A razón pola que os perfís de aliaxe de aluminio son amplamente utilizados na vida e na produción é que todos recoñecen plenamente as súas vantaxes, como baixa densidade, resistencia á corrosión, excelente condutividade eléctrica, propiedades non ferromagnéticas, formabilidade e reciclabilidade.
A industria de perfís de aluminio de China creceu desde cero, de pequena a grande, ata que se converteu nun importante país de produción de perfís de aluminio, coa produción ocupando o primeiro posto do mundo. Non obstante, a medida que os requisitos do mercado para produtos de perfís de aluminio seguen aumentando, a produción de perfís de aluminio desenvolveuse na dirección da complexidade, alta precisión e produción a grande escala, o que provocou unha serie de problemas de produción.
Os perfís de aluminio prodúcense principalmente por extrusión. Durante a produción, ademais de ter en conta o rendemento da extrusora, o deseño do molde, a composición da varilla de aluminio, o tratamento térmico e outros factores do proceso, tamén se debe considerar o deseño da sección transversal do perfil. O mellor deseño de sección transversal do perfil non só pode reducir a dificultade do proceso desde a orixe, senón tamén mellorar a calidade e o efecto de uso do produto, reducir os custos e acurtar o prazo de entrega.
Este artigo resume varias técnicas de uso común no deseño de seccións transversais de perfiles de aluminio a través de casos reais en produción.
1. Principios de deseño da sección de perfil de aluminio
A extrusión de perfiles de aluminio é un método de procesamento no que se carga unha varilla de aluminio quentada nun barril de extrusión e se aplica presión a través dunha extrusora para extruíla desde un orificio de matriz dunha forma e tamaño determinados, provocando unha deformación plástica para obter o produto necesario. Dado que a varilla de aluminio está afectada por varios factores como a temperatura, a velocidade de extrusión, a cantidade de deformación e o molde durante o proceso de deformación, a uniformidade do fluxo de metal é difícil de controlar, o que trae certas dificultades para o deseño do molde. Para garantir a resistencia do molde e evitar rachaduras, colapso, astillamento, etc., no deseño da sección do perfil debe evitarse o seguinte: grandes voladizos, pequenas aberturas, pequenos buratos, paredes porosas, asimétricas, de paredes delgadas e irregulares. grosor, etc. Á hora de proxectar, primeiro debemos satisfacer o seu rendemento en termos de uso, decoración, etc. A sección resultante é utilizable, pero non é a mellor solución. Porque cando os deseñadores non coñecen o proceso de extrusión e non comprenden o equipo de proceso relevante e os requisitos do proceso de produción son demasiado altos e estritos, a taxa de cualificación reducirase, o custo aumentará e non se producirá o perfil ideal. Polo tanto, o principio do deseño da sección de perfil de aluminio é utilizar o proceso máis sinxelo posible mentres se satisface o seu deseño funcional.
2. Algúns consellos sobre o deseño da interface de perfil de aluminio
2.1 Compensación de erros
O peche é un dos defectos comúns na produción de perfís. As principais razóns son as seguintes:
(1) Os perfís con aberturas de sección transversal profundas adoitan pecharse cando se extruyen.
(2) O estirado e endereitamento dos perfís intensificará o peche.
(3) Os perfís inxectados con cola con determinadas estruturas tamén terán un peche debido á contracción do coloide despois da inxección da cola.
Se o peche mencionado non é grave, pódese evitar controlando o caudal mediante o deseño do molde; pero se se superpoñen varios factores e o deseño do molde e os procesos relacionados non poden resolver o peche, pódese dar unha compensación previa no deseño da sección transversal, é dicir, a preapertura.
O importe da compensación previa á apertura debe seleccionarse en función da súa estrutura específica e da súa experiencia previa de peche. Neste momento, o deseño do debuxo de abertura do molde (preapertura) e o debuxo acabado son diferentes (Figura 1).
