Omdat aluminiumlegeringen lichtgewicht, moai binne, in goede korrosjebestriding hawwe, en poerbêste termyske geliedingsfermogen en ferwurkingsprestaasjes hawwe, wurde se in soad brûkt as waarmteôffierkomponinten yn 'e IT-yndustry, elektroanika- en auto-yndustry, benammen yn 'e opkommende LED-yndustry. Dizze waarmteôffierkomponinten fan aluminiumlegeringen hawwe goede waarmteôffierfunksjes. Yn 'e produksje is de kaai ta effisjinte ekstrusjeproduksje fan dizze radiatorprofilen de mal. Omdat dizze profilen oer it algemien de skaaimerken hawwe fan grutte en tichte waarmteôffiertosken en lange ophingbuizen, kinne de tradisjonele platte matrijsstruktuer, split-matrijsstruktuer en heal-holle profylmatrijsstruktuer net goed foldwaan oan 'e easken foar malsterkte en ekstrusjefoarmjen.
Op it stuit fertrouwe bedriuwen mear op 'e kwaliteit fan malstiel. Om de sterkte fan 'e mal te ferbetterjen, wifkje se net om djoer ymportearre stiel te brûken. De kosten fan 'e mal binne tige heech, en de werklike gemiddelde libbensdoer fan 'e mal is minder as 3t, wat resulteart yn in relatyf hege merkpriis fan 'e radiator, wat de promoasje en popularisaasje fan LED-lampen serieus beheint. Dêrom hawwe ekstruzjematrijzen foar sinneblomfoarmige radiatorprofilen in soad oandacht lutsen fan yngenieurs- en technysk personiel yn 'e yndustry.
Dit artikel yntrodusearret de ferskate technologyen fan 'e sinneblomradiatorprofyl-ekstrudearringsmatrijs dy't krigen is troch jierren fan nauwgezet ûndersyk en werhelle proefproduksje troch foarbylden yn werklike produksje, foar referinsje troch leeftydsgenoaten.
1. Analyse fan strukturele skaaimerken fan aluminiumprofylseksjes
Figuer 1 lit de dwersdoorsnede sjen fan in typysk aluminiumprofyl foar in sinneblomradiator. De dwersdoorsnede fan it profyl is 7773,5 mm², mei in totaal fan 40 waarmteôffiertosken. De maksimale hingjende iepeninggrutte dy't tusken de tosken foarme wurdt is 4,46 mm. Nei berekkening is de tongferhâlding tusken de tosken 15,7. Tagelyk is der in grut fêst gebiet yn it midden fan it profyl, mei in oerflak fan 3846,5 mm².
Te oardieljen nei de foarmkarakteristiken fan it profyl, kin de romte tusken de tosken beskôge wurde as healholle profilen, en it radiatorprofyl is gearstald út meardere healholle profilen. Dêrom is it wichtich by it ûntwerpen fan 'e malstruktuer om te beskôgjen hoe't de sterkte fan 'e mal garandearre wurde kin. Hoewol foar healholle profilen de yndustry in ferskaat oan folwoeksen malstrukturen ûntwikkele hat, lykas "bedekte splittermal", "snijde splittermal", "ophingbrêgesplittermal", ensfh. Dizze struktueren binne lykwols net fan tapassing op produkten dy't gearstald binne út meardere healholle profilen. Tradisjoneel ûntwerp hâldt allinich rekken mei materialen, mar by ekstruzjefoarmjen is de grutste ynfloed op sterkte de ekstruzjekrêft tidens it ekstruzjeproses, en it metaalfoarmproses is de wichtichste faktor dy't de ekstruzjekrêft genereart.
Troch it grutte sintrale fêste gebiet fan it profyl fan 'e sinne-radiator is it tige maklik om de totale streamsnelheid yn dit gebiet te fluch te meitsjen tidens it ekstruzjeproses, en de ekstra trekspanning sil wurde generearre op 'e kop fan' e tuskentosken-ophingbuis, wat resulteart yn 'e breuk fan' e tuskentosken-ophingbuis. Dêrom moatte wy ús by it ûntwerp fan 'e malstruktuer rjochtsje op' e oanpassing fan metaalstreamsnelheid en streamsnelheid om it doel te berikken fan it ferminderjen fan ekstruzjedruk en it ferbetterjen fan 'e spanningsstatus fan' e ophongen piip tusken tosken, om sa de sterkte fan 'e mal te ferbetterjen.
