Алюминий профиліне арналған күнбағыс радиаторының экструзия қалыбын қалай жобалау керек?

1. Алюминий профиль қималарының құрылымдық сипаттамаларын талдау

1-суретте әдеттегі күнбағыс радиаторының алюминий профилінің көлденең қимасы көрсетілген. Профильдің көлденең қимасының ауданы 7773,5 мм², барлығы 40 жылу таратушы тістері бар. Тістердің арасында қалыптасқан ең үлкен ілулі саңылау өлшемі 4,46 мм. Есептеуден кейін тістер арасындағы тіл қатынасы 15,7 құрайды. Сонымен қатар, профильдің ортасында ауданы 3846,5 мм² болатын үлкен қатты аймақ бар.

Профильдің пішіндік сипаттамаларына қарағанда, тістер арасындағы кеңістікті жартылай қуыс профильдер деп санауға болады, ал радиатор профилі бірнеше жартылай қуыс профильдерден тұрады. Сондықтан қалып құрылымын жобалағанда негізгі мәселе қалыптың беріктігін қамтамасыз ету жолын қарастыру болып табылады. Жартылай қуыс профильдер үшін өнеркәсіпте «жабық сплиттердің қалыпы», «кесілген бөлгіш қалып», «аспалы көпірді бөлгіш қалып» және т.б. сияқты жетілген қалып құрылымдарының әртүрлілігі әзірленді. Дегенмен, бұл құрылымдар өнімдерге қолданылмайды. бірнеше жартылай қуыс профильдерден тұрады. Дәстүрлі дизайн тек материалдарды қарастырады, бірақ экструзиялық қалыптау кезінде беріктікке ең үлкен әсер экструзия процесі кезіндегі экструзия күші болып табылады, ал металды қалыптау процесі экструзия күшін тудыратын негізгі фактор болып табылады.

Күн радиаторы профилінің үлкен орталық қатты аймағына байланысты экструзия процесі кезінде осы аймақтағы жалпы ағын жылдамдығын тым жылдам ету өте оңай және қосымша созылу кернеуі тіс аралық суспензияның басында пайда болады. түтік, нәтижесінде тіс аралық суспензия түтігінің сынуы. Сондықтан, қалып құрылымын жобалау кезінде біз экструзия қысымын төмендету және тістер арасындағы ілулі құбырдың кернеу күйін жақсарту мақсатына жету үшін металл ағынының жылдамдығы мен ағынының жылдамдығын реттеуге назар аударуымыз керек, осылайша олардың беріктігін жақсарту керек. қалып.

2. Қалып құрылымын және экструзия престің сыйымдылығын таңдау

2.1 Қалып құрылымының пішіні

1-суретте көрсетілген күнбағыс радиаторының профилі үшін оның қуыс бөлігі болмаса да, ол 2-суретте көрсетілгендей бөлінген қалып құрылымын қабылдауы керек. Дәстүрлі шунтты қалып құрылымынан айырмашылығы, металл дәнекерлеу станциясының камерасы жоғарғы жағында орналастырылған. қалып, ал төменгі қалыпқа кірістіру құрылымы қолданылады. Мақсаты - қалып шығындарын азайту және қалыптау циклін қысқарту. Жоғарғы қалып пен төменгі қалып жинақтары әмбебап болып табылады және оларды қайта пайдалануға болады. Ең бастысы, саңылаулардың блоктарын өздігінен өңдеуге болады, бұл саңылаулардың жұмыс белдеуінің дәлдігін жақсырақ қамтамасыз етеді. Төменгі қалыптың ішкі тесігі қадам ретінде жобаланған. Үстіңгі бөлік пен қалып саңылауының блогы саңылауды қабылдайды, ал екі жағындағы саңылау мәні 0,06 ~ 0,1 м құрайды; Төменгі бөлік кедергі келтіреді, ал екі жағындағы кедергі мөлшері 0,02 ~ 0,04 м құрайды, бұл коаксиалдылықты қамтамасыз етуге көмектеседі және құрастыруды жеңілдетеді, кірістірілген қондырманы ықшам етеді және сонымен бірге термиялық орнату нәтижесінде пайда болатын пішін деформациясын болдырмайды. интерференция сәйкестігі.

