Com que els aliatges d’alumini són lleugers, bonics, tenen una bona resistència a la corrosió i tenen una excel·lent conductivitat tèrmica i un rendiment de processament, s’utilitzen àmpliament com a components de dissipació de calor a la indústria informàtica, a les indústries d’electrònica i automoció, especialment en la indústria LED actualment emergent. Aquests components de dissipació de calor d’alumini d’alumini tenen bones funcions de dissipació de calor. En la producció, la clau per a la producció d'extrusió eficient d'aquests perfils de radiadors és el motlle. Com que aquests perfils generalment tenen les característiques de dents de dissipació de calor grans i denses i tubs de suspensió llargues, l'estructura tradicional de matrius plana, l'estructura de la matriu dividida i l'estructura del perfil semi-seguiment no poden complir bé els requisits de la resistència al motlle i el modelat d'extrusió.
Actualment, les empreses confien més en la qualitat de l’acer al motlle. Per millorar la força del motlle, no dubten a utilitzar acer importat car. El cost del motlle és molt elevat i la vida mitjana real del motlle és inferior a 3T, donant lloc a que el preu de mercat del radiador sigui relativament elevat, restringint greument la promoció i la popularització de les làmpades LED. Per tant, l'extrusió mor per perfils de radiadors en forma de gira-sol han atret una gran atenció del personal d'enginyeria i tècnic de la indústria.
Aquest article introdueix les diverses tecnologies de l'extrusió de perfil del radiador de gira -sol obtingudes a través d'anys de recerca acurada i producció de proves repetides mitjançant exemples de la producció real, per a la referència dels companys.
1. Anàlisi de les característiques estructurals de les seccions de perfil d'alumini
La figura 1 mostra la secció transversal d’un perfil d’alumini del radiador de gira-sol típic. La superfície transversal del perfil és de 7773,5 mm², amb un total de 40 dents de dissipació de calor. La mida màxima d'obertura penjada formada entre les dents és de 4,46 mm. Després del càlcul, la relació de la llengua entre les dents és de 15,7. Al mateix temps, hi ha una gran zona sòlida al centre del perfil, amb una superfície de 3846,5mm².
A jutjar de les característiques de la forma del perfil, l’espai entre les dents es pot considerar com a perfils semi-pals i el perfil del radiador es compon de diversos perfils semi-pals. Per tant, a l’hora de dissenyar l’estructura del motlle, la clau és considerar com assegurar la força del motlle. Tot i que per a perfils semi-pals, la indústria ha desenvolupat diverses estructures de motlles madures, com ara el "motlle de divisor cobert", "motlle de divisor de tall", "motlle de divisor de pont de suspensió", etc. Tot i això, aquestes estructures no són aplicables als productes compost per múltiples perfils semi-pals. El disseny tradicional només considera materials, però en el modelat d’extrusió, l’impacte més gran sobre la força és la força d’extrusió durant el procés d’extrusió i el procés de formació de metalls és el principal factor que genera força d’extrusió.
A causa de la gran àrea sòlida central del perfil del radiador solar, és molt fàcil fer que el cabal global d'aquesta zona sigui massa ràpid durant el procés d'extrusió, i es generarà la tensió addicional a la tracció al cap de la suspensió intertooth tub, donant lloc a la fractura del tub de suspensió entre intertooth. Per tant, en el disseny de l’estructura del motlle, ens hauríem de centrar en l’ajust del cabal de metall i el cabal per aconseguir l’objectiu de reduir la pressió d’extrusió i millorar l’estat d’estrès de la canonada en suspensió entre les dents, per millorar la força de el motlle.
