Debido a que as aliaxes de aluminio son lixeiras, fermosas, teñen unha boa resistencia á corrosión e teñen unha excelente condutividade térmica e rendemento de procesamento, son moi utilizados como compoñentes de disipación de calor na industria informática, electrónica e industrias automotivas, especialmente na industria LED emerxente actualmente. Estes compoñentes de disipación de calor de aliaxe de aluminio teñen boas funcións de disipación de calor. Na produción, a clave para a produción de extrusión eficiente destes perfís de radiador é o molde. Debido a que estes perfís xeralmente teñen as características dos dentes de disipación de calor grandes e densos e tubos de suspensión longos, a estrutura tradicional de matriz plana, a estrutura de matriz dividida e a estrutura de perfil semi-hollow non poden cumprir ben os requisitos de forza de moldes e moldura de extrusión.
Na actualidade, as empresas dependen máis da calidade do aceiro do molde. Para mellorar a forza do molde, non dubidan en usar aceiro importado caro. O custo do molde é moi elevado e a vida media real do molde é inferior a 3T, o que resulta que o prezo de mercado do radiador é relativamente alto, restrinxindo seriamente a promoción e a popularización das lámpadas LED. Polo tanto, a extrusión morre por perfís de radiadores en forma de xirasol, chamaron moita atención por persoal de enxeñaría e técnico da industria.
Este artigo introduce as diversas tecnoloxías do perfil do radiador de xirasol Extrusión de extrusión obtida a través de anos de investigación minuciosa e produción de ensaio repetida a través de exemplos na produción real, como referencia por compañeiros.
1. Análise das características estruturais das seccións de perfil de aluminio
A figura 1 mostra a sección transversal dun perfil de aluminio do radiador de xirasol típico. A área transversal do perfil é de 7773,5 mm², cun total de 40 dentes de disipación de calor. O tamaño máximo de apertura colgado formado entre os dentes é de 4,46 mm. Despois do cálculo, a relación de linguas entre os dentes é de 15,7. Ao mesmo tempo, hai unha gran área sólida no centro do perfil, cunha superficie de 3846,5 mm².
A xulgar polas características da forma do perfil, o espazo entre os dentes pode considerarse como perfís semi-hollow, e o perfil do radiador está composto por múltiples perfís semi-hollow. Polo tanto, ao deseñar a estrutura do molde, a clave é considerar como garantir a forza do molde. Aínda que para os perfís semi-hollow, a industria desenvolveu unha variedade de estruturas de moldes maduros, como "molde divisor cuberto", "molde de divisor cortado", "molde de divisor de ponte suspendida", etc. Non obstante, estas estruturas non son aplicables aos produtos composto por múltiples perfís semi-hollow. O deseño tradicional só considera materiais, pero na moldura de extrusión, o maior impacto na forza é a forza de extrusión durante o proceso de extrusión, e o proceso de formación de metais é o principal factor que xera forza de extrusión.
Debido á gran área sólida central do perfil do radiador solar, é moi sinxelo facer que o caudal global nesta zona sexa demasiado rápido durante o proceso de extrusión e xerarase a tensión adicional na cabeza da suspensión intertooth Tubo, dando lugar á fractura do tubo de suspensión intertooth. Polo tanto, no deseño da estrutura do molde, debemos centrarnos no axuste do caudal metálico e do caudal para lograr o propósito de reducir a presión de extrusión e mellorar o estado de tensión do tubo suspendido entre os dentes, para mellorar a forza de o molde.