2.2 Divide seccións de gran tamaño en varias seccións pequenas
Co desenvolvemento de perfís de aluminio a gran escala, os deseños de seccións transversais de moitos perfís son cada vez máis grandes, o que significa que son necesarios unha serie de equipos como grandes extrusoras, grandes moldes, grandes varillas de aluminio, etc. , e os custos de produción aumentan moito. Para algunhas seccións de gran tamaño que se poden conseguir mediante un empalme, deben dividirse en varias seccións pequenas durante o deseño. Isto non só pode reducir os custos, senón que tamén pode facilitar a garantía da planitude, a curvatura e a precisión (Figura 2).
2.3 Configure nervaduras de reforzo para mellorar a súa planitude
Os requisitos de planitude adoitan atoparse ao deseñar seccións de perfil. Os perfís de pequena luz son fáciles de garantir a planitude debido á súa alta resistencia estrutural. Os perfís de longo tramo caerán debido á súa propia gravidade xusto despois da extrusión, e a parte con maior esforzo de flexión no medio será a máis cóncava. Ademais, debido a que o panel da parede é longo, é fácil xerar ondas, o que empeorará a intermitencia do avión. Polo tanto, as estruturas de placa plana de gran tamaño deben evitarse no deseño de sección transversal. Se é necesario, pódense instalar costelas de reforzo no medio para mellorar a súa planitude. (Figura 3)
2.4 Tramitación secundaria
No proceso de produción de perfiles, algunhas seccións son difíciles de completar mediante o procesamento de extrusión. Aínda que se poida facer, os custos de procesamento e produción serán demasiado altos. Neste momento, pódense considerar outros métodos de procesamento.
Caso 1: os buratos cun diámetro inferior a 4 mm na sección do perfil farán que o molde sexa insuficiente en resistencia, se dane facilmente e sexa difícil de procesar. Recoméndase eliminar os pequenos buratos e utilizar a perforación no seu lugar.
Caso 2: a produción de sucos ordinarios en forma de U non é difícil, pero se a profundidade do suco e o ancho do suco superan os 100 mm ou a relación entre o ancho do suco e a profundidade do suco non é razoable, hai problemas como a resistencia do molde insuficiente e a dificultade para garantir a apertura. tamén se atopará durante a produción. Ao deseñar a sección do perfil, pódese considerar que a abertura está pechada, polo que o molde sólido orixinal con resistencia insuficiente pode converterse nun molde dividido estable e non haberá ningún problema de deformación da apertura durante a extrusión, facilitando a forma manter. Ademais, pódense facer algúns detalles na conexión entre os dous extremos da abertura durante o deseño. Por exemplo: establecer marcas en forma de V, pequenas ranuras, etc., para que se poidan eliminar facilmente durante o mecanizado final (Figura 4).
2.5 Complexo por fóra pero sinxelo por dentro
Os moldes de extrusión de perfil de aluminio pódense dividir en moldes sólidos e moldes de derivación segundo a sección transversal teña cavidade. O procesamento de moldes sólidos é relativamente sinxelo, mentres que o procesamento de moldes de derivación implica procesos relativamente complexos, como cavidades e cabezas de núcleo. Polo tanto, débese considerar plenamente o deseño da sección de perfil, é dicir, o contorno exterior da sección pódese deseñar para ser máis complexo, e deben colocarse ranuras, buratos para parafusos, etc. na periferia na medida do posible. , mentres que o interior debe ser o máis sinxelo posible e os requisitos de precisión non poden ser demasiado altos. Deste xeito, tanto o procesado como o mantemento dos moldes serán moito máis sinxelos e tamén se mellorará a taxa de rendemento.
2.6 Marxe reservada
Despois da extrusión, os perfís de aluminio teñen diferentes métodos de tratamento de superficie segundo as necesidades do cliente. Entre eles, os métodos de anodización e electroforese teñen pouco impacto no tamaño debido á capa de película fina. Se se usa o método de tratamento de superficie do revestimento en po, o po acumularase facilmente nas esquinas e ranuras e o grosor dunha soa capa pode alcanzar os 100 μm. Se esta é unha posición de montaxe, como un control deslizante, significará que hai 4 capas de revestimento de pulverización. Un grosor de ata 400 μm imposibilitará a montaxe e afectará ao uso.