2. Selecció de l'estructura del motlle i la capacitat de premsa d'extrusió
2.1 Forma Estructura del motlle
Per al perfil del radiador de gira -sol que es mostra a la figura 1, tot i que no té una part buida, ha d’adoptar l’estructura del motlle dividit tal com es mostra a la figura 2. Diferent de l’estructura tradicional del motlle de shunt, la cambra de l’estació de soldadura metàl·lica es col·loca a la part superior Motlle i una estructura d’inserció s’utilitza al motlle inferior. El propòsit és reduir els costos de motlle i reduir el cicle de fabricació de motlles. Tant el motlle superior com els conjunts de motlles inferiors són universals i es poden reutilitzar. Més important encara, els blocs de forats es poden processar de manera independent, cosa que pot assegurar millor la precisió del cinturó de treball del forat. El forat interior del motlle inferior està dissenyat com a pas. La part superior i el bloc de forats del motlle adopten un ajust de liquidació i el valor de la bretxa a banda i banda és de 0,06 ~ 0,1 m; La part inferior adopta l’ajust d’interferències i la quantitat d’interferència a banda i banda és de 0,02 ~ 0,04 m, cosa que ajuda a garantir la coaxialitat i facilita el muntatge, fent que la incrustació s’ajusti més compacta i, alhora, pot evitar la deformació del motlle causada per la instal·lació tèrmica Encaix en interferències.
2.2 Selecció de la capacitat d’extrusora
La selecció de la capacitat d’extrusora és, d’una banda, per determinar el diàmetre interior adequat del barril d’extrusió i la pressió específica màxima de l’extrusora a la secció de barril d’extrusió per satisfer la pressió durant la formació de metalls. D'altra banda, és determinar la relació d'extrusió adequada i seleccionar les especificacions de mida del motlle adequades en funció del cost. Per al perfil d’alumini del radiador de gira -sol, la relació d’extrusió no pot ser massa gran. El motiu principal és que la força d’extrusió és proporcional a la relació d’extrusió. Com més gran sigui la relació d’extrusió, més gran és la força d’extrusió. Això és extremadament perjudicial per al motlle de perfil d'alumini del radiador de gira -sol.
L’experiència demostra que la proporció d’extrusió dels perfils d’alumini per als radiadors de gira -sol és inferior a 25. Per al perfil que es mostra a la figura 1, es va seleccionar una extrusora de 20,0 MN amb un diàmetre interior de barril d’extrusió de 208 mm. Després del càlcul, la pressió específica màxima de l'extrusora és de 589MPA, que és un valor més adequat. Si la pressió específica és massa alta, la pressió sobre el motlle serà gran, que perjudica la vida del motlle; Si la pressió específica és massa baixa, no pot complir els requisits de formació d’extrusió. L’experiència demostra que una pressió específica en un rang de 550 ~ 750 MPa pot complir millor els requisits de procés. Després del càlcul, el coeficient d'extrusió és de 4,37. L’especificació de la mida del motlle està seleccionada com a 350 mmx200 mm (diàmetre exterior x graus).
3. Determinació dels paràmetres estructurals de motlles
3.1 Paràmetres estructurals del motlle superior
(1) Número i arranjament dels forats de desviador. Per al perfil de perfil del radiador de gira -sol, més el nombre de forats de shunt, millor. Per a perfils amb formes circulars similars, es seleccionen generalment de 3 a 4 forats tradicionals. El resultat és que l'amplada del pont de shunt és més gran. Generalment, quan és superior a 20 mm, el nombre de soldadures és menor. Tanmateix, quan seleccioneu el cinturó de treball del forat de la matriu, el cinturó de treball del forat de la mort a la part inferior del pont de shunt ha de ser més curt. Sota la condició que no hi hagi cap mètode de càlcul precís per a la selecció del cinturó de treball, naturalment farà que el forat de matriu sota el pont i altres parts no aconsegueixin exactament el mateix cabal durant l'extrusió a causa de la diferència en el cinturó de treball, Aquesta diferència en el cabal produirà una tensió de tracció addicional al voladís i provocarà la desviació de les dents de dissipació de calor. Per tant, per a l'extrusió del radiador de gira -sol es mor amb un nombre dens de dents, és molt crític assegurar -se que el cabal de cada dent sigui consistent. A mesura que augmenta el nombre de forats de shunt, el nombre de ponts de shunt augmentarà en conseqüència i el cabal i la distribució del flux del metall es farà més uniforme. Això es deu al fet que a mesura que augmenta el nombre de ponts de shunt, l'amplada dels ponts de shunt es pot reduir en conseqüència.
Les dades pràctiques mostren que el nombre de forats de shunt és generalment de 6 o 8, o fins i tot més. Per descomptat, per a alguns grans perfils de dissipació de calor de gira -sol, el motlle superior també pot organitzar els forats de shunt segons el principi de l'amplada del pont de shunt ≤ 14mm. La diferència és que s’ha d’afegir una placa de divisor davantera per distribuir i ajustar el flux de metall. El nombre i la disposició dels forats del desviador a la placa del desviador frontal es poden dur a terme de manera tradicional.