2. Selección de estrutura de moldes e capacidade de prensa de extrusión
2.1 Forma de estrutura do molde
Para o perfil do radiador de xirasol mostrado na figura 1, aínda que non ten unha parte oca, debe adoptar a estrutura do molde dividida como se mostra na figura 2. Diferente da estrutura tradicional do molde de shunt, a cámara de soldadura metálica colócase na parte superior molde e úsase unha estrutura de inserción no molde inferior. O propósito é reducir os custos dos moldes e acurtar o ciclo de fabricación de moldes. Tanto o molde superior como os conxuntos de moldes inferiores son universais e pódense reutilizar. É máis importante, os bloques de buraco pódense procesar de forma independente, o que pode garantir mellor a precisión do cinto de traballo do burato. O burato interior do molde inferior está deseñado como un paso. A parte superior e o bloque do burato do molde adoptan axuste de depuración, e o valor do GAP de ambos os dous lados é de 0,06 ~ 0,1m; A parte inferior adopta a forma de interferencia e a cantidade de interferencia de ambos os dous lados é de 0,02 ~ 0,04m, o que axuda a garantir a coaxialidade e facilita a montaxe, facendo que a incrustación se axuste máis compacta e, ao mesmo tempo, pode evitar a deformación do molde causada pola instalación térmica Axuste de interferencias.
2.2 Selección de capacidade da extrusora
A selección da capacidade da extrusora é, por un lado, determinar o diámetro interno adecuado do barril de extrusión e a presión máxima específica da extrusora na sección de barril de extrusión para cumprir a presión durante a formación de metais. Por outra banda, é determinar a relación de extrusión adecuada e seleccionar as especificacións de tamaño do molde adecuadas en función do custo. Para o perfil de aluminio do radiador de xirasol, a relación de extrusión non pode ser demasiado grande. A razón principal é que a forza de extrusión é proporcional á relación de extrusión. Canto maior sexa a relación de extrusión, maior será a forza de extrusión. Isto é extremadamente prexudicial para o molde de perfil de aluminio do radiador de xirasol.
A experiencia demostra que a relación de extrusión de perfís de aluminio para os radiadores de xirasol é inferior a 25. Para o perfil que se mostra na figura 1, seleccionouse un extrusor de 20,0 MN cun diámetro interior do barril de extrusión de 208 mM. Despois do cálculo, a presión máxima específica da extrusora é de 589MPA, o que é un valor máis adecuado. Se a presión específica é demasiado alta, a presión sobre o molde será grande, o que prexudica a vida do molde; Se a presión específica é demasiado baixa, non pode cumprir os requisitos da formación de extrusión. A experiencia demostra que unha presión específica no rango de 550 ~ 750 MPa pode cumprir mellor varios requisitos do proceso. Despois do cálculo, o coeficiente de extrusión é 4,37. A especificación do tamaño do molde está seleccionada como 350 mmx200 mm (diámetro exterior X graos).
3. Determinación dos parámetros estruturais do molde
3.1 Parámetros estruturais do molde superior
(1) Número e arranxo de buracos de desvío. Para o molde de shunt de perfil do radiador de xirasol, canto máis o número de buracos de shunt, mellor. Para perfís con formas circulares similares, xeralmente seleccionanse 3 a 4 buracos tradicionais. O resultado é que o ancho da ponte de shunt é maior. Xeralmente, cando é maior de 20 mm, o número de soldaduras é menor. Non obstante, ao seleccionar o cinto de traballo do burato, o cinto de traballo do burato na parte inferior da ponte de shunt debe ser máis curto. Baixo a condición de que non existe un método de cálculo preciso para a selección do cinto de traballo, naturalmente provocará que o burato de matriz baixo a ponte e outras partes non logren exactamente o mesmo caudal durante a extrusión debido á diferenza no cinto de traballo, Esta diferenza no caudal producirá tensión adicional na volante e provocará o desvío dos dentes de disipación da calor. Polo tanto, para a extrusión do radiador de xirasol morrer cun número denso de dentes, é moi crítico asegurarse de que o caudal de cada dente sexa consistente. A medida que aumenta o número de buracos de shunt, o número de pontes de shunt aumentará en consecuencia, e o caudal e a distribución do caudal do metal quedará máis uniforme. Isto débese a que a medida que aumenta o número de pontes de shunt, o ancho das pontes de shunt pódese reducir en consecuencia.
