چگونه می توان اکستروژن رادیاتور آفتابگردان را برای مشخصات آلومینیوم طراحی کرد؟

1. تجزیه و تحلیل ویژگی های ساختاری بخش های پروفایل آلومینیوم

شکل 1 سطح مقطع مشخصات آلومینیوم رادیاتور آفتابگردان معمولی را نشان می دهد. سطح مقطعی از پروفایل 7773.5 میلی متر است و در مجموع 40 دندان اتلاف گرما است. حداکثر اندازه باز کردن حلق آویز بین دندان ها 4.46 میلی متر است. پس از محاسبه ، نسبت زبان بین دندان ها 15.7 است. در همان زمان ، یک منطقه جامد بزرگ در مرکز پروفایل وجود دارد که مساحت آن 3846.5 میلی متر است.

با قضاوت از ویژگی های شکل مشخصات ، فضای بین دندان ها را می توان پروفایل های نیمه توخالی در نظر گرفت و مشخصات رادیاتور از پروفایل های نیمه توخالی متعدد تشکیل شده است. بنابراین ، هنگام طراحی ساختار قالب ، مهم این است که چگونه می توان از قدرت قالب اطمینان داد. اگرچه برای پروفایل های نیمه توخالی ، این صنعت انواع ساختارهای قالب بالغ ، مانند "قالب شکاف پوشیده شده" ، "قالب شکاف برش" ، "قالب شکاف پل تعلیق" و غیره را توسعه داده است. با این حال ، این سازه ها برای محصولات کاربردی نیستند متشکل از پروفایل های نیمه توخالی متعدد. طراحی سنتی فقط مواد را در نظر می گیرد ، اما در قالب سازی اکستروژن ، بیشترین تأثیر بر قدرت ، نیروی اکستروژن در طی فرآیند اکستروژن است و فرآیند تشکیل فلز عامل اصلی تولید اکستروژن است.

با توجه به منطقه جامد مرکزی بزرگ از مشخصات رادیاتور خورشیدی ، بسیار آسان است که باعث می شود سرعت کلی جریان در این منطقه در طی فرآیند اکستروژن خیلی سریع باشد و استرس کششی اضافی بر روی سر تعلیق intertooth ایجاد می شود. لوله ، و در نتیجه شکستگی لوله تعلیق intertooth. بنابراین ، در طراحی ساختار قالب ، ما باید بر تنظیم سرعت جریان فلز و سرعت جریان تمرکز کنیم تا به هدف کاهش فشار اکستروژن و بهبود وضعیت استرس لوله معلق بین دندان ها برسد ، تا قدرت آن را بهبود بخشد قالب

2. انتخاب ساختار قالب و ظرفیت مطبوعات اکستروژن

2.1 فرم ساختار قالب

برای مشخصات رادیاتور آفتابگردان نشان داده شده در شکل 1 ، اگرچه قسمت توخالی ندارد ، اما باید ساختار قالب تقسیم شده را همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است اتخاذ کند. متفاوت از ساختار قالب سنتی شنت ، محفظه ایستگاه لحیم کاری فلزی در قسمت فوقانی قرار می گیرد قالب ، و یک ساختار درج در قالب پایین استفاده می شود. هدف کاهش هزینه های قالب و کوتاه کردن چرخه تولید قالب است. هر دو قالب فوقانی و قالب پایین قالب جهانی هستند و قابل استفاده مجدد هستند. مهمتر از همه ، بلوک های سوراخ می توانند به طور مستقل پردازش شوند ، که می تواند از صحت کمربند کار سوراخ مرده اطمینان حاصل کند. سوراخ داخلی قالب پایین به عنوان یک مرحله طراحی شده است. قسمت فوقانی و بلوک سوراخ قالب تناسب ترخیص را اتخاذ می کند ، و مقدار شکاف از هر دو طرف 0.06 ~ 0.06 است. قسمت پایین تناسب تداخل را اتخاذ می کند ، و مقدار تداخل در هر دو طرف 0.04 ~ 0.04 متر است که به اطمینان از همبستگی کمک می کند و مونتاژ را تسهیل می کند ، و این باعث می شود که این لایه بندی مناسب تر شود و در عین حال ، می تواند از تغییر شکل قالب ناشی از نصب حرارتی جلوگیری کند. تداخل مناسب است.

