La raó per la qual els perfils d'aliatge d'alumini s'utilitzen àmpliament en la vida i la producció és que tothom reconeix els seus avantatges, com ara la baixa densitat, la resistència a la corrosió, la conductivitat elèctrica excel·lent, les propietats no ferromagnètiques, la conformabilitat i la reciclabilitat.
La indústria de perfils d'alumini de la Xina ha crescut des de zero, de petita a gran, fins que s'ha convertit en un important país de producció de perfils d'alumini, amb una producció que ocupa el primer lloc del món. Tanmateix, a mesura que els requisits del mercat per als productes de perfils d'alumini continuen augmentant, la producció de perfils d'alumini s'ha desenvolupat en la direcció de la complexitat, l'alta precisió i la producció a gran escala, la qual cosa ha provocat una sèrie de problemes de producció.
Els perfils d'alumini es produeixen majoritàriament per extrusió. Durant la producció, a més de considerar el rendiment de l'extrusora, el disseny del motlle, la composició de la vareta d'alumini, el tractament tèrmic i altres factors de procés, també s'ha de tenir en compte el disseny de la secció transversal del perfil. El millor disseny de la secció transversal del perfil no només pot reduir la dificultat del procés des de la font, sinó que també pot millorar la qualitat i l'efecte d'ús del producte, reduir els costos i escurçar el termini de lliurament.
Aquest article resumeix diverses tècniques d'ús habitual en el disseny de seccions transversals de perfils d'alumini a través de casos reals en producció.
1. Principis de disseny de seccions de perfil d'alumini
L'extrusió de perfils d'alumini és un mètode de processament en què una vareta d'alumini escalfada es carrega en un barril d'extrusió i s'aplica pressió a través d'una extrusora per extruir-la des d'un forat de matriu d'una forma i mida determinada, provocant una deformació plàstica per obtenir el producte requerit. Atès que la vareta d'alumini es veu afectada per diversos factors com la temperatura, la velocitat d'extrusió, la quantitat de deformació i el motlle durant el procés de deformació, la uniformitat del flux metàl·lic és difícil de controlar, cosa que comporta certes dificultats per al disseny del motlle. Per tal de garantir la resistència del motlle i evitar esquerdes, col·lapses, esquerdes, etc., en el disseny de la secció del perfil s'ha d'evitar el següent: grans voladís, obertures petites, forats petits, parets poroses, asimètriques, de parets primes i desiguals. gruix, etc. A l'hora de dissenyar, primer hem de satisfer el seu rendiment en termes d'ús, decoració, etc. La secció resultant és aprofitable, però no és la millor solució. Perquè quan els dissenyadors no coneixen el procés d'extrusió i no entenen l'equip de procés rellevant, i els requisits del procés de producció són massa alts i estrictes, la taxa de qualificació es reduirà, el cost augmentarà i no es produirà el perfil ideal. Per tant, el principi del disseny de la secció de perfil d'alumini és utilitzar el procés més senzill possible alhora que satisfà el seu disseny funcional.
2. Alguns consells sobre el disseny de la interfície de perfil d'alumini
2.1 Compensació d'errors
El tancament és un dels defectes habituals en la producció de perfils. Els motius principals són els següents:
(1) Els perfils amb obertures de secció transversal profundes sovint es tanquen quan s'extrudeixen.
(2) L'estirament i redreçament dels perfils intensificarà el tancament.
(3) Els perfils injectats amb cola amb determinades estructures també tindran tancament a causa de la contracció del col·loide després d'injectar la cola.
Si el tancament esmentat anteriorment no és greu, es pot evitar controlant el cabal mitjançant el disseny del motlle; però si es superposen diversos factors i el disseny del motlle i els processos relacionats no poden resoldre el tancament, es pot donar una compensació prèvia en el disseny de la secció transversal, és a dir, la preobertura.
L'import de la compensació prèvia a l'obertura s'ha de seleccionar en funció de la seva estructura específica i de l'experiència prèvia de tancament. En aquest moment, el disseny del dibuix d'obertura del motlle (preobertura) i el dibuix acabat són diferents (Figura 1).