2. Seleksje fan malstruktuer en ekstrusjeparskapasiteit
2.1 Formulier fan skimmelstruktuer
Foar it sinneblomradiatorprofyl werjûn yn figuer 1, hoewol it gjin hol diel hat, moat it de splitfoarmstruktuer oannimme lykas werjûn yn figuer 2. Oars as de tradisjonele shuntfoarmstruktuer, wurdt de metalen soldeerstasjonkeamer yn 'e boppeste foarm pleatst, en wurdt in ynfoegstruktuer brûkt yn 'e legere foarm. It doel is om de foarmkosten te ferminderjen en de foarmproduksjesyklus te ferkoartjen. Sawol de boppeste as de legere foarmsets binne universeel en kinne opnij brûkt wurde. Wichtiger is dat de matrijsgatblokken ûnôfhinklik ferwurke wurde kinne, wat de krektens fan 'e matrijsgatwurkriem better kin garandearje. It binnenste gat fan 'e legere foarm is ûntworpen as in stap. It boppeste diel en it matrijsgatblok nimme in klaringpassing oan, en de gatwearde oan beide kanten is 0,06 ~ 0,1 m; it legere diel nimt ynterferinsjepassing oan, en de ynterferinsjebedrach oan beide kanten is 0,02 ~ 0,04 m, wat helpt om koaksialiteit te garandearjen en de gearstalling te fasilitearjen, wêrtroch't de ynfoegpassing kompakter wurdt, en tagelyk kin it deformaasje fan 'e foarm foarkomme dy't feroarsake wurdt troch termyske ynstallaasje-ynterferinsjepassing.
2.2 Seleksje fan ekstruderkapasiteit
De seleksje fan 'e ekstruderkapasiteit is, oan 'e iene kant, om de passende binnendiameter fan 'e ekstrudearringsloop en de maksimale spesifike druk fan 'e ekstruder op 'e ekstrudearringsloopseksje te bepalen om oan 'e druk te foldwaan tidens it metaalfoarmjen. Oan 'e oare kant is it om de passende ekstrudearringsferhâlding te bepalen en de passende spesifikaasjes foar de malgrutte te selektearjen op basis fan kosten. Foar it aluminiumprofyl fan 'e sinneblomradiator kin de ekstrudearringsferhâlding net te grut wêze. De wichtichste reden is dat de ekstrudearringskrêft evenredich is mei de ekstrudearringsferhâlding. Hoe grutter de ekstrudearringsferhâlding, hoe grutter de ekstrudearringskrêft. Dit is ekstreem skealik foar de aluminiumprofyl fan 'e sinneblomradiator.
De ûnderfining lit sjen dat de ekstruzjeferhâlding fan aluminiumprofilen foar sinneblomradiators minder is as 25. Foar it profyl werjûn yn figuer 1 is in 20.0 MN-ekstruder mei in binnendiameter fan 'e ekstruzjeloop fan 208 mm selektearre. Nei berekkening is de maksimale spesifike druk fan 'e ekstruder 589 MPa, wat in bettere wearde is. As de spesifike druk te heech is, sil de druk op 'e mal grut wêze, wat skealik is foar de libbensdoer fan 'e mal; as de spesifike druk te leech is, kin it net foldwaan oan 'e easken fan ekstruzjefoarmjen. De ûnderfining lit sjen dat in spesifike druk yn it berik fan 550~750 MPa better kin foldwaan oan ferskate proseseasken. Nei berekkening is de ekstruzjekoëffisjint 4.37. De spesifikaasje foar de malgrutte is selektearre as 350 mmx200 mm (bûtenste diameter x graden).