2.2 انتخاب ظرفیت اکسترودر

انتخاب ظرفیت اکسترودر ، از یک طرف ، برای تعیین قطر داخلی مناسب بشکه اکستروژن و حداکثر فشار خاص اکسترودر در بخش بشکه اکستروژن برای برآورده کردن فشار در هنگام تشکیل فلز است. از طرف دیگر ، تعیین نسبت اکستروژن مناسب و انتخاب مشخصات اندازه مناسب قالب بر اساس هزینه است. برای مشخصات آلومینیوم رادیاتور آفتابگردان ، نسبت اکستروژن نمی تواند خیلی بزرگ باشد. دلیل اصلی این است که نیروی اکستروژن متناسب با نسبت اکستروژن است. هرچه نسبت اکستروژن بیشتر باشد ، نیروی اکستروژن بیشتر می شود. این برای قالب مشخصات آلومینیوم رادیاتور آفتابگردان بسیار مضر است.

تجربه نشان می دهد که نسبت اکستروژن پروفایل آلومینیوم برای رادیاتورهای آفتابگردان کمتر از 25 است. برای مشخصات نشان داده شده در شکل 1 ، یک اکسترودر 20.0 منگنز با قطر داخلی بشکه اکستروژن 208 میلی متر انتخاب شد. پس از محاسبه ، حداکثر فشار خاص اکسترودر 589MPA است که یک مقدار مناسب تر است. اگر فشار خاص خیلی زیاد باشد ، فشار روی قالب زیاد خواهد بود ، که برای زندگی قالب مضر است. اگر فشار خاص خیلی کم باشد ، نمی تواند الزامات تشکیل اکستروژن را برآورده کند. تجربه نشان می دهد که یک فشار خاص در محدوده 750 MPa 550 MPa می تواند نیازهای مختلف فرآیند را برآورده کند. پس از محاسبه ، ضریب اکستروژن 4.37 است. مشخصات اندازه قالب به صورت 350 میلی متر مربع (قطر بیرونی X درجه) انتخاب می شود.

3. تعیین پارامترهای ساختاری قالب

3.1 پارامترهای ساختاری قالب فوقانی

(1) تعداد و ترتیب سوراخ های توزیع. برای قالب شنت پروفایل رادیاتور آفتابگردان ، هرچه تعداد سوراخ های شنت بیشتر باشد ، بهتر می شود. برای پروفایل هایی با اشکال دایره ای مشابه ، 3 تا 4 سوراخ شنت سنتی به طور کلی انتخاب می شوند. نتیجه این است که عرض پل شنت بزرگتر است. به طور کلی ، وقتی بزرگتر از 20 میلی متر باشد ، تعداد جوش ها کمتر است. با این حال ، هنگام انتخاب کمربند کار سوراخ مرده ، کمربند کار سوراخ در انتهای پل شنت باید کوتاه تر باشد. تحت این شرط که هیچ روش محاسبه دقیقی برای انتخاب کمربند کار وجود ندارد ، به طور طبیعی باعث می شود سوراخ مرده در زیر پل و سایر قسمت ها به دلیل تفاوت در کمربند کار ، دقیقاً همان سرعت جریان را به دست نیاورد. این تفاوت در سرعت جریان باعث ایجاد استرس کششی اضافی بر روی کانسیلر و ایجاد انحراف دندانهای اتلاف گرما می شود. بنابراین ، برای اکستروژن رادیاتور آفتابگردان با تعداد متراکم دندان می میرند ، اطمینان از سازگاری سرعت هر دندان بسیار مهم است. با افزایش تعداد سوراخ های شنت ، تعداد پل های شنت بر این اساس افزایش می یابد و سرعت جریان و توزیع جریان فلز یکنواخت تر می شود. این امر به این دلیل است که با افزایش تعداد پل های شنت ، می توان عرض پل های شنت را بر این اساس کاهش داد.