A més, a l’hora d’organitzar els forats de shunt, s’ha de tenir en compte l’ús del motlle superior per blindar adequadament el cap del voladís de la dent de dissipació de calor per evitar que el metall colpeixi directament el cap del tub de voladís i, per tant, millori l’estat d’estrès del tub de voladís. La part bloquejada del cap de voladís entre les dents pot ser d’1/5 ~ 1/4 de la longitud del tub de voladís. La disposició dels forats de shunt es mostra a la figura 3
(2) La relació àrea del forat de shunt. Com que el gruix de la paret de l’arrel de la dent calenta és petita i l’alçada està lluny del centre i l’àrea física és molt diferent del centre, és la part més difícil de formar metall. Per tant, un punt clau en el disseny del motlle del perfil del radiador de gira -sol és fer que el cabal de la part sòlida central sigui el més lent possible per assegurar que el metall omple primer l’arrel de la dent. Per aconseguir aquest efecte, d’una banda, és la selecció del cinturó de treball i, el que és més important, la determinació de l’àrea del forat del desviador, principalment l’àrea de la part central corresponent al forat del desviador. Les proves i els valors empírics mostren que el millor efecte s’aconsegueix quan l’àrea del forat del desviador central S1 i l’àrea del forat de desviador únic extern S2 satisfan la relació següent: S1 = (0,52 ~ 0,72) S2
A més, el canal de flux metàl·lic efectiu del forat del divisor central ha de ser de 20 ~ 25mm més llarg que el canal de flux de metall efectiu del forat de divisor exterior. Aquesta longitud també té en compte el marge i la possibilitat de reparació de motlles.
(3) Profunditat de la cambra de soldadura. L’extrusió del perfil del radiador de gira -sol és diferent de la tradicional matriu de shunt. Tota la seva cambra de soldadura ha de situar -se a la matriu superior. Això és per assegurar la precisió del processament del bloc de forats de la matriu inferior, especialment la precisió del cinturó de treball. En comparació amb el motlle tradicional de shunt, cal augmentar la profunditat de la cambra de soldadura del motlle de shunt del perfil del radiador de gira -sol. Com més gran sigui la capacitat d’extrusió, més gran és l’augment de la profunditat de la cambra de soldadura, que és de 15 ~ 25mm. Per exemple, si s’utilitza una màquina d’extrusió de 20 mn, la profunditat de la cambra de soldadura de la matriu tradicional de shunt és de 20 ~ 22mm, mentre que la profunditat de la cambra de soldadura de la matriu de shunt del perfil del radiador de gira -sol hauria de ser de 35 ~ 40 mm . L’avantatge d’això és que el metall està totalment soldat i l’estrès de la canonada en suspensió es redueix molt. L’estructura de la cambra de soldadura del motlle superior es mostra a la figura 4.
3.2 Disseny de la inserció del forat de matriu
El disseny del bloc de forats de matriu inclou principalment la mida del forat de la matriu, el cinturó de treball, el diàmetre exterior i el gruix del bloc de miralls, etc.
(1) Determinació de la mida del forat. La mida del forat de la matriu es pot determinar de manera tradicional, considerant principalment l'escalació del processament tèrmic d'aliatge.
(2) Selecció del cinturó de treball. El principi de selecció de cinturons de treball és assegurar primer que el subministrament de tot el metall a la part inferior de l’arrel de la dent és suficient, de manera que el cabal a la part inferior de l’arrel de la dent és més ràpid que altres parts. Per tant, el cinturó de treball a la part inferior de l’arrel de la dent hauria de ser el més curt, amb un valor de 0,3 ~ 0,6 mm, i el cinturó de treball a les parts adjacents hauria d’incrementar -se en 0,3 mm. El principi és augmentar un 0,4 ~ 0,5 cada 10 ~ 15mm cap al centre; En segon lloc, el cinturó de treball a la part sòlida més gran del centre no hauria de superar els 7 mm. En cas contrari, si la diferència de longitud del cinturó de treball és massa gran, es produiran grans errors en el processament dels elèctrodes de coure i el processament EDM del cinturó de treball. Aquest error pot fer que la deformació de les dents es trenqui durant el procés d’extrusió. El cinturó de treball es mostra a la figura 5.