3. Bepaling fan strukturele parameters fan 'e skimmel
3.1 Strukturele parameters fan 'e boppeste mal
(1) Oantal en rangskikking fan ôfliedingsgatten. Foar de shuntfoarm fan it profyl fan 'e sinneblomradiator, hoe mear shuntgatten, hoe better. Foar profilen mei ferlykbere sirkelfoarmen wurde oer it algemien 3 oant 4 tradisjonele shuntgatten keazen. It resultaat is dat de breedte fan 'e shuntbrêge grutter is. Yn 't algemien, as it grutter is as 20 mm, is it oantal lassen minder. By it selektearjen fan 'e wurkriem fan it matrijsgat, moat de wurkriem fan it matrijsgat oan 'e ûnderkant fan' e shuntbrêge lykwols koarter wêze. Under de betingst dat d'r gjin krekte berekkeningsmetoade is foar de seleksje fan 'e wurkriem, sil it fansels feroarsaakje dat it matrijsgat ûnder de brêge en oare ûnderdielen net presys deselde streamsnelheid berikke tidens ekstrudering fanwegen it ferskil yn 'e wurkriem. Dit ferskil yn streamsnelheid sil ekstra trekspanning op 'e cantilever produsearje en ôfbûging fan' e waarmteôffiertosken feroarsaakje. Dêrom is it foar de ekstruderingsmatrijs fan 'e sinneblomradiator mei in ticht oantal tosken tige kritysk om te soargjen dat de streamsnelheid fan elke tosk konsekwint is. As it oantal shuntgatten tanimt, sil it oantal shuntbrêgen ek tanimme, en de streamsnelheid en streamferdieling fan it metaal sille evener wurde. Dit komt om't as it oantal shuntbrêgen tanimt, de breedte fan 'e shuntbrêgen ek fermindere wurde kin.
Praktyske gegevens litte sjen dat it oantal shuntgatten oer it algemien 6 of 8 is, of sels mear. Fansels kinne foar guon grutte sinneblomwaarmteôffierprofilen de boppeste mal de shuntgatten ek regelje neffens it prinsipe fan 'e shuntbrêgebreedte ≤ 14 mm. It ferskil is dat in foarste splitterplaat tafoege wurde moat om de metaalstream foar te fersprieden en oan te passen. It oantal en de rangskikking fan 'e ôfliedergatten yn' e foarste ôfliederplaat kinne op in tradisjonele manier útfierd wurde.
Derneist moat by it oanbringen fan 'e shuntgatten omtinken jûn wurde oan it brûken fan 'e boppeste mal om de kop fan 'e cantilever fan 'e waarmteôffiertosk passend te beskermjen om te foarkommen dat it metaal direkt de kop fan 'e cantileverbuis rekket en sa de spanningsstatus fan 'e cantileverbuis te ferbetterjen. It blokkearre diel fan 'e cantileverkop tusken de tosken kin 1/5 ~ 1/4 fan 'e lingte fan 'e cantileverbuis wêze. De yndieling fan 'e shuntgatten wurdt werjûn yn figuer 3.
(2) De oerflakrelaasje fan it shuntgat. Omdat de muorredikte fan 'e woartel fan 'e hjitte tosk lyts is en de hichte fier fan it sintrum is, en it fysike gebiet tige oars is as it sintrum, is it it lestichste diel om metaal te foarmjen. Dêrom is in wichtich punt yn it ûntwerp fan 'e sinneblomradiatorprofylmal om de streamsnelheid fan it sintrale fêste diel sa stadich mooglik te meitsjen om te soargjen dat it metaal earst de woartel fan 'e tosk follet. Om sa'n effekt te berikken, is it oan 'e iene kant de seleksje fan 'e wurkriem, en wichtiger, de bepaling fan it gebiet fan it ôfliedingsgat, benammen it gebiet fan it sintrale diel dat oerienkomt mei it ôfliedingsgat. Tests en empiryske wearden litte sjen dat it bêste effekt berikt wurdt as it gebiet fan it sintrale ôfliedingsgat S1 en it gebiet fan it eksterne ienige ôfliedingsgat S2 foldogge oan de folgjende relaasje: S1= (0.52 ~0.72) S2
Derneist moat it effektive metaalstreamkanaal fan it sintrale splittergat 20~25 mm langer wêze as it effektive metaalstreamkanaal fan it bûtenste splittergat. Dizze lingte hâldt ek rekken mei de marge en mooglikheid fan skimmelreparaasje.