2.2 Dividir seccions grans en múltiples seccions petites
Amb el desenvolupament de perfils d'alumini a gran escala, els dissenys de seccions transversals de molts perfils són cada cop més grans, la qual cosa significa que es necessiten una sèrie d'equips com ara grans extrusores, grans motlles, grans varetes d'alumini, etc. , i els costos de producció augmenten molt. Per a algunes seccions de mida gran que es poden aconseguir mitjançant l'empalmament, s'han de dividir en diverses seccions petites durant el disseny. Això no només pot reduir els costos, sinó que també pot facilitar la garantia de la planitud, la curvatura i la precisió (figura 2).
2.3 Instal·leu costelles de reforç per millorar-ne la planitud
Sovint es troben requisits de planitud quan es dissenyen seccions de perfil. Els perfils de petit abast són fàcils de garantir la planitud a causa de la seva gran resistència estructural. Els perfils de llarga durada s'enfonsaran a causa de la seva pròpia gravetat just després de l'extrusió, i la peça amb la major tensió de flexió al mig serà la més còncava. A més, com que el panell de paret és llarg, és fàcil generar ones, la qual cosa empitjorarà la intermitència de l'avió. Per tant, s'han d'evitar estructures de plaques planes de gran mida en el disseny de seccions transversals. Si cal, es poden instal·lar costelles de reforç al mig per millorar-ne la planitud. (Figura 3)
2.4 Tramitació secundària
En el procés de producció de perfils, algunes seccions són difícils de completar mitjançant el processament d'extrusió. Fins i tot si es pot fer, els costos de processament i producció seran massa elevats. En aquest moment, es poden considerar altres mètodes de processament.
Cas 1: els forats amb un diàmetre inferior a 4 mm a la secció del perfil faran que el motlle no tingui prou resistència, es faci malbé fàcilment i sigui difícil de processar. Es recomana treure els petits forats i utilitzar la perforació.
Cas 2: la producció de ranures normals en forma d'U no és difícil, però si la profunditat de la ranura i l'amplada de la ranura superen els 100 mm, o la relació entre l'amplada de la ranura i la profunditat de la ranura no és raonable, problemes com ara la força insuficient del motlle i la dificultat per garantir l'obertura també es trobaran durant la producció. Quan es dissenya la secció del perfil, es pot considerar que l'obertura està tancada, de manera que el motlle sòlid original amb una resistència insuficient es pot convertir en un motlle dividit estable, i no hi haurà cap problema de deformació d'obertura durant l'extrusió, facilitant la forma. mantenir. A més, es poden fer alguns detalls a la connexió entre els dos extrems de l'obertura durant el disseny. Per exemple: establir marques en forma de V, petites ranures, etc., de manera que es puguin treure fàcilment durant el mecanitzat final (Figura 4).
2.5 Complex per fora però senzill per dins
Els motlles d'extrusió de perfils d'alumini es poden dividir en motlles sòlids i motlles de derivació segons si la secció transversal té una cavitat. El processament de motlles sòlids és relativament senzill, mentre que el processament de motlles de derivació implica processos relativament complexos com cavitats i capçals de nucli. Per tant, s'ha de tenir plenament en compte el disseny de la secció del perfil, és a dir, el contorn exterior de la secció es pot dissenyar de manera que sigui més complex, i s'han de col·locar ranures, forats de cargol, etc. a la perifèria tant com sigui possible. , mentre que l'interior ha de ser el més senzill possible i els requisits de precisió no poden ser massa alts. D'aquesta manera, tant el processament com el manteniment del motlle serà molt més senzill, i també es millorarà el rendiment.
2.6 Marge reservat
Després de l'extrusió, els perfils d'alumini tenen diferents mètodes de tractament superficial segons les necessitats del client. Entre ells, els mètodes d'anodització i electroforesi tenen poc impacte en la mida a causa de la capa de pel·lícula fina. Si s'utilitza el mètode de tractament superficial de recobriment en pols, la pols s'acumularà fàcilment a les cantonades i les ranures i el gruix d'una sola capa pot arribar als 100 μm. Si es tracta d'una posició de muntatge, com ara un control lliscant, significarà que hi ha 4 capes de recobriment en aerosol. Un gruix de fins a 400 μm farà impossible el muntatge i afectarà l'ús.