داده های عملی نشان می دهد که تعداد سوراخ های شنت به طور کلی 6 یا 8 یا حتی بیشتر است. البته ، برای برخی از پروفایل های اتلاف گرمای آفتابگردان بزرگ ، قالب فوقانی نیز می تواند سوراخ های شنت را مطابق اصل عرض پل شنت 14 میلی متر ترتیب دهد. تفاوت این است که باید یک صفحه شکاف جلو به قبل از توزیع اضافه شود و جریان فلزی را تنظیم کند. تعداد و چیدمان سوراخ های دور در صفحه Diverter جلو می تواند به روشی سنتی انجام شود.

علاوه بر این ، هنگام تنظیم سوراخ های شنت ، باید به استفاده از قالب فوقانی توجه شود تا به طور مناسب سر کانسیلر دندان اتلاف گرما را محافظت کند تا از برخورد مستقیم فلز به سر لوله کانسیلر جلوگیری شود و در نتیجه وضعیت استرس را بهبود بخشد. از لوله Cantilever. قسمت مسدود شده از سر کانسیلر بین دندانها می تواند 1/4 ~ 1/4 از طول لوله کانسیلر باشد. طرح سوراخ های شنت در شکل 3 نشان داده شده است

(2) رابطه منطقه سوراخ شنت. از آنجا که ضخامت دیواره ریشه دندان گرم کوچک است و ارتفاع آن به دور از مرکز است و ناحیه فیزیکی با مرکز بسیار متفاوت است ، سخت ترین قسمت برای تشکیل فلز است. بنابراین ، یک نکته اصلی در طراحی قالب پروفایل رادیاتور آفتابگردان ، ایجاد سرعت جریان قسمت جامد مرکزی تا حد ممکن کند است تا اطمینان حاصل شود که این فلز ابتدا ریشه دندان را پر می کند. به منظور دستیابی به چنین تأثیراتی ، از یک طرف ، انتخاب کمربند کار و مهمتر از همه تعیین منطقه سوراخ دورافتر ، عمدتاً مساحت قسمت مرکزی مربوط به سوراخ diverter است. آزمایشات و مقادیر تجربی نشان می دهد که بهترین اثر در شرایطی حاصل می شود که مساحت سوراخ مركزی S1 و مساحت سوراخ جدا كننده خارجی S2 رابطه زیر را برآورده كند: S1 = (0.72 ~ 0.52) S2

علاوه بر این ، کانال جریان فلزی مؤثر از سوراخ شکاف مرکزی باید 20 ~ 25 میلی متر طولانی تر از کانال جریان فلزی مؤثر سوراخ شکاف بیرونی باشد. این طول همچنین حاشیه و احتمال تعمیر قالب را در نظر می گیرد.

(3) عمق محفظه جوشکاری. اکستروژن پروفایل رادیاتور آفتابگردان با مرگ شنت سنتی متفاوت است. کل محفظه جوشکاری آن باید در قسمت فوقانی قرار داشته باشد. این امر برای اطمینان از صحت پردازش بلوک سوراخ از قالب پایین ، به ویژه صحت کمربند کار است. در مقایسه با قالب سنتی شنت ، عمق محفظه جوشکاری پروفایل رادیاتور آفتابگردان باید قالب شنت افزایش یابد. هرچه ظرفیت دستگاه اکستروژن بیشتر باشد ، افزایش عمق محفظه جوش ، که 25 میلی متر 15 میلی متر است ، بیشتر می شود. به عنوان مثال ، اگر از یک دستگاه اکستروژن 20 منگنز استفاده شود ، عمق محفظه جوشکاری شنت سنتی 22 میلی متر 20 میلی متر است ، در حالی که عمق محفظه جوشکاری شنت از مشخصات رادیاتور آفتابگردان باید 40 ~ 40 میلی متر باشد بشر مزیت این امر این است که این فلز کاملاً جوش داده می شود و استرس روی لوله معلق بسیار کاهش می یابد. ساختار محفظه جوش قالب فوقانی در شکل 4 نشان داده شده است.