(3) Djipte fan 'e laskeamer. De ekstruzjematrise fan it Sunflower-radiatorprofyl is oars as de tradisjonele shuntmatrise. De hiele laskeamer moat yn 'e boppeste matrise pleatst wurde. Dit is om de krektens fan 'e gatblokferwurking fan 'e ûnderste matrise te garandearjen, foaral de krektens fan 'e wurkriem. Yn ferliking mei de tradisjonele shuntmal moat de djipte fan 'e laskeamer fan 'e Sunflower-radiatorprofylshuntmal ferhege wurde. Hoe grutter de kapasiteit fan 'e ekstruzjemasine, hoe grutter de tanimming fan 'e djipte fan 'e laskeamer, dy't 15~25 mm is. Bygelyks, as in 20 MN-ekstruzjemasine brûkt wurdt, is de djipte fan 'e laskeamer fan 'e tradisjonele shuntmatrise 20~22 mm, wylst de djipte fan 'e laskeamer fan 'e shuntmatrise fan it Sunflower-radiatorprofyl 35~40 mm wêze moat. It foardiel hjirfan is dat it metaal folslein laske is en de spanning op 'e ophongen piip sterk fermindere wurdt. De struktuer fan 'e laskeamer fan 'e boppeste mal wurdt werjûn yn figuer 4.
3.2 Untwerp fan ynfoegsel foar matrijsgat
It ûntwerp fan it matrijsgatblok omfettet benammen de matrijsgatgrutte, wurkriem, bûtenste diameter en dikte fan it spegelblok, ensfh.
(1) Bepaling fan 'e grutte fan it gat yn 'e matrijs. De grutte fan it gat yn 'e matrijs kin op in tradisjonele manier bepaald wurde, benammen rekken hâldend mei de skalearring fan 'e termyske ferwurking fan legearingen.
(2) Seleksje fan wurkriem. It prinsipe fan 'e seleksje fan in wurkriem is om earst te soargjen dat de oanfier fan al it metaal oan 'e ûnderkant fan 'e toskwoartel genôch is, sadat de streamsnelheid oan 'e ûnderkant fan 'e toskwoartel rapper is as oare dielen. Dêrom moat de wurkriem oan 'e ûnderkant fan 'e toskwoartel it koartst wêze, mei in wearde fan 0,3 ~ 0,6 mm, en de wurkriem oan 'e oanbuorjende dielen moat mei 0,3 mm ferhege wurde. It prinsipe is om elke 10 ~ 15 mm nei it sintrum ta mei 0,4 ~ 0,5 te fergrutsjen; twadde, de wurkriem oan it grutste fêste diel fan it sintrum moat net mear as 7 mm wêze. Oars, as it lingteferskil fan 'e wurkriem te grut is, sille grutte flaters foarkomme by de ferwurking fan koperelektroden en EDM-ferwurking fan 'e wurkriem. Dizze flater kin maklik feroarsaakje dat de toskôfbuiging brekt tidens it ekstruzjeproses. De wurkriem wurdt werjûn yn figuer 5.
(3) De bûtenste diameter en dikte fan it ynfoegsel. Foar tradisjonele shuntfoarmen is de dikte fan it ynfoegsel fan it matrijsgat de dikte fan 'e ûnderste mal. Mar foar de sinneblomradiatormal, as de effektive dikte fan it matrijsgat te grut is, sil it profyl maklik mei de mal botsje tidens ekstrudering en ûntlading, wat resulteart yn ûngelikense tosken, krassen of sels tosken dy't fêstkomme. Dit sil derfoar soargje dat de tosken brekke.
Derneist, as de dikte fan it matrijsgat te lang is, is oan 'e iene kant de ferwurkingstiid lang tidens it EDM-proses, en oan 'e oare kant is it maklik om elektryske korrosjeôfwiking te feroarsaakjen, en it is ek maklik om toskôfwiking te feroarsaakjen tidens ekstrudering. Fansels, as de dikte fan it matrijsgat te lyts is, kin de sterkte fan 'e tosken net garandearre wurde. Dêrom, mei it each op dizze twa faktoaren, lit ûnderfining sjen dat de matrijsgat-ynfoegingsgraad fan 'e legere mal oer it algemien 40 oant 50 is; en de bûtenste diameter fan it matrijsgat-ynfoegsel moat 25 oant 30 mm wêze fan 'e grutste râne fan it matrijsgat oant de bûtenste sirkel fan it ynfoegsel.