Os datos prácticos mostran que o número de buracos de shunt é xeralmente 6 ou 8, ou aínda máis. Por suposto, para algúns grandes perfís de disipación de calor do xirasol, o molde superior tamén pode organizar os buracos de shunt segundo o principio do ancho da ponte de shunt ≤ 14 mm. A diferenza é que hai que engadir unha placa de divisor frontal para pre-distribuír e axustar o fluxo metálico. O número e a disposición dos buracos do desviador na placa de desvío dianteiro pódense realizar de xeito tradicional.
Ademais, ao organizar os buracos de shunt, debe considerarse a usar o molde superior para blindar adecuadamente a cabeza do volante do dente de disipación de calor para evitar que o metal golpee directamente a cabeza do tubo do volante e mellora así o estado de estrés do tubo volante. A parte bloqueada da cabeza de volante entre os dentes pode ser 1/5 ~ 1/4 da lonxitude do tubo de volante. Na figura 3 móstrase a disposición dos buracos de shunt
(2) A relación de área do burato de shunt. Debido a que o grosor da parede da raíz do dente quente é pequeno e a altura está lonxe do centro, e a zona física é moi diferente do centro, é a parte máis difícil de formar metal. Polo tanto, un punto clave no deseño do molde de perfil do radiador de xirasol é facer que o caudal da parte sólida central sexa o máis lento posible para asegurarse de que o metal enche a raíz do dente. Para conseguir tal efecto, por un lado, é a selección do cinto de traballo e, máis importante, a determinación da área do burato de desvíos, principalmente a área da parte central correspondente ao burato de desvíos. As probas e os valores empíricos demostran que o mellor efecto conséguese cando a área do burato central do desvío S1 e a área do burato de desvíos externos S2 satisfán a seguinte relación: S1 = (0,52 ~ 0,72) S2
Ademais, a canle efectiva de fluxo metálico do burato central do divisor debe ser de 20 ~ 25 mm máis que a canle efectiva de fluxo metálico do burato do divisor exterior. Esta lonxitude tamén ten en conta a marxe e a posibilidade de reparación de moldes.
(3) Profundidade da cámara de soldadura. O perfil do radiador de xirasol Die de extrusión é diferente do tradicional morrer. Toda a súa cámara de soldadura debe estar situada na matriz superior. Para garantir a precisión do procesamento do bloque de buracos da matriz inferior, especialmente a precisión do cinto de traballo. En comparación co molde tradicional de shunt, hai que aumentar a profundidade da cámara de soldadura do molde de shunt de perfil do radiador de xirasol. Canto maior sexa a capacidade da máquina de extrusión, maior será o aumento da profundidade da cámara de soldadura, que é de 15 ~ 25 mm. Por exemplo, se se usa unha máquina de extrusión de 20 mn, a profundidade da cámara de soldadura do tradicional morrer é de 20 ~ 22 mm, mentres que a profundidade da cámara de soldadura do shunt morren do perfil do radiador de xirasol debería ser de 35 ~ 40 mm . A vantaxe disto é que o metal está completamente soldado e a tensión no tubo suspendido redúcese moito. A estrutura da cámara de soldadura do molde superior móstrase na figura 4.
3.2 Deseño de inserción do burato
O deseño do bloque de buraco inclúe principalmente o tamaño do burato, o cinto de traballo, o diámetro exterior e o grosor do bloque do espello, etc.
(1) Determinación do tamaño do burato. O tamaño do burato de matriz pódese determinar dun xeito tradicional, considerando principalmente a escala do procesamento térmico de aleación.