3.2 طراحی درج سوراخ مرده

طراحی بلوک سوراخ قالب عمدتا شامل اندازه سوراخ قالب ، کمربند کار ، قطر بیرونی و ضخامت بلوک آینه و غیره است.

(1) تعیین اندازه سوراخ قالب. اندازه سوراخ قالب را می توان به روشی سنتی تعیین کرد ، عمدتاً با توجه به مقیاس پردازش حرارتی آلیاژ.

(2) انتخاب کمربند کار. اصل انتخاب کمربند کار این است که ابتدا اطمینان حاصل شود که تأمین تمام فلز در پایین ریشه دندان کافی است ، به طوری که سرعت جریان در پایین ریشه دندان سریعتر از سایر قسمت ها است. بنابراین ، کمربند کار در پایین ریشه دندان باید کوتاهترین باشد ، با مقدار 0.3 ~ 0.6 میلی متر و کمربند کار در قسمت های مجاور باید 0.3 میلی متر افزایش یابد. اصل این است که هر 10 ~ 15 میلی متر به مرکز 0.4 ~ 0.5 افزایش یابد. ثانیا ، کمربند کار در بزرگترین قسمت جامد مرکز نباید از 7 میلی متر تجاوز کند. در غیر این صورت ، اگر اختلاف طول کمربند کار خیلی بزرگ باشد ، خطاهای بزرگی در پردازش الکترودهای مس و پردازش EDM کمربند کار رخ می دهد. این خطا به راحتی می تواند باعث شکسته شدن انحراف دندان در طی فرآیند اکستروژن شود. کمربند کار در شکل 5 نشان داده شده است.

 

(3) قطر بیرونی و ضخامت درج. برای قالب های شنت سنتی ، ضخامت درج سوراخ قالب ضخامت قالب پایین است. با این حال ، برای قالب رادیاتور آفتابگردان ، اگر ضخامت مؤثر سوراخ قالب بسیار بزرگ باشد ، مشخصات به راحتی با قالب در هنگام اکستروژن و تخلیه برخورد می شود و در نتیجه دندانهای ناهموار ، خراش یا حتی لکه دار کردن دندان ایجاد می شود. اینها باعث شکستن دندان ها می شود.

علاوه بر این ، اگر ضخامت سوراخ مرده خیلی طولانی باشد ، از یک طرف ، زمان پردازش در طی فرآیند EDM طولانی است و از طرف دیگر ، به راحتی می توان انحراف خوردگی الکتریکی را ایجاد کرد و همچنین آسان است باعث انحراف دندان در هنگام اکستروژن می شود. البته اگر ضخامت سوراخ مرده خیلی کوچک باشد ، قدرت دندان ها نمی تواند تضمین شود. بنابراین ، با در نظر گرفتن این دو عامل ، تجربه نشان می دهد که درجه درج سوراخ قالب از قالب پایین به طور کلی 40 تا 50 است. و قطر بیرونی درج سوراخ قالب باید 25 تا 30 میلی متر از بزرگترین لبه سوراخ قالب تا دایره بیرونی درج باشد.

برای مشخصات نشان داده شده در شکل 1 ، قطر بیرونی و ضخامت بلوک سوراخ به ترتیب 225 میلی متر و 50 میلی متر است. درج سوراخ قالب در شکل 6 نشان داده شده است. D در شکل اندازه واقعی و اندازه اسمی 225 میلی متر است. انحراف محدود از ابعاد بیرونی آن با توجه به سوراخ داخلی قالب تحتانی مطابقت دارد تا اطمینان حاصل شود که شکاف یک طرفه در محدوده 0.02 میلی متر 0.01 ~ 0.01 است. بلوک سوراخ قالب در شکل 6 نشان داده شده است. اندازه اسمی سوراخ داخلی بلوک سوراخ مرده که روی قالب پایین قرار گرفته است 225 میلی متر است. بر اساس اندازه واقعی اندازه گیری شده ، بلوک سوراخ مرده مطابق با اصل 0.02 میلی متر ~ 0.01 در هر طرف مطابقت دارد. قطر بیرونی بلوک سوراخ قالب را می توان به عنوان D بدست آورد ، اما برای راحتی نصب ، قطر بیرونی بلوک آینه سوراخ می تواند به طور مناسب در محدوده 0.1m در انتهای خوراک کاهش یابد ، همانطور که در شکل نشان داده شده است. بشر