(3) El diàmetre i el gruix exterior de la inserció. Per als motlles tradicionals de shunt, el gruix de la inserció del forat de la matriu és el gruix del motlle inferior. Tanmateix, per al motlle del radiador de gira -sol, si el gruix efectiu del forat de matriu és massa gran, el perfil xocarà fàcilment amb el motlle durant l’extrusió i la descàrrega, donant lloc a dents desiguals, rascades o fins i tot bloqueig de dents. Això farà que les dents es trenquin.
A més, si el gruix del forat de la matriu és massa llarg, d’una banda, el temps de processament és llarg durant el procés EDM i, d’altra banda, és fàcil provocar desviació de corrosió elèctrica i també és fàcil causar la desviació dental durant l’extrusió. Per descomptat, si el gruix del forat és massa petit, no es pot garantir la força de les dents. Per tant, tenint en compte aquests dos factors, l'experiència demostra que el grau d'inserció del forat de matriu del motlle inferior és generalment de 40 a 50; i el diàmetre exterior de la inserció del forat de la matriu ha d’estar de 25 a 30 mm des de la vora més gran del forat de matriu fins al cercle exterior de la inserció.
Per al perfil que es mostra a la figura 1, el diàmetre i el gruix exterior del bloc de forats són de 225 mm i 50 mm respectivament. La inserció del forat de matriu es mostra a la figura 6. D A la figura és la mida real i la mida nominal és de 225 mm. La desviació límit de les seves dimensions exteriors es coincideix segons el forat interior del motlle inferior per assegurar -se que la bretxa unilateral es troba dins del rang de 0,01 ~ 0,02 mm. El bloc del forat de matriu es mostra a la figura 6. La mida nominal del forat interior del bloc de forat de matriu col·locat al motlle inferior és de 225 mm. A partir de la mida mesurada real, el bloc de forats es correspon segons el principi de 0,01 ~ 0,02 mm per costat. El diàmetre exterior del bloc del forat de matriu es pot obtenir com a D, però per a la comoditat de la instal·lació, el diàmetre exterior del bloc de miralls del forat es pot reduir adequadament dins del rang de 0,1 m a l'extrem d'alimentació, tal com es mostra a la figura .
4. Tecnologies clau de la fabricació de motlles
El mecanitzat del motlle del perfil del radiador de gira -sol no és gaire diferent del dels motlles de perfil d'alumini ordinaris. La diferència òbvia es reflecteix principalment en el processament elèctric.
(1) En termes de tall de filferro, cal evitar la deformació de l'elèctrode de coure. Com que l’elèctrode de coure utilitzat per a l’EDM és pesat, les dents són massa petites, l’elèctrode en si és suau, té una rigidesa deficient i l’alta temperatura local generada pel tall de filferro fa que l’elèctrode es deformi fàcilment durant el procés de tall de fil. Quan s’utilitzen elèctrodes de coure deformats per processar cinturons de treball i ganivets buits, es produiran dents inclinades, cosa que pot fer que el motlle es faci desballestament durant el processament. Per tant, és necessari evitar la deformació dels elèctrodes de coure durant el procés de fabricació en línia. Les principals mesures preventives són: abans del tall de filferro, anivella el bloc de coure amb un llit; Utilitzeu un indicador de marcatge per ajustar la verticalitat al principi; Quan es talli el filferro, comenceu primer de la part de la dent i, finalment, talleu la part amb la paret gruixuda; De tant en tant, utilitzeu el fil de plata de ferralla per omplir les parts tallades; Després de fer el filferro, utilitzeu una màquina de filferro per tallar una secció curta d’uns 4 mm al llarg de la longitud de l’elèctrode de coure tallat.
