Mivel az alumíniumötvözetek könnyűek, szépek, jó korrózióállósággal rendelkeznek, valamint kiváló hővezető képességgel és feldolgozási teljesítménnyel rendelkeznek, széles körben használják hőelvezető alkatrészekként az IT-iparban, az elektronikai iparban és az autóiparban, különösen a jelenleg feltörekvő LED-iparban. Ezek az alumíniumötvözetből készült hőelvezető alkatrészek jó hőelvezetési funkcióval rendelkeznek. A gyártás során ezen radiátorprofilok hatékony extrudálásának kulcsa a forma. Mivel ezek a profilok általában a nagy és sűrű hőelvezető fogak és a hosszú felfüggesztő csövek jellemzőivel rendelkeznek, a hagyományos lapos szerszámszerkezet, az osztott szerszámszerkezet és a félig üreges profilú szerszámszerkezet nem elégíti ki a formaszilárdság és az extrudáló öntés követelményeit.
Jelenleg a vállalkozások inkább a formaacél minőségére támaszkodnak. Az öntőforma szilárdságának javítása érdekében nem haboznak drága importált acélt használni. A forma költsége nagyon magas, és a forma tényleges átlagos élettartama kevesebb, mint 3 tonna, aminek következtében a radiátor piaci ára viszonylag magas, ami súlyosan korlátozza a LED-lámpák népszerűsítését és népszerűsítését. Ezért a napraforgó alakú radiátorprofilok extrudáló szerszámai felkeltették az iparág mérnöki és műszaki személyzetének nagy figyelmét.
Ez a cikk bemutatja a napraforgóból készült radiátorprofil extrudáló szerszám különféle technológiáit, amelyeket évekig tartó gondos kutatás és ismételt próbagyártás eredményeként hoztak létre a tényleges gyártás példáin keresztül, a kollégák referenciaként.
1. Alumínium profilszelvények szerkezeti jellemzőinek elemzése
Az 1. ábrán egy tipikus napraforgó radiátor alumínium profil keresztmetszete látható. A profil keresztmetszete 7773,5 mm², összesen 40 hőleadó foggal. A fogak között kialakított függőnyílás maximális mérete 4,46 mm. Számítás után a fogak közötti nyelvarány 15,7. Ugyanakkor a profil közepén egy nagy tömör terület található, amelynek területe 3846,5 mm².
A profil alakjellemzőiből ítélve a fogak közötti tér félüreges profilnak tekinthető, a radiátorprofil pedig több félüreges profilból áll. Ezért az öntőforma szerkezetének kialakításakor a legfontosabb annak mérlegelése, hogyan biztosítható a forma szilárdsága. Bár a félüreges profilokhoz az ipar számos kiforrott formaszerkezetet fejlesztett ki, mint például a „fedett hasítóforma”, „vágott hasítóforma”, „függőhíd-osztóforma” stb. Ezek a szerkezetek azonban nem alkalmazhatók termékekre. több félüreges profilból áll. A hagyományos tervezés csak az anyagokat veszi figyelembe, de az extrudáló öntésnél a szilárdságra a legnagyobb hatást az extrudálási folyamat során fellépő extrudálási erő, a fémalakítási folyamat pedig az extrudáló erőt generáló fő tényező.
A szoláris radiátor profil nagy központi szilárd területe miatt nagyon könnyen előidézhető, hogy a teljes áramlási sebesség ezen a területen túl gyors legyen az extrudálási folyamat során, és a további húzófeszültség keletkezik a fogközi felfüggesztés fején. cső, ami a fogközi felfüggesztő cső törését eredményezi. Ezért az öntőforma szerkezetének tervezésénél a fém áramlási sebességének és áramlási sebességének beállítására kell összpontosítanunk, hogy elérjük az extrudálási nyomás csökkentését és a felfüggesztett cső fogak közötti feszültségi állapotának javítását, hogy javítsuk a fém áramlási sebességét. a penész.
