elektród a EDM spracovaní pracovného pásu. Táto chyba môže ľahko spôsobiť zlomenie vychýlenia zuba počas procesu vytláčania. Pracovný pás je znázornený na obrázku 5.

 

(3) Vonkajší priemer a hrúbka vložky. Pre tradičné bočné formy je hrúbka vložky s otvorom v matrici hrúbka spodnej formy. Pri forme slnečnicového radiátora však platí, že ak je efektívna hrúbka otvoru matrice príliš veľká, profil sa pri vytláčaní a vybíjaní ľahko zrazí s formou, čo má za následok nerovnomerné zuby, škrabance alebo dokonca zaseknutie zubov. Tie spôsobia lámanie zubov.

Okrem toho, ak je hrúbka otvoru matrice príliš dlhá, na jednej strane je čas spracovania dlhý počas procesu EDM a na druhej strane je ľahké spôsobiť odchýlku elektrickej korózie a je tiež ľahké spôsobiť odchýlku zubov pri extrúzii. Samozrejme, ak je hrúbka otvoru matrice príliš malá, nemožno zaručiť pevnosť zubov. Preto, ak sa vezmú do úvahy tieto dva faktory, skúsenosti ukazujú, že stupeň vloženia otvoru matrice spodnej formy je všeobecne 40 až 50; a vonkajší priemer vložky s otvorom v matrici by mal byť 25 až 30 mm od najväčšieho okraja otvoru v matrici k vonkajšiemu kruhu vložky.

Pre profil znázornený na obrázku 1 je vonkajší priemer a hrúbka bloku otvoru v matrici 225 mm, respektíve 50 mm. Vložka otvoru matrice je znázornená na obrázku 6. D na obrázku je skutočná veľkosť a nominálna veľkosť je 225 mm. Limitná odchýlka jeho vonkajších rozmerov je prispôsobená vnútornému otvoru spodnej formy, aby sa zabezpečilo, že jednostranná medzera je v rozsahu 0,01 ~ 0,02 mm. Blok s otvormi matrice je znázornený na obrázku 6. Nominálna veľkosť vnútorného otvoru bloku s otvormi matrice umiestneného na spodnej forme je 225 mm. Na základe skutočnej nameranej veľkosti je blok otvoru v matrici prispôsobený podľa princípu 0,01 ~ 0,02 mm na stranu. Vonkajší priemer bloku s otvorom v matrici je možné získať ako D, ale pre uľahčenie inštalácie môže byť vonkajší priemer bloku s otvorom v matrici primerane zmenšený v rozsahu 0,1 m na prívodnom konci, ako je znázornené na obrázku .

4. Kľúčové technológie výroby foriem

Spracovanie formy profilu radiátora Sunflower sa príliš nelíši od bežných hliníkových profilových foriem. Zjavný rozdiel sa prejavuje najmä v elektrickom spracovaní.

(1) Z hľadiska rezania drôtom je potrebné zabrániť deformácii medenej elektródy. Pretože medená elektróda používaná na EDM je ťažká, zuby sú príliš malé, samotná elektróda je mäkká, má slabú tuhosť a lokálna vysoká teplota generovaná rezaním drôtom spôsobuje, že elektróda sa počas procesu rezania drôtom ľahko deformuje. Pri použití zdeformovaných medených elektród na spracovanie pracovných pásov a prázdnych nožov sa vyskytnú zošikmené zuby, čo môže ľahko spôsobiť zošrotovanie formy počas spracovania. Preto je potrebné zabrániť deformácii medených elektród počas online výrobného procesu. Hlavné preventívne opatrenia sú: pred rezaním drôtu vyrovnajte medený blok lôžkom; použite číselník na nastavenie zvislosti na začiatku; pri rezaní drôtom začnite najskôr od zubovej časti a nakoniec odrežte časť s hrubou stenou; Raz za čas použite strieborný drôt na vyplnenie odrezaných častí; po vytvorení drôtu pomocou drôteného stroja odrežte krátky úsek asi 4 mm pozdĺž dĺžky odrezanej medenej elektródy.