2.2 Экструдер сыйымдылығын таңдау

Экструдер сыйымдылығын таңдау, бір жағынан, металды қалыптау кезінде қысымды қанағаттандыру үшін экструзия баррельінің сәйкес ішкі диаметрін және экструдер баррель бөлігіндегі экструдердің максималды меншікті қысымын анықтау болып табылады. Екінші жағынан, бұл сәйкес экструзия коэффициентін анықтау және құнға негізделген қалыпты өлшемнің сәйкес сипаттамаларын таңдау. Күнбағыс радиаторының алюминий профилі үшін экструзия коэффициенті тым үлкен болуы мүмкін емес. Басты себеп - экструзия күші экструзия коэффициентіне пропорционалды. Экструзия коэффициенті неғұрлым көп болса, соғұрлым экструзия күші жоғары болады. Бұл күнбағыс радиаторының алюминий профилінің пішініне өте зиянды.

Тәжірибе көрсеткендей, күнбағыс радиаторлары үшін алюминий профильдерінің экструзия коэффициенті 25-тен аз. 1-суретте көрсетілген профиль үшін экструзия бөшкесінің ішкі диаметрі 208 мм болатын 20,0 MN экструдер таңдалды. Есептеуден кейін экструдердің максималды меншікті қысымы 589МПа құрайды, бұл неғұрлым қолайлы мән. Егер меншікті қысым тым жоғары болса, қалыпқа түсетін қысым үлкен болады, бұл қалыптың қызмет ету мерзіміне нұқсан келтіреді; егер меншікті қысым тым төмен болса, ол экструзия қалыптау талаптарына жауап бере алмайды. Тәжірибе көрсеткендей, 550~750 МПа диапазонындағы нақты қысым әртүрлі технологиялық талаптарды жақсырақ қанағаттандыра алады. Есептеуден кейін экструзия коэффициенті 4,37 құрайды. Қалып өлшемі спецификациясы 350 ммx200 мм (сыртқы диаметр x градус) ретінде таңдалады.

3. Қалыптың құрылымдық параметрлерін анықтау

3.1 Жоғарғы қалыптың құрылымдық параметрлері

(1) Ауыстыру саңылауларының саны мен орналасуы. Күнбағыс радиаторының профильді шунттаушы қалып үшін шунт саңылауларының саны неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсы. Ұқсас дөңгелек пішіндері бар профильдер үшін әдетте 3-тен 4-ке дейінгі дәстүрлі шунт саңылаулары таңдалады. Нәтижесінде маневр көпірінің ені үлкенірек болады. Әдетте, ол 20 мм-ден асса, дәнекерленген жіктердің саны аз болады. Дегенмен, штамп саңылауының жұмыс белдеуін таңдаған кезде шунттаушы көпірдің төменгі жағындағы матрица тесігінің жұмыс белдігі қысқа болуы керек. Жұмыс белдеуін таңдаудың нақты есептеу әдісі болмаған жағдайда, ол көпірдің астындағы саңылау мен басқа бөліктердің жұмыс белдеуіндегі айырмашылыққа байланысты экструзия кезінде дәл сол ағын жылдамдығына қол жеткізе алмайды. Ағын жылдамдығының бұл айырмашылығы консольде қосымша созылу кернеуін тудырады және жылуды тарату тістерінің ауытқуын тудырады. Сондықтан, тістердің тығыз саны бар күнбағыс радиаторының экструзиясы үшін әр тістің ағынының жылдамдығын қамтамасыз ету өте маңызды. Маневрлік саңылаулардың саны көбейген сайын шунттаушы көпірлер саны да сәйкесінше артып, металдың шығыны мен ағынының таралуы біркелкі болады. Себебі маневр көпірлерінің саны артқан сайын, маневр көпірлерінің енін сәйкесінше азайтуға болады.