2. A formaszerkezet és az extrudáló prés kapacitásának kiválasztása
2.1 Formaszerkezet formája
Az 1. ábrán látható napraforgó radiátorprofilhoz, bár nincs üreges része, a 2. ábrán látható osztott formaszerkezetet kell alkalmazni. A hagyományos söntformaszerkezettől eltérően a fém forrasztóállomás kamra a felső részbe van elhelyezve. forma, az alsó formában pedig betétszerkezetet használnak. A cél az öntőforma költségeinek csökkentése és a formagyártási ciklus lerövidítése. Mind a felső, mind az alsó formakészlet univerzális, és újra felhasználható. Ennél is fontosabb, hogy a lyukblokkok egymástól függetlenül is feldolgozhatók, ami jobban biztosíthatja a szerszámlyuk munkaszalagjának pontosságát. Az alsó forma belső furata lépcsőként van kialakítva. A felső rész és az öntőforma lyuktömb hézag illeszkedik, és a rés mindkét oldalon 0,06–0,1 m; az alsó rész interferencia illeszkedést alkalmaz, és az interferencia mértéke mindkét oldalon 0,02–0,04 m, ami segít biztosítani a koaxialitást és megkönnyíti az összeszerelést, így a betét kompaktabbá válik, ugyanakkor elkerülheti a termikus telepítés okozta penész deformációt. interferencia illeszkedés.
2.2 Az extruder kapacitásának kiválasztása
Az extruder kapacitásának megválasztása egyrészt az extruderhenger megfelelő belső átmérőjének, valamint az extruder extrudáló hengerszakaszra ható maximális fajlagos nyomásának a meghatározása, hogy megfeleljen a fémalakítás során fellépő nyomásnak. Másrészt a megfelelő extrudálási arány meghatározása és a megfelelő formaméret specifikáció kiválasztása a költségek alapján. A napraforgó radiátor alumínium profilnál az extrudálási arány nem lehet túl nagy. Ennek fő oka az, hogy az extrudálási erő arányos az extrudálási aránnyal. Minél nagyobb az extrudálási arány, annál nagyobb az extrudálási erő. Ez rendkívül káros a napraforgó radiátor alumínium profilformájára nézve.
A tapasztalatok azt mutatják, hogy a napraforgó radiátorok alumínium profiljainak extrudálási aránya kisebb, mint 25. Az 1. ábrán látható profilhoz egy 20,0 MN-es extrudert választottak, amelynek belső átmérője 208 mm. A számítás után az extruder maximális fajlagos nyomása 589 MPa, ami megfelelőbb érték. Ha a fajlagos nyomás túl magas, a szerszámra nehezedő nyomás nagy lesz, ami káros az öntőforma élettartamára; ha a fajlagos nyomás túl alacsony, nem tudja teljesíteni az extrudálási formázás követelményeit. A tapasztalat azt mutatja, hogy az 550–750 MPa tartományban lévő fajlagos nyomás jobban megfelel a különféle folyamatkövetelményeknek. A számítás után az extrudálási együttható 4,37. A formaméret specifikációja 350 mmx200 mm (külső átmérő x fok).
3. Formaszerkezeti paraméterek meghatározása
3.1 Felső öntőforma szerkezeti paraméterei
(1) A terelőnyílások száma és elrendezése. A napraforgó radiátor profilú söntforma esetében minél több a söntfuratok száma, annál jobb. A hasonló kör alakú profilokhoz általában 3-4 hagyományos söntfuratot választanak. Az eredmény az, hogy a sönthíd szélessége nagyobb. Általában, ha nagyobb, mint 20 mm, a hegesztési varratok száma kevesebb. A szerszámfurat munkaszalagjának kiválasztásakor azonban a sönthíd alján lévő szerszámfurat munkaszalagjának rövidebbnek kell lennie. Abban a feltételben, hogy nincs pontos számítási módszer a munkaszalag kiválasztásához, ez természetesen azt eredményezi, hogy a híd alatti szerszámfurat és más részek nem érik el pontosan ugyanazt az áramlási sebességet az extrudálás során a munkaszalag különbsége miatt, Ez a különbség az áramlási sebességben további húzófeszültséget okoz a konzolon, és a hőleadó fogak elhajlását okozza. Ezért a sűrű fogszámú napraforgó radiátor extrudáló szerszám esetén nagyon fontos annak biztosítása, hogy az egyes fogak áramlási sebessége egyenletes legyen. A söntfuratok számának növekedésével a sönthidak száma is ennek megfelelően nő, a fém áramlási sebessége és áramlási eloszlása egyenletesebb lesz. A sönthidak számának növekedésével ugyanis a sönthidak szélessége ennek megfelelően csökkenthető.