Foar it profyl werjûn yn figuer 1 binne de bûtenste diameter en dikte fan it matrijsgatblok respektivelik 225 mm en 50 mm. De matrijsgatynfoegsel wurdt werjûn yn figuer 6. D yn 'e figuer is de werklike grutte en de nominale grutte is 225 mm. De limytôfwiking fan syn bûtenste ôfmjittings wurdt oerienkommen neffens it binnenste gat fan 'e legere mal om te soargjen dat de unilaterale gat binnen it berik fan 0,01 ~ 0,02 mm leit. It matrijsgatblok wurdt werjûn yn figuer 6. De nominale grutte fan it binnenste gat fan it matrijsgatblok pleatst op 'e legere mal is 225 mm. Op basis fan 'e werklike mjitten grutte wurdt it matrijsgatblok oerienkommen neffens it prinsipe fan 0,01 ~ 0,02 mm per kant. De bûtenste diameter fan it matrijsgatblok kin wurde krigen as D, mar foar it gemak fan ynstallaasje kin de bûtenste diameter fan it matrijsgatspegelblok passend wurde fermindere binnen it berik fan 0,1 m oan 'e feed-ein, lykas werjûn yn' e figuer.
4. Wichtige technologyen fan skimmelproduksje
De ferwurking fan 'e Sunflower-radiatorprofylfoarm is net folle oars as dy fan gewoane aluminiumprofylfoarmen. It dúdlike ferskil komt benammen ta utering yn 'e elektryske ferwurking.
(1) Wat triedsnijden oanbelanget, is it needsaaklik om de deformaasje fan 'e koperelektrode te foarkommen. Omdat de koperelektrode dy't brûkt wurdt foar EDM swier is, de tosken te lyts binne, de elektrode sels sêft is, minne styfheid hat, en de lokale hege temperatuer dy't ûntstiet troch triedsnijden feroarsaket dat de elektrode maklik deformearre wurdt tidens it triedsnijproses. By it brûken fan deformearre koperelektroden om wurkriemen en lege messen te ferwurkjen, sille skeane tosken ûntstean, wat maklik kin feroarsaakje dat de mal skrast wurdt tidens de ferwurking. Dêrom is it needsaaklik om de deformaasje fan 'e koperelektroden tidens it online produksjeproses te foarkommen. De wichtichste previntyfmaatregels binne: foar it triedsnijden, nivellerje it koperblok mei in bêd; brûk in draaiknop om de fertikale posysje oan it begjin oan te passen; by it triedsnijden, begjin earst fan it toskdiel, en snij úteinlik it diel mei dikke wand; brûk sa no en dan skroot sulveren tried om de snijde dielen te foljen; nei't de tried makke is, brûk in triedmasine om in koart stik fan sawat 4 mm lâns de lingte fan 'e snijde koperelektrode ôf te snijen.
(2) Elektryske ûntladingsmasjine is fansels oars as gewoane mallen. EDM is tige wichtich by it ferwurkjen fan sinneblomradiatorprofylmalen. Sels as it ûntwerp perfekt is, sil in lyts defekt yn EDM derfoar soargje dat de heule mal skrast wurdt. Elektryske ûntladingsmasjine is net sa ôfhinklik fan apparatuer as triedsnijden. It hinget foar in grut part ôf fan 'e operasjonele feardigens en feardigens fan' e operator. Elektryske ûntladingsmasjine jout benammen omtinken oan de folgjende fiif punten:
①Elektryske ûntladingsbewerkingsstroom. 7~10 A stroom kin brûkt wurde foar earste EDM-bewerking om de ferwurkingstiid te koarter te meitsjen; 5~7 A stroom kin brûkt wurde foar ôfwurking. It doel fan it brûken fan in lytse stroom is om in goed oerflak te krijen;
② Soargje foar de flakheid fan it einflak fan 'e mal en de fertikale posysje fan 'e koperen elektrode. Minne flakheid fan it einflak fan 'e mal of ûnfoldwaande fertikale posysje fan 'e koperen elektrode makket it lestich om te soargjen dat de lingte fan 'e wurkriem nei EDM-ferwurking oerienkomt mei de ûntworpen lingte fan 'e wurkriem. It is maklik foar it EDM-proses om te mislearjen of sels de toskewurkriem te penetrearjen. Dêrom moat foar de ferwurking in slypmasine brûkt wurde om beide einen fan 'e mal flak te meitsjen om te foldwaan oan 'e krektenseasken, en moat in klokindikator brûkt wurde om de fertikale posysje fan 'e koperen elektrode te korrigearjen;
③ Soargje derfoar dat de romte tusken de lege messen gelyk is. Kontrolearje tidens de earste bewurking oft it lege ark elke 0,2 mm ferskowe is, elke 3 oant 4 mm fan bewurking. As de ferskowing grut is, sil it lestich wêze om it te korrigearjen mei lettere oanpassingen;
④Ferwiderje it residu dat ûntstiet tidens it EDM-proses op 'e tiid. Koarting troch vonkontlading sil in grutte hoemannichte residu produsearje, dy't op 'e tiid skjinmakke wurde moat, oars sil de lingte fan 'e wurkriem oars wêze fanwegen de ferskillende hichten fan it residu;
⑤De mal moat demagnetisearre wurde foar EDM.