Практикалық деректер маневрлік саңылаулардың саны негізінен 6 немесе 8, тіпті одан да көп екенін көрсетеді. Әрине, кейбір үлкен күнбағыс жылуды диссипациялау профильдері үшін үстіңгі қалып сонымен қатар шунт көпірінің ені ≤ 14мм принципіне сәйкес маневрлік тесіктерді реттей алады. Айырмашылық мынада, металл ағынын алдын ала тарату және реттеу үшін алдыңғы бөлгіш пластинаны қосу керек. Алдыңғы бұрғылау тақтасындағы бұру саңылауларының саны мен орналасуы дәстүрлі түрде жүзеге асырылуы мүмкін.

Сонымен қатар, маневрлік саңылауларды орналастырған кезде металдың консольдік түтіктің басына тікелей соғылуын болдырмау және осылайша кернеу күйін жақсарту үшін жылуды тарату тісінің консоль басын тиісті түрде қорғау үшін жоғарғы қалыпты пайдалануды ескеру қажет. консольдық түтіктен. Консоль басының тістер арасындағы бітеліп қалған бөлігі консоль түтігінің ұзындығының 1/5~1/4 бөлігін құрауы мүмкін. Маневр саңылауларының орналасу схемасы 3-суретте көрсетілген

(2) Маневр тесігінің аумақтық қатынасы. Ыстық тістің түбірінің қабырғасының қалыңдығы шағын және биіктігі орталықтан алыс, ал физикалық ауданы орталықтан өте ерекшеленетіндіктен, металды қалыптастырудың ең қиын бөлігі болып табылады. Сондықтан күнбағыс радиаторының профильді пішінін жобалаудағы негізгі сәт металлдың алдымен тіс түбірін толтыруын қамтамасыз ету үшін орталық қатты бөліктің ағынының жылдамдығын мүмкіндігінше баяу ету болып табылады. Мұндай әсерге қол жеткізу үшін, бір жағынан, бұл жұмыс белдеуін таңдау, одан да маңыздысы, бұрғылау тесігінің ауданын, негізінен, бұрғылау тесігіне сәйкес келетін орталық бөліктің ауданын анықтау. Сынақтар мен эмпирикалық мәндер ең жақсы әсерге S1 орталық бұру тесігінің ауданы мен S2 сыртқы жалғыз бұру тесігінің ауданы келесі қатынасты қанағаттандырған кезде қол жеткізілетінін көрсетеді: S1= (0,52 ~0,72) S2

Сонымен қатар, орталық бөлгіш тесігінің тиімді металл ағыны арнасы сыртқы бөлгіш тесігінің тиімді металл ағынының арнасынан 20~25мм ұзын болуы керек. Бұл ұзындық сонымен қатар қалыпты жөндеудің маржасы мен мүмкіндігін ескереді.

(3) Дәнекерлеу камерасының тереңдігі. Күнбағыс радиаторының профильді экструзиялық матрицасы дәстүрлі шунттаушы матрицадан ерекшеленеді. Оның бүкіл дәнекерлеу камерасы жоғарғы қалыпта орналасуы керек. Бұл төменгі штамптың тесік блогын өңдеудің дәлдігін, әсіресе жұмыс белдеуінің дәлдігін қамтамасыз ету. Дәстүрлі шунттаушы қалыппен салыстырғанда, Күнбағыс радиаторының профильді шунт қалыпының дәнекерлеу камерасының тереңдігін арттыру қажет. Экструзия машинасының сыйымдылығы неғұрлым көп болса, дәнекерлеу камерасының тереңдігі соғұрлым жоғары болады, ол 15 ~ 25 мм. Мысалы, егер 20 МН экструзия машинасы пайдаланылса, дәстүрлі шунттаудың дәнекерлеу камерасының тереңдігі 20 ~ 22 мм, ал күнбағыс радиаторының профилінің шунттың дәнекерлеу камерасының тереңдігі 35 ~ 40 мм болуы керек. . Мұның артықшылығы - металл толығымен дәнекерленген және аспалы құбырдағы кернеу айтарлықтай төмендейді. Қалыптың жоғарғы дәнекерлеу камерасының құрылымы 4-суретте көрсетілген.