A gyakorlati adatok azt mutatják, hogy a söntfuratok száma általában 6 vagy 8, vagy még több. Természetesen néhány nagy napraforgó hőelvezető profil esetén a felső forma is elrendezheti a söntfuratokat a sönthíd szélessége ≤ 14 mm elve szerint. A különbség az, hogy egy elülső osztólemezt kell hozzáadni a fémáramlás előelosztásához és beállításához. Az elülső terelőlapon lévő terelőfuratok száma és elrendezése hagyományos módon is megoldható.
Ezen túlmenően a söntfuratok elrendezésekor meg kell fontolni, hogy a felső öntőforma megfelelően védje a hőelvezető fog konzoljának fejét, hogy megakadályozza a fém közvetlen ütközését a konzolcső fejével, és ezáltal javítsa a feszültségi állapotot. a konzolos csőből. A konzolfej eltömődött része a fogak között a konzolcső hosszának 1/5-1/4-e lehet. A söntfuratok elrendezése a 3. ábrán látható
(2) A söntfurat területviszonya. Mivel a forró fog gyökerének falvastagsága kicsi és a magassága messze van a középponttól, és a fizikai terület nagyon eltér a középponttól, a fém kialakítása a legnehezebb. Ezért a napraforgó radiátorprofil kialakításának kulcsfontosságú pontja, hogy a központi szilárd rész áramlási sebessége a lehető leglassabb legyen, hogy a fém először a fog gyökerét töltse ki. Az ilyen hatás elérése érdekében egyrészt a munkaszalag kiválasztása, és ami még fontosabb, a terelőfurat területének meghatározása, elsősorban a terelőfuratnak megfelelő központi rész területe. Tesztek és empirikus értékek azt mutatják, hogy a legjobb hatást akkor érjük el, ha a központi S1 terelőfurat területe és a külső S2 terelőfurat területe kielégíti a következő összefüggést: S1= (0,52 ~ 0,72) S2
Ezenkívül a központi osztólyuk effektív fémáramlási csatornájának 20-25 mm-rel hosszabbnak kell lennie, mint a külső elosztófurat effektív fémáramlási csatornája. Ez a hossz figyelembe veszi a margót és a penészjavítás lehetőségét is.
(3) A hegesztőkamra mélysége. A Sunflower radiátor profil extrudáló szerszám eltér a hagyományos sönt szerszámtól. A teljes hegesztőkamrát a felső szerszámban kell elhelyezni. Ez biztosítja az alsó szerszám furattömb-feldolgozásának pontosságát, különösen a munkaszalag pontosságát. A hagyományos söntformához képest a Sunflower radiátorprofil söntforma hegesztőkamrájának mélységét növelni kell. Minél nagyobb az extrudálógép kapacitása, annál nagyobb a hegesztőkamra mélysége, amely 15-25 mm. Például, ha 20 MN-es extrudálógépet használunk, a hagyományos söntszerszám hegesztőkamrájának mélysége 20-22 mm, míg a napraforgó radiátorprofil söntszerszáma hegesztőkamrájának mélysége 35-40 mm. . Ennek az az előnye, hogy a fém teljesen össze van hegesztve, és a felfüggesztett cső feszültsége jelentősen csökken. A felső formahegesztő kamra felépítése a 4. ábrán látható.
3.2 A vágólyuk-betét kialakítása
A szerszámfurat blokk kialakítása elsősorban a szerszámfurat méretét, a munkaszalagot, a tükörtömb külső átmérőjét és vastagságát stb.
(1) A szerszámfurat méretének meghatározása. A szerszámfurat mérete hagyományos módon határozható meg, elsősorban az ötvözet termikus feldolgozásának skálázását figyelembe véve.
(2) Munkaöv kiválasztása. A munkaszíj kiválasztásának elve az, hogy először gondoskodni kell arról, hogy a foggyökér alján lévő összes fém elegendő legyen, így a foggyökér alján az áramlási sebesség gyorsabb, mint a többi részen. Ezért a foggyökér alján lévő munkaszalag legyen a legrövidebb, 0,3-0,6 mm értékű, és a szomszédos részeken lévő munkaszalagot 0,3 mm-rel meg kell növelni. Az elv az, hogy 0,4–0,5-tel növeljük 10–15 mm-enként a középpont felé; másodszor, a munkaszalag a középpont legnagyobb szilárd részénél nem haladhatja meg a 7 mm-t. Ellenkező esetben, ha a munkaszalag hosszkülönbsége túl nagy, nagy hibák lépnek fel a rézelektródák feldolgozása és a munkaszalag EDM feldolgozása során. Ez a hiba könnyen okozhatja a fog elhajlását az extrudálási folyamat során. A munkaszalag az 5. ábrán látható.