Ademais, a medida que aumenta o número de extrusións e o molde se desgasta, o tamaño das ranuras do perfil será cada vez máis pequeno, mentres que o tamaño do control deslizante será cada vez máis grande, dificultando a montaxe. En función dos motivos anteriores, deben reservarse as marxes adecuadas segundo as condicións específicas durante o deseño para garantir a montaxe.
2.7 Sinalización de tolerancia
Para o deseño de seccións transversales, primeiro prodúcese o debuxo de conxunto e despois prodúcese o debuxo do produto de perfil. O debuxo de montaxe correcto non significa que o debuxo do produto do perfil sexa perfecto. Algúns deseñadores ignoran a importancia da marca de dimensións e tolerancias. As posicións marcadas son xeralmente as dimensións que se deben garantir, tales como: posición de montaxe, abertura, profundidade do suco, ancho do suco, etc., e son fáciles de medir e inspeccionar. Para tolerancias dimensionais xerais, pódese seleccionar o nivel de precisión correspondente segundo a norma nacional. Algunhas dimensións importantes do conxunto deben marcarse con valores de tolerancia específicos no debuxo. Se a tolerancia é demasiado grande, a montaxe será máis difícil e, se a tolerancia é demasiado pequena, o custo de produción aumentará. Un intervalo de tolerancia razoable require a acumulación diaria da experiencia do deseñador.
2.8 Axustes detallados
Os detalles determinan o éxito ou o fracaso, e o mesmo ocorre co deseño de seccións transversales de perfil. Os pequenos cambios non só poden protexer o molde e controlar o caudal, senón tamén mellorar a calidade da superficie e aumentar a taxa de rendemento. Unha das técnicas máis utilizadas é o redondeo de esquinas. Os perfís extruídos non poden ter esquinas absolutamente afiadas porque os finos fíos de cobre utilizados no corte de arame tamén teñen diámetros. Non obstante, a velocidade de fluxo nas esquinas é lenta, a fricción é grande e o estrés concéntrase, moitas veces hai situacións nas que as marcas de extrusión son obvias, o tamaño é difícil de controlar e os moldes son propensos a quebrarse. Polo tanto, o radio de redondeo debe aumentarse na medida do posible sen afectar o seu uso.
Aínda que sexa producido por unha pequena máquina de extrusión, o espesor da parede do perfil non debe ser inferior a 0,8 mm e o grosor da parede de cada parte da sección non debe diferir máis de 4 veces. Durante o deseño, pódense usar liñas diagonais ou transicións de arco ante cambios bruscos de espesor da parede para garantir a forma de descarga regular e unha fácil reparación do molde. Ademais, os perfís de paredes delgadas teñen unha mellor elasticidade e o grosor da parede dalgúns refugallos, listones, etc. pode ser de aproximadamente 1 mm. Existen moitas aplicacións para axustar detalles no deseño, como axustar ángulos, cambiar direccións, acurtar voladizos, aumentar os espazos, mellorar a simetría, axustar tolerancias, etc. En resumo, o deseño de seccións transversais de perfil require un resumo e innovación continuos, e considera plenamente o relación co deseño, fabricación e procesos de produción de moldes.
3. Conclusión
Como deseñador, para obter os mellores beneficios económicos da produción de perfiles, durante o deseño deben considerarse todos os factores de todo o ciclo de vida do produto, incluíndo as necesidades do usuario, deseño, fabricación, calidade, custo, etc. éxito no desenvolvemento do produto a primeira vez. Estes requiren un seguimento diario da produción do produto e a recollida e acumulación de información de primeira man para prever os resultados do deseño e corrixilos con antelación.
Hora de publicación: 10-09-2024