3.2 Қалып саңылауының кірістіру конструкциясы

Қалып саңылауының блогының конструкциясы негізінен матрица саңылауының өлшемін, жұмыс белдеуін, айна блогының сыртқы диаметрі мен қалыңдығын және т.б.

(1) Қалып саңылауының өлшемін анықтау. Қалып саңылауының өлшемін негізінен қорытпа термиялық өңдеудің масштабтауын ескере отырып, дәстүрлі жолмен анықтауға болады.

(2) Жұмыс белдігін таңдау. Жұмыс белдеуін таңдау принципі біріншіден, тіс түбірінің төменгі бөлігіндегі барлық металдың жеткізілуінің жеткілікті болуын қамтамасыз ету, осылайша тіс түбірінің түбіндегі ағын жылдамдығы басқа бөліктерге қарағанда жылдамырақ болады. Сондықтан тіс түбірінің төменгі жағындағы жұмыс белдігі ең қысқа болуы керек, мәні 0,3~0,6мм, ал көршілес бөліктердегі жұмыс белдігі 0,3мм-ге ұлғаюы керек. Принцип ортасына қарай әрбір 10~15мм сайын 0,4~0,5 арттыру; екіншіден, орталықтың ең үлкен қатты бөлігіндегі жұмыс белдігі 7 мм-ден аспауы керек. Әйтпесе, жұмыс белдеуінің ұзындық айырмашылығы тым үлкен болса, мыс электродтарын өңдеуде және жұмыс белдеуін ЭДМ өңдеуде үлкен қателіктер орын алады. Бұл қате экструзия процесі кезінде тістің ауытқуын оңай бұзуы мүмкін. Жұмыс белдігі 5-суретте көрсетілген.

 

(3) Ендірменің сыртқы диаметрі мен қалыңдығы. Дәстүрлі маневрлік қалыптар үшін саңылау тесігінің қалыңдығы төменгі қалыптың қалыңдығы болып табылады. Дегенмен, күнбағыс радиаторының пішіні үшін, егер қалып саңылауының тиімді қалыңдығы тым үлкен болса, экструзия және ағызу кезінде профиль қалыппен оңай соқтығысады, нәтижесінде біркелкі емес тістер, сызаттар немесе тіпті тістердің кептелуі болады. Бұл тістердің сынуына әкеледі.

Сонымен қатар, егер матрица тесігінің қалыңдығы тым ұзын болса, бір жағынан, EDM процесінде өңдеу уақыты ұзақ болады, ал екінші жағынан, электрлік коррозияның ауытқуын тудыруы оңай, сонымен қатар оны жасау оңай. экструзия кезінде тістің ауытқуын тудырады. Әрине, саңылаулардың қалыңдығы тым аз болса, тістердің беріктігіне кепілдік берілмейді. Сондықтан, осы екі факторды ескере отырып, тәжірибе көрсеткендей, төменгі қалыптың саңылауының кірістіру дәрежесі әдетте 40-тан 50-ге дейін; ал қалып саңылауының кірістіруінің сыртқы диаметрі матрица тесігінің ең үлкен жиегінен кірістірудің сыртқы шеңберіне дейін 25-30 мм болуы керек.