4. فن آوری های کلیدی تولید قالب

ماشینکاری قالب پروفایل رادیاتور آفتابگردان تفاوت چندانی با قالب های پروفایل آلومینیومی معمولی ندارد. تفاوت آشکار عمدتاً در پردازش الکتریکی منعکس می شود.

(1) از نظر برش سیم ، لازم است از تغییر شکل الکترود مس جلوگیری شود. از آنجا که الکترود مس مورد استفاده برای EDM سنگین است ، دندانها خیلی کوچک هستند ، الکترود خود نرم است ، از استحکام ضعیفی برخوردار است و دمای بالا محلی تولید شده توسط برش سیم باعث می شود که الکترود به راحتی در طی فرآیند برش سیم تغییر شکل داده شود. هنگام استفاده از الکترودهای مس تغییر شکل برای پردازش کمربند کار و چاقوهای خالی ، دندانهای چسبانیده شده رخ می دهد که به راحتی می تواند باعث شود قالب در طول پردازش پیچیده شود. بنابراین ، جلوگیری از تغییر شکل الکترودهای مس در طی فرآیند تولید آنلاین لازم است. اقدامات اصلی پیشگیرانه عبارتند از: قبل از برش سیم ، بلوک مس را با یک تختخواب سطح کنید. برای تنظیم عمودی در ابتدا از یک نشانگر شماره گیری استفاده کنید. هنگام برش سیم ، ابتدا از قسمت دندان شروع کنید و در آخر قسمت را با دیوار ضخیم برش دهید. هر چند وقت یکبار از سیم نقره ای قراضه برای پر کردن قطعات برش استفاده کنید. پس از ساخت سیم ، از یک دستگاه سیم برای قطع یک بخش کوتاه در حدود 4 میلی متر در طول الکترود مس برش استفاده کنید.

(2) ماشینکاری تخلیه الکتریکی بدیهی است که با قالب های معمولی متفاوت است. EDM در پردازش قالب های پروفایل رادیاتور آفتابگردان بسیار مهم است. حتی اگر طراحی کامل باشد ، یک نقص جزئی در EDM باعث می شود کل قالب از بین برود. ماشینکاری تخلیه الکتریکی به اندازه برش سیم به تجهیزات وابسته نیست. این تا حد زیادی به مهارت ها و مهارت های عملیاتی اپراتور بستگی دارد. ماشینکاری تخلیه الکتریکی عمدتاً به پنج نکته زیر توجه می کند:

جریان ماشینکاری تخلیه الکتریکی. 7 ~ 10 می توان از جریان برای ماشینکاری اولیه EDM استفاده کرد تا زمان پردازش کوتاه شود. 5 ~ 7 از جریان می توان برای اتمام ماشینکاری استفاده کرد. هدف استفاده از جریان کوچک ، بدست آوردن یک سطح خوب است.

② از صاف بودن صورت انتهای قالب و عمودی الکترود مس اطمینان حاصل کنید. صاف بودن ضعیف صورت انتهای قالب یا عمودی کافی الکترود مس ، اطمینان از طول کمربند کار پس از پردازش EDM با طول کمربند کار طراحی شده را دشوار می کند. برای فرآیند EDM آسان است یا حتی به کمربند کار دندانه دار نفوذ می کند. بنابراین ، قبل از پردازش ، باید از چرخ دستی استفاده شود تا هر دو انتهای قالب را برآورده سازد تا الزامات صحت را برآورده سازد و از یک نشانگر شماره گیری برای اصلاح عمودی الکترود مس استفاده می شود.