(3) A betét külső átmérője és vastagsága. Hagyományos söntformák esetén a szerszámlyukbetét vastagsága megegyezik az alsó forma vastagságával. A napraforgó-radiátorforma esetében azonban, ha a szerszámfurat effektív vastagsága túl nagy, a profil könnyen ütközik a formával az extrudálás és a kisütés során, ami egyenetlen fogakat, karcolásokat vagy akár fogak beszorulását eredményezi. Ezek a fogak törését okozzák.
Ezen túlmenően, ha a szerszámlyuk vastagsága túl hosszú, akkor egyrészt a szikraforgácsolási folyamat során a feldolgozási idő hosszú, másrészt könnyen előidézhető az elektromos korróziós eltérés, valamint könnyen extrudálás során fogeltérést okoznak. Természetesen, ha a szerszámfurat vastagsága túl kicsi, a fogak szilárdsága nem garantálható. Ezért ezt a két tényezőt figyelembe véve a tapasztalat azt mutatja, hogy az alsó öntőforma szerszámfurat-betét foka általában 40-50; és a szerszámfurat-betét külső átmérője 25-30 mm legyen a szerszámfurat legnagyobb szélétől a betét külső köréhez.
Az 1. ábrán látható profil esetében a szerszámfurattömb külső átmérője és vastagsága 225 mm, illetve 50 mm. A lyukbetét a 6. ábrán látható. Az ábrán D a tényleges méret, a névleges méret pedig 225 mm. A külső méretek határeltérése az alsó forma belső furatához igazodik, hogy az egyoldalú rés a 0,01-0,02 mm tartományban legyen. A lyuktömb a 6. ábrán látható. Az alsó öntőformán elhelyezett szerszámlyukblokk belső furatának névleges mérete 225 mm. A tényleges mért méret alapján a lyukblokk oldalankénti 0,01-0,02 mm-es elve szerint illeszkedik. A szerszámfurattömb külső átmérője megkapható D-vel, de a beépítés kényelme érdekében a szerszámfurat-tükörtömb külső átmérője megfelelően csökkenthető a betáplálási oldalon 0,1 m-es tartományon belül, amint az az ábrán látható. .
4. A formagyártás kulcstechnológiái
A Sunflower radiátor profilformák megmunkálása nem sokban különbözik a hagyományos alumínium profilformákétól. A nyilvánvaló különbség elsősorban az elektromos feldolgozásban mutatkozik meg.
(1) A huzalvágás szempontjából meg kell akadályozni a rézelektróda deformálódását. Mivel az EDM-hez használt rézelektróda nehéz, a fogak túl kicsik, maga az elektróda puha, rossz merevségű, és a huzalvágás során keletkező helyi magas hőmérséklet miatt az elektróda könnyen deformálódik a huzalvágási folyamat során. Ha deformált rézelektródákat használunk a munkahevederek és az üres kések megmunkálására, akkor ferde fogak keletkeznek, ami a feldolgozás során könnyen a forma selejtét okozhatja. Ezért meg kell akadályozni a rézelektródák deformálódását az online gyártási folyamat során. A fő megelőző intézkedések a következők: huzalvágás előtt a réztömböt egy ágyazással egyenlítse ki; tárcsajelzővel állítsa be a függőleges helyzetet az elején; huzalvágásnál először a fogrésztől kezdjük, végül a vastag falú részt vágjuk le; Időnként használjon ezüsthuzalt a vágott részek kitöltéséhez; a huzal elkészítése után huzalgéppel vágjon le egy rövid, körülbelül 4 mm-es részt a vágott rézelektróda hosszában.