1-суретте көрсетілген профиль үшін пішінді тесік блогының сыртқы диаметрі мен қалыңдығы сәйкесінше 225 мм және 50 мм. Қалып саңылауының кірістіру бөлігі 6-суретте көрсетілген. Суреттегі D нақты өлшем және номиналды өлшемі 225 мм. Оның сыртқы өлшемдерінің шекті ауытқуы біржақты саңылау 0,01~0,02мм диапазонында болуын қамтамасыз ету үшін төменгі қалыптың ішкі тесігіне сәйкес сәйкестендіріледі. Қалып саңылауының блогы 6-суретте көрсетілген. Төменгі қалыпқа орналастырылған қалып тесігі блогының ішкі тесігінің номиналды өлшемі 225 мм. Нақты өлшенген өлшемге сүйене отырып, саңылау блогы бір жағынан 0,01 ~ 0,02 мм принципіне сәйкес сәйкестендіріледі. Қалып тесігі блогының сыртқы диаметрін D ретінде алуға болады, бірақ орнатудың ыңғайлылығы үшін, суретте көрсетілгендей, құйма тесігінің айна блогының сыртқы диаметрін беру ұшында 0,1 м диапазонында сәйкесінше азайтуға болады. .

4. Қалып дайындаудың негізгі технологиялары

Күнбағыс радиаторының профильді қалыпын өңдеу қарапайым алюминий профильді қалыптардан айтарлықтай ерекшеленбейді. Айқын айырмашылық негізінен электрлік өңдеуде көрінеді.

(1) Сымды кесу тұрғысынан мыс электродының деформациясын болдырмау қажет. EDM үшін қолданылатын мыс электрод ауыр болғандықтан, тістері тым кішкентай, электродтың өзі жұмсақ, қаттылығы нашар және сымды кесу нәтижесінде пайда болатын жергілікті жоғары температура сым кесу процесінде электродтың оңай деформациялануын тудырады. Жұмыс белдіктері мен бос пышақтарды өңдеу үшін деформацияланған мыс электродтарын пайдаланған кезде қисайған тістер пайда болады, бұл өңдеу кезінде қалыптың оңай сынуына әкелуі мүмкін. Сондықтан желілік өндіріс процесінде мыс электродтарының деформациясын болдырмау қажет. Негізгі алдын алу шаралары: сым кесу алдында мыс блокты төсекпен теңестіру; басында вертикалды реттеу үшін теру индикаторын пайдаланыңыз; сым кесу кезінде алдымен тіс бөлігінен бастап, ең соңында қалың қабырғасы бар бөлікті кесіңіз; Ара-тұра кесілген бөліктерді толтыру үшін күміс сымды пайдаланыңыз; сым жасалғаннан кейін кесілген мыс электродының ұзындығы бойынша шамамен 4 мм қысқа бөлікті кесу үшін сым машинасын пайдаланыңыз.

(2) Электрлік разрядты өңдеу қарапайым қалыптардан ерекшеленетіні анық. EDM күнбағыс радиаторының профильді қалыптарын өңдеуде өте маңызды. Дизайн мінсіз болса да, EDM-дегі шамалы ақау бүкіл қалыптың жойылуына әкеледі. Электрлік разрядты өңдеу сым кесу сияқты жабдыққа тәуелді емес. Бұл көбінесе оператордың жұмыс дағдылары мен біліктілігіне байланысты. Электрлік разрядты өңдеу негізінен келесі бес тармаққа назар аударады:

①Электр разрядының өңдеу тогы. Өңдеу уақытын қысқарту үшін EDM бастапқы өңдеуі үшін 7~10 А ток қолданылуы мүмкін; Өңдеуді аяқтау үшін 5~7 А ток қолданылуы мүмкін. Шағын токты пайдаланудың мақсаты - жақсы бетті алу;

② Қалыптың соңғы бетінің тегістігін және мыс электродының тіктігін қамтамасыз етіңіз. Қалыптың шеткі бетінің нашар тегістігі немесе мыс электродының жеткіліксіз вертикальдылығы EDM өңдеуден кейінгі жұмыс белдеуінің ұзындығы жобаланған жұмыс белдігінің ұзындығына сәйкес келуін қамтамасыз етуді қиындатады. EDM процесі сәтсіздікке ұшырауы немесе тісті жұмыс белдігіне енуі оңай. Сондықтан, өңдеу алдында дәлдік талаптарын қанағаттандыру үшін пішіннің екі ұшын тегістеу үшін тегістеуішті пайдалану керек, ал мыс электродының тіктігін түзету үшін теру индикаторын пайдалану керек;