③ اطمینان حاصل کنید که شکاف بین چاقوهای خالی یکنواخت است. در حین ماشینکاری اولیه ، بررسی کنید که آیا ابزار خالی در هر 0.2 میلی متر در هر 3 تا 4 میلی متر پردازش جبران می شود. اگر افست بزرگ باشد ، تصحیح آن با تنظیمات بعدی دشوار خواهد بود.

باقیمانده باقیمانده در طی فرآیند EDM را به موقع انجام دهید. خوردگی تخلیه جرقه مقدار زیادی باقیمانده را تولید می کند ، که باید به موقع تمیز شود ، در غیر این صورت طول کمربند کار به دلیل ارتفاعات مختلف باقیمانده متفاوت خواهد بود.

⑤ قالب باید قبل از EDM دچار تخریب شود.

5. مقایسه نتایج اکستروژن

مشخصات نشان داده شده در شکل 1 با استفاده از قالب اسپلیت سنتی و طرح طراحی جدید ارائه شده در این مقاله مورد آزمایش قرار گرفت. مقایسه نتایج در جدول 1 نشان داده شده است.

از نتایج مقایسه می توان دید که ساختار قالب تأثیر زیادی در زندگی قالب دارد. قالب طراحی شده با استفاده از طرح جدید دارای مزایای آشکاری است و عمر قالب را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

6. نتیجه گیری

قالب اکستروژن پروفایل رادیاتور آفتابگردان نوعی قالب است که طراحی و ساخت آن بسیار دشوار است و طراحی و ساخت آن نسبتاً پیچیده است. بنابراین ، برای اطمینان از میزان موفقیت اکستروژن و عمر خدمات قالب ، باید نکات زیر حاصل شود:

(1) شکل ساختاری قالب باید به طور منطقی انتخاب شود. ساختار قالب باید برای کاهش نیروی اکستروژن مساعد باشد تا استرس روی کانسیلر قالب ایجاد شده توسط دندانهای اتلاف گرما کاهش یابد و در نتیجه قدرت قالب را بهبود بخشد. نکته اصلی این است که به طور منطقی تعداد و ترتیب سوراخ های شنت و مساحت سوراخ های شنت و سایر پارامترها را تعیین کنید: اول ، عرض پل شنت که بین سوراخ های شنت تشکیل شده است نباید از 16 میلی متر تجاوز کند. دوم ، ناحیه سوراخ تقسیم باید به گونه ای تعیین شود که نسبت تقسیم به بیش از 30 ٪ از نسبت اکستروژن در حد امکان برسد در حالی که از استحکام قالب اطمینان حاصل می کند.

(2) به طور منطقی کمربند کار را انتخاب کرده و اقدامات معقول را در طول ماشینکاری برقی ، از جمله فناوری پردازش الکترودهای مس و پارامترهای استاندارد الکتریکی ماشینکاری برقی اتخاذ کنید. اولین نکته اصلی این است که الکترود مس باید قبل از برش سیم از سطح زمین باشد و از روش درج در هنگام برش سیم استفاده شود تا از آن اطمینان حاصل شود. الکترودها سست و تغییر شکل نمی یابند.

(3) در طی فرآیند ماشینکاری الکتریکی ، برای جلوگیری از انحراف دندان ، الکترود باید به طور دقیق تراز شود. البته بر اساس طراحی و ساخت معقول ، استفاده از فولاد قالب گرم با کیفیت بالا و فرآیند تصفیه حرارت خلاء سه یا چند وسوسه کننده می تواند پتانسیل قالب را به حداکثر برساند و به نتایج بهتری برسد. از طراحی ، تولید تا تولید اکستروژن ، تنها در صورت دقیق بودن هر لینک می توانیم اطمینان حاصل کنیم که قالب مشخصات رادیاتور آفتابگردان اکسترود شده است.