(2) Az elektromos kisüléses megmunkálás nyilvánvalóan különbözik a hagyományos formáktól. Az EDM nagyon fontos a napraforgó radiátor profilformák feldolgozásában. Még ha a kialakítás tökéletes is, az EDM enyhe hibája az egész forma selejtét okozza. Az elektromos kisülésű megmunkálás nem annyira berendezésfüggő, mint a huzalvágás. Ez nagymértékben függ a kezelő kezelési készségeitől és jártasságától. Az elektromos kisüléses megmunkálás főként a következő öt pontra fordít figyelmet:
①Elektromos kisülési megmunkálási áram. A kezdeti szikraforgácsoláshoz 7~10 A áram használható a feldolgozási idő lerövidítésére; A megmunkálás befejezéséhez 5~7 A áram használható. A kis áram használatának célja a jó felület elérése;
② Gondoskodjon az öntőforma végfelületének síkságáról és a rézelektróda függőleges helyzetéről. Az öntőforma végfelületének gyenge síksága vagy a rézelektróda nem megfelelő függőlegessége megnehezíti annak biztosítását, hogy a szikraforgácsolás utáni munkaszalag hossza összhangban legyen a tervezett munkaszalag hosszával. Könnyen előfordulhat, hogy a szikraforgácsolási folyamat meghiúsul, vagy akár áthatol a fogazott munkaszíjon. Ezért a feldolgozás előtt köszörűvel kell lelapítani az öntőforma mindkét végét, hogy megfeleljen a pontossági követelményeknek, és mérőórával kell korrigálni a rézelektróda függőlegességét;
③ Ügyeljen arra, hogy az üres kések közötti hézag egyenletes legyen. Az első megmunkálás során ellenőrizze, hogy az üres szerszám minden 3-4 mm-es megmunkálásnál 0,2 mm-enként el van-e tolva. Ha az eltolás nagy, nehéz lesz korrigálni a későbbi módosításokkal;
④A szikraforgácsolási folyamat során keletkezett maradékot időben távolítsa el. A szikrakisüléses korrózió nagy mennyiségű maradékot termel, amelyet időben fel kell takarítani, különben a munkaszalag hossza eltérő lesz a maradvány különböző magassága miatt;
⑤ A formát lemágnesezni kell az EDM előtt.
5. Az extrudálási eredmények összehasonlítása
Az 1. ábrán látható profilt a hagyományos hasított öntőforma és az ebben a cikkben javasolt új tervezési sémával tesztelték. Az eredmények összehasonlítását az 1. táblázat mutatja.
Az összehasonlítási eredményekből látható, hogy a forma szerkezete nagyban befolyásolja a forma élettartamát. Az új séma alapján tervezett öntőforma nyilvánvaló előnyökkel jár, és nagymértékben javítja a forma élettartamát.
6. Következtetés
A napraforgós radiátorprofil extrudáló forma egy olyan forma, amelyet nagyon nehéz megtervezni és gyártani, tervezése és gyártása viszonylag összetett. Ezért az extrudálás sikerességének és az öntőforma élettartamának biztosítása érdekében a következő pontokat kell elérni:
(1) A forma szerkezeti formáját ésszerűen kell megválasztani. Az öntőforma szerkezetének alkalmasnak kell lennie az extrudáló erő csökkentésére, hogy csökkentse a hőelvezető fogak által kialakított formakonzolra ható feszültséget, ezáltal javítva a forma szilárdságát. A kulcs az, hogy ésszerűen határozzuk meg a söntfuratok számát és elrendezését, valamint a söntfuratok területét és egyéb paramétereket: először is, a söntnyílások között kialakított sönthíd szélessége nem haladhatja meg a 16 mm-t; Másodszor, a hasított furat területét úgy kell meghatározni, hogy a hasítási arány a lehető legnagyobb mértékben érje el az extrudálási arány 30%-át, miközben biztosítja a forma szilárdságát.
(2) Ésszerűen válassza ki a munkaszalagot, és tegyen ésszerű intézkedéseket az elektromos megmunkálás során, beleértve a rézelektródák feldolgozási technológiáját és az elektromos megmunkálás szabványos elektromos paramétereit. Az első kulcsfontosságú pont az, hogy a rézelektródát a huzalvágás előtt felületi köszörüléssel kell ellátni, és ennek biztosítására a huzalvágás során a behelyezési módszert kell alkalmazni. Az elektródák nem lazultak vagy deformálódtak.
(3) Az elektromos megmunkálási folyamat során az elektródát pontosan be kell állítani a fogak eltérésének elkerülése érdekében. Természetesen az ésszerű tervezés és gyártás alapján a kiváló minőségű melegen megmunkált formaacél és a három vagy több temperálású vákuum-hőkezelési eljárás maximalizálhatja a penészben rejlő lehetőségeket és jobb eredményeket érhet el. A tervezéstől a gyártáson át az extrudált gyártásig csak akkor tudjuk biztosítani, hogy a napraforgó radiátor profil formája extrudálva legyen.
Feladás időpontja: 2024-01-01