③ Бос пышақтар арасындағы саңылау біркелкі екеніне көз жеткізіңіз. Бастапқы өңдеу кезінде бос құралдың әр 3-4 мм өңдеу сайын 0,2 мм ығысуын тексеріңіз. Егер ығысу үлкен болса, оны кейінгі түзетулермен түзету қиын болады;

④EDM процесі кезінде пайда болған қалдықты уақтылы алып тастаңыз. Ұшқын разрядының коррозиясы қалдықтардың көп мөлшерін тудырады, оларды уақытында тазалау керек, әйтпесе қалдықтың әртүрлі биіктіктеріне байланысты жұмыс белдеуінің ұзындығы әртүрлі болады;

⑤Қалыпты EDM алдында магнитсіздендіру керек.

5. Экструзия нәтижелерін салыстыру

1-суретте көрсетілген профиль дәстүрлі бөлінген қалып пен осы мақалада ұсынылған жаңа дизайн схемасы арқылы сыналған. Нәтижелерді салыстыру 1-кестеде көрсетілген.

Салыстыру нәтижелерінен қалып құрылымының қалыптың қызмет ету мерзіміне үлкен әсер ететінін көруге болады. Жаңа схеманы қолданып жасалған қалып айқын артықшылықтарға ие және қалыптың қызмет ету мерзімін айтарлықтай жақсартады.

6. Қорытынды

Күнбағыс радиаторының профильді экструзия қалыптары - бұл дизайн және өндіру өте қиын қалып түрі, оның дизайны мен өндірісі салыстырмалы түрде күрделі. Осылайша, экструзияның сәтті жылдамдығын және қалыптың қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін келесі тармақтарға қол жеткізу керек:

(1) Қалыптың құрылымдық пішіні ақылға қонымды таңдалуы керек. Қалыптың құрылымы жылуды тарату тістері арқылы қалыптасатын қалып консольіндегі кернеуді азайту үшін экструзия күшін азайтуға қолайлы болуы керек, осылайша қалыптың беріктігін жақсартады. Бастысы шунт саңылауларының саны мен орналасуын және шунт саңылауларының ауданын және басқа да параметрлерді негізді түрде анықтау болып табылады: біріншіден, шунт саңылауларының арасында пайда болған шунт көпірінің ені 16мм-ден аспауы керек; Екіншіден, бөлу саңылауының аймағын пішіннің беріктігін қамтамасыз ете отырып, бөлу коэффициенті мүмкіндігінше экструзия коэффициентінің 30% -дан астамына жететіндей етіп анықтау керек.

(2) Жұмыс белдеуін ақылға қонымды түрде таңдаңыз және мыс электродтарын өңдеу технологиясын және электрлік өңдеудің электрлік стандартты параметрлерін қоса, электрлік өңдеу кезінде ақылға қонымды шараларды қабылдаңыз. Бірінші негізгі мәселе - сымды кесу алдында мыс электродының жер үсті болуы керек және оны қамтамасыз ету үшін сым кесу кезінде кірістіру әдісін қолдану керек. Электродтар бос немесе деформацияланбаған.

(3) Электрлік өңдеу процесі кезінде тістің ауытқуын болдырмау үшін электродты дәл туралау керек. Әрине, ақылға қонымды дизайн және өндіріс негізінде жоғары сапалы ыстық жұмыс қалыптар болатын пайдалану және үш немесе одан да көп температураны вакуумды термиялық өңдеу процесі қалыптың әлеуетін барынша арттырып, жақсы нәтижелерге қол жеткізе алады. Дизайндан, өндірістен экструзия өндірісіне дейін, әрбір сілтеме дәл болған жағдайда ғана күнбағыс радиаторының профильді пішінінің экструдталғанын қамтамасыз ете аламыз.