5. Ferliking fan ekstruzjeresultaten
It profyl werjûn yn figuer 1 waard hifke mei de tradisjonele splitmal en it nije ûntwerpskema dat yn dit artikel foarsteld wurdt. De ferliking fan 'e resultaten wurdt werjûn yn tabel 1.
Ut de fergelikingsresultaten kin sjoen wurde dat de struktuer fan 'e mal in grutte ynfloed hat op 'e libbensdoer fan 'e mal. De mal dy't mei it nije skema ûntwurpen is, hat dúdlike foardielen en ferbetteret de libbensdoer fan 'e mal sterk.
6. Konklúzje
De ekstrusjemal foar sinneblomradiatorprofyl is in soarte mal dy't tige lestich te ûntwerpen en te produsearjen is, en it ûntwerp en de fabrikaazje binne relatyf kompleks. Dêrom, om it súksespersintaazje fan 'e ekstrusje en de libbensdoer fan 'e mal te garandearjen, moatte de folgjende punten berikt wurde:
(1) De strukturele foarm fan 'e mal moat ridlik keazen wurde. De struktuer fan 'e mal moat geunstich wêze foar it ferminderjen fan 'e ekstrusjekrêft om de spanning op 'e malkantilever te ferminderjen dy't foarme wurdt troch de waarmteôffiertosken, wêrtroch't de sterkte fan 'e mal ferbettere wurdt. De kaai is om it oantal en de arranzjemint fan 'e shuntgatten en it gebiet fan 'e shuntgatten en oare parameters ridlik te bepalen: earst moat de breedte fan 'e shuntbrêge dy't tusken de shuntgatten foarme wurdt net mear as 16 mm wêze; Twad, it gebiet fan it splitgat moat sa bepaald wurde dat de splitferhâlding safolle mooglik mear as 30% fan 'e ekstrusjeferhâlding berikt, wylst de sterkte fan 'e mal garandearre wurdt.
(2) Selektearje de wurkriem ridlik en nim ridlike maatregels by elektryske ferwurking, ynklusyf de ferwurkingstechnology fan koperelektroden en de elektryske standertparameters fan elektryske ferwurking. It earste kaaipunt is dat de koperelektrode oerflakgeslypt wurde moat foardat de tried snijd wurdt, en de ynfoegingsmetoade moat brûkt wurde by it tried snijden om te soargjen dat de elektroden net los of misfoarme binne.
(3) Tidens it elektryske ferwurkingsproses moat de elektrode sekuer útrjochte wurde om toskôfwiking te foarkommen. Fansels, op basis fan ridlik ûntwerp en fabrikaazje, kin it brûken fan heechweardige hjitwurkfoarmstiel en it fakuümwaarmtebehannelingsproses fan trije of mear tempers it potensjeel fan 'e foarm maksimalisearje en bettere resultaten berikke. Fan ûntwerp, fabrikaazje oant ekstruzjeproduksje, allinich as elke keppeling sekuer is, kinne wy derfoar soargje dat de sinneblomradiatorprofylfoarm ekstrudearre wurdt.
Pleatsingstiid: 1 augustus 2024