(2) Obrábanie elektrickým výbojom sa zjavne líši od bežných foriem. EDM je veľmi dôležité pri spracovaní profilových foriem slnečnicových radiátorov. Aj keď je dizajn dokonalý, mierna chyba v EDM spôsobí zošrotovanie celej formy. Obrábanie elektrickým výbojom nie je také závislé od zariadenia ako rezanie drôtom. Závisí to vo veľkej miere od prevádzkových schopností a odbornosti operátora. Obrábanie elektrickým výbojom venuje pozornosť najmä nasledujúcim piatim bodom:

①Elektrický výbojový obrábací prúd. Prúd 7~10 A možno použiť na počiatočné obrábanie EDM na skrátenie času spracovania; Na dokončovacie obrábanie je možné použiť prúd 5~7 A. Účelom použitia malého prúdu je získať dobrý povrch;

② Zabezpečte rovinnosť čelnej plochy formy a zvislosť medenej elektródy. Zlá rovinnosť čelnej plochy formy alebo nedostatočná vertikálnosť medenej elektródy sťažuje zabezpečenie toho, aby dĺžka pracovného pásu po EDM spracovaní bola v súlade s navrhnutou dĺžkou pracovného pásu. Je ľahké, že proces EDM zlyhá alebo dokonca prenikne do ozubeného pracovného remeňa. Preto sa pred spracovaním musí použiť brúska na sploštenie oboch koncov formy, aby sa splnili požiadavky na presnosť, a na korekciu zvislosti medenej elektródy sa musí použiť číselník;

③ Uistite sa, že medzera medzi prázdnymi nožmi je rovnomerná. Počas počiatočného obrábania skontrolujte, či je prázdny nástroj posunutý každých 0,2 mm po každých 3 až 4 mm spracovania. Ak je posun veľký, bude ťažké ho opraviť následnými úpravami;

④Včas odstráňte zvyšky vytvorené počas procesu EDM. Korózia s iskrovým výbojom bude produkovať veľké množstvo zvyškov, ktoré je potrebné včas vyčistiť, inak bude dĺžka pracovného pásu odlišná v dôsledku rôznych výšok zvyškov;

⑤ Forma musí byť pred EDM demagnetizovaná.

5. Porovnanie výsledkov extrúzie

Profil zobrazený na obrázku 1 bol testovaný pomocou tradičnej delenej formy a novej konštrukčnej schémy navrhnutej v tomto článku. Porovnanie výsledkov je uvedené v tabuľke 1.

Z výsledkov porovnania je zrejmé, že štruktúra formy má veľký vplyv na životnosť formy. Forma navrhnutá pomocou novej schémy má zjavné výhody a výrazne zlepšuje životnosť formy.

6. Záver

Vytláčacia forma profilu slnečnicového radiátora je typ formy, ktorý sa veľmi ťažko navrhuje a vyrába a jej dizajn a výroba sú pomerne zložité. Preto, aby sa zabezpečila úspešnosť vytláčania a životnosť formy, musia sa dosiahnuť tieto body:

(1) Konštrukčný tvar formy sa musí zvoliť primerane. Štruktúra formy musí prispievať k zníženiu vytláčacej sily, aby sa znížilo napätie na konzole formy vytvorenej zubami na odvádzanie tepla, čím sa zlepší pevnosť formy. Kľúčom je rozumne určiť počet a usporiadanie dier pre shunt a plochu dier pre shunt a ďalšie parametre: po prvé, šírka shuntového mostíka vytvoreného medzi dierami shuntu by nemala presiahnuť 16 mm; Po druhé, plocha deleného otvoru by mala byť určená tak, aby deliaci pomer dosiahol čo najviac viac ako 30 % extrúzneho pomeru a zároveň zabezpečil pevnosť formy.

(2) Primerane vyberte pracovný pás a prijmite primerané opatrenia počas elektrického obrábania, vrátane technológie spracovania medených elektród a elektrických štandardných parametrov elektrického obrábania. Prvým kľúčovým bodom je, že medená elektróda by mala byť povrchovo brúsená pred rezaním drôtu a metóda vkladania by sa mala používať počas rezania drôtu, aby sa to zabezpečilo. Elektródy nie sú uvoľnené ani zdeformované.

(3) Počas procesu elektrického obrábania musí byť elektróda presne zarovnaná, aby sa zabránilo odchýlke zubov. Samozrejme, na základe rozumného dizajnu a výroby, použitie vysoko kvalitnej ocele na formovanie za tepla a proces vákuového tepelného spracovania troch alebo viacerých temperovaní môže maximalizovať potenciál formy a dosiahnuť lepšie výsledky. Od návrhu, výroby až po výrobu vytláčania, iba ak je každý článok presný, môžeme zabezpečiť, aby bola forma profilu slnečnicového radiátora vytlačená.