A més, a mesura que augmenta el nombre d'extrusions i el motlle es desgasta, la mida de les ranures del perfil es farà cada cop més petita, mentre que la mida del control lliscant es farà més i més gran, dificultant el muntatge. Per les raons anteriors, s'han de reservar els marges adequats segons les condicions específiques durant el disseny per garantir el muntatge.
2.7 Marcatge de tolerància
Per al disseny de seccions transversals, primer es produeix el dibuix de conjunt i després es produeix el dibuix del producte de perfil. El dibuix de muntatge correcte no vol dir que el dibuix del producte de perfil sigui perfecte. Alguns dissenyadors ignoren la importància del marcatge de dimensions i tolerància. Les posicions marcades són generalment les dimensions que cal garantir, com ara: posició de muntatge, obertura, profunditat de solc, amplada de solc, etc., i són fàcils de mesurar i inspeccionar. Per a les toleràncies dimensionals generals, es pot seleccionar el nivell de precisió corresponent segons l'estàndard nacional. Algunes dimensions importants del conjunt s'han de marcar amb valors de tolerància específics al dibuix. Si la tolerància és massa gran, el muntatge serà més difícil, i si la tolerància és massa petita, el cost de producció augmentarà. Un rang de tolerància raonable requereix l'acumulació d'experiència diària del dissenyador.
2.8 Ajustaments detallats
Els detalls determinen l'èxit o el fracàs, i el mateix passa amb el disseny de la secció transversal del perfil. Els petits canvis no només poden protegir el motlle i controlar el cabal, sinó que també poden millorar la qualitat de la superfície i augmentar la taxa de rendiment. Una de les tècniques més utilitzades és arrodonir cantonades. Els perfils extrusats no poden tenir cantonades absolutament afilades perquè els filferros de coure prims utilitzats en el tall de filferro també tenen diàmetres. Tanmateix, la velocitat del flux a les cantonades és lenta, la fricció és gran i l'estrès es concentra, sovint hi ha situacions en què les marques d'extrusió són evidents, la mida és difícil de controlar i els motlles són propensos a trencar-se. Per tant, s'ha d'augmentar el radi d'arrodoniment tant com sigui possible sense afectar-ne l'ús.
Fins i tot si es produeix amb una petita màquina d'extrusió, el gruix de la paret del perfil no hauria de ser inferior a 0,8 mm i el gruix de la paret de cada part de la secció no hauria de diferir més de 4 vegades. Durant el disseny, es poden utilitzar línies diagonals o transicions d'arc als canvis sobtats del gruix de la paret per garantir una forma de descàrrega regular i una fàcil reparació del motlle. A més, els perfils de parets primes tenen una millor elasticitat, i el gruix de la paret d'alguns esculls, llistons, etc. pot ser d'uns 1 mm. Hi ha moltes aplicacions per ajustar detalls en el disseny, com ara ajustar angles, canviar direccions, escurçar voladís, augmentar els buits, millorar la simetria, ajustar les toleràncies, etc. En resum, el disseny de la secció transversal del perfil requereix un resum i una innovació contínues, i té en compte plenament la relació amb els processos de disseny, fabricació i producció de motlles.
3. Conclusió
Com a dissenyador, per tal d'obtenir els millors beneficis econòmics de la producció de perfils, durant el disseny s'han de tenir en compte tots els factors de tot el cicle de vida del producte, incloses les necessitats de l'usuari, el disseny, la fabricació, la qualitat, el cost, etc. èxit del desenvolupament del producte per primera vegada. Aquests requereixen un seguiment diari de la producció del producte i la recollida i acumulació d'informació de primera mà per tal de predir els resultats del disseny i corregir-los amb antelació.
Hora de publicació: 10-set-2024