(2) El mecanitzat de descàrrega elèctrica és òbviament diferent dels motlles ordinaris. L’EDM és molt important en el processament de motlles de perfil del radiador de gira -sol. Fins i tot si el disseny és perfecte, un lleuger defecte en EDM farà que es desbanqui tot el motlle. El mecanitzat de descàrrega elèctrica no depèn tan dels equips com el tall de filferro. Depèn en gran mesura de les habilitats operatives i de la competència de l'operador. El mecanitzat de descàrrega elèctrica presta principalment atenció als cinc punts següents:
Corrent de mecanitzat de descàrrega elèctrica. 7 ~ 10 Es pot utilitzar un corrent per al mecanitzat inicial EDM per reduir el temps de processament; 5 ~ 7 Es pot utilitzar un corrent per acabar el mecanitzat. L’objectiu d’utilitzar corrent petit és obtenir una bona superfície;
② Garantir la planitud de la cara final del motlle i la verticalitat de l’elèctrode de coure. La mala planificació de la cara final del motlle o la verticalitat insuficient de l’elèctrode de coure fa que sigui difícil assegurar -se que la longitud del cinturó de treball després del processament d’EDM sigui coherent amb la longitud del cinturó de treball dissenyada. És fàcil que el procés EDM falli o fins i tot penetri al cinturó de treball dentat. Per tant, abans del processament, s’ha d’utilitzar un rectificador per aplanar els dos extrems del motlle per complir els requisits de precisió i s’ha d’utilitzar un indicador de dial per corregir la verticalitat de l’elèctrode de coure;
③ Assegureu -vos que la bretxa entre els ganivets buits sigui uniforme. Durant el mecanitzat inicial, comproveu si l’eina buida es compensa cada 0,2 mm cada 3 a 4 mm de processament. Si el desplaçament és gran, serà difícil corregir -lo amb ajustaments posteriors;
④Empar el residu generat durant el procés EDM de manera puntual. La corrosió de descàrrega de les espurnes produirà una gran quantitat de residus, que s’ha de netejar a temps, en cas contrari, la longitud del cinturó de treball serà diferent a causa de les diferents altures del residu;
⑤ El motlle s’ha de desmagnetitzar abans d’EDM.
5. Comparació dels resultats d’extrusió
El perfil que es mostra a la figura 1 es va provar mitjançant el motlle de divisió tradicional i el nou esquema de disseny proposat en aquest article. La comparació dels resultats es mostra a la taula 1.
A partir dels resultats de la comparació es pot veure que l'estructura del motlle té una gran influència en la vida del motlle. El motlle dissenyat amb el nou esquema té avantatges evidents i millora molt la vida del motlle.
6. Conclusió
El motlle d’extrusió del perfil del radiador de gira -sol és un tipus de motlle molt difícil de dissenyar i fabricar, i el seu disseny i fabricació són relativament complexos. Per tant, per assegurar la taxa d’èxit d’extrusió i la vida útil del motlle, s’han d’assolir els punts següents:
(1) La forma estructural del motlle ha de ser seleccionada raonablement. L’estructura del motlle ha de ser propici per reduir la força d’extrusió per reduir l’estrès al voladís del motlle format per les dents de dissipació de calor, millorant així la força del motlle. La clau és determinar raonablement el nombre i l’ordenació dels forats de shunt i l’àrea dels forats de shunt i d’altres paràmetres: primer, l’amplada del pont de shunt format entre els forats de shunt no hauria de superar els 16 mm; En segon lloc, s’ha de determinar l’àrea del forat dividit de manera que la proporció de divisió assoleixi més del 30% de la proporció d’extrusió tant com sigui possible, alhora que s’assegura la força del motlle.
(2) Seleccioneu raonablement el cinturó de treball i adopteu mesures raonables durant el mecanitzat elèctric, inclosa la tecnologia de processament dels elèctrodes de coure i els paràmetres estàndard elèctrics del mecanitzat elèctric. El primer punt clau és que l’elèctrode de coure ha de ser terra superficial abans del tall de fil i s’ha d’utilitzar el mètode d’inserció durant el tall de fil per assegurar -lo. Els elèctrodes no estan solts ni deformats.
(3) Durant el procés de mecanitzat elèctric, l'elèctrode s'ha d'estar alineat amb precisió per evitar la desviació dental. Per descomptat, sobre la base d’un disseny i fabricació raonables, l’ús d’acer de motlles de treball calent d’alta qualitat i el procés de tractament tèrmic al buit de tres o més temperaments pot maximitzar el potencial del motlle i obtenir millors resultats. Des del disseny, la fabricació fins a la producció d’extrusió, només si cada enllaç és precís, podem assegurar -nos que el motlle del perfil del radiador de gira -sol s’extreu.
Hora de publicació: 01 d’agost de 2014