(2) Selección do cinto de traballo. O principio de selección do cinto de traballo é asegurarse de que a subministración de todo o metal na parte inferior da raíz do dente sexa suficiente, de xeito que o caudal na parte inferior da raíz do dente sexa máis rápido que outras partes. Polo tanto, o cinto de traballo na parte inferior da raíz do dente debe ser o máis curto, cun valor de 0,3 ~ 0,6 mm, e o cinto de traballo nas partes adxacentes debería aumentarse en 0,3 mm. O principio é aumentar 0,4 ~ 0,5 cada 10 ~ 15mm cara ao centro; En segundo lugar, o cinto de traballo na parte sólida máis grande do centro non debe superar os 7 mm. Se non, se a diferenza de lonxitude do cinto de traballo é demasiado grande, produciranse erros grandes no procesamento de electrodos de cobre e procesamento EDM do cinto de traballo. Este erro pode provocar que a desviación do dente se rompa durante o proceso de extrusión. O cinto de traballo móstrase na figura 5.
(3) O diámetro exterior e o grosor da inserción. Para os moldes tradicionais de shunt, o grosor da inserción do burato de matrices é o grosor do molde inferior. Non obstante, para o molde do radiador de xirasol, se o grosor efectivo do buraco é demasiado grande, o perfil chocará facilmente co molde durante a extrusión e a descarga, dando lugar a dentes desiguales, arañazos ou incluso atascos de dentes. Estes farán que os dentes se rompen.
Ademais, se o grosor do buraco é demasiado longo, por un lado, o tempo de procesamento é longo durante o proceso EDM e, por outra banda, é fácil causar desviación de corrosión eléctrica, e tamén é fácil de causar desviación dos dentes durante a extrusión. Por suposto, se o grosor do burato é demasiado pequeno, non se pode garantir a forza dos dentes. Polo tanto, tendo en conta estes dous factores, a experiencia demostra que o grao de inserción do burato do molde inferior é xeralmente de 40 a 50; e o diámetro exterior da inserción do burato de matrices debe estar de 25 a 30 mm do bordo máis grande do burato do mata ata o círculo exterior da inserción.
Para o perfil mostrado na figura 1, o diámetro exterior e o grosor do bloque de buraco son 225 mm e 50 mm respectivamente. A inserción do burato móstrase na figura 6. D na figura é o tamaño real e o tamaño nominal é de 225 mm. A desviación límite das súas dimensións exteriores coincide segundo o burato interno do molde inferior para garantir que a brecha unilateral estea dentro do rango de 0,01 ~ 0,02 mm. Na figura 6 móstrase o bloque de buraco. O tamaño nominal do burato interno do bloque de buraco colocado no molde inferior é de 225 mm. Con base no tamaño medido real, o bloque de buraco márcaa segundo o principio de 0,01 ~ 0,02 mm por lado. O diámetro exterior do bloque de buraco pódese obter como D, pero para a comodidade da instalación, o diámetro exterior do bloque de espello do burato pódese reducir adecuadamente dentro do rango de 0,1m no extremo de alimentación, como se mostra na figura .
4. Tecnoloxías clave da fabricación de moldes
O mecanizado do molde de perfil do radiador de xirasol non é moi diferente ao dos moldes comúns de perfil de aluminio. A diferenza obvia reflíctese principalmente no procesamento eléctrico.
(1) En termos de corte de fíos, é necesario evitar a deformación do electrodo de cobre. Debido a que o electrodo de cobre usado para EDM é pesado, os dentes son demasiado pequenos, o electrodo en si é suave, ten unha mala rixidez e a alta temperatura local xerada polo corte de fíos fai que o electrodo se deforme facilmente durante o proceso de corte de arame. Cando se usa electrodos de cobre deformados para procesar cintos de traballo e coitelos baleiros, produciranse dentes inclinados, o que pode facer que o molde sexa despexado durante o procesamento. Polo tanto, é necesario evitar a deformación dos electrodos de cobre durante o proceso de fabricación en liña. As principais medidas preventivas son: Antes do corte de fíos, nivelar o bloque de cobre cunha cama; Use un indicador de marcación para axustar a verticalidade ao comezo; Cando se corten fíos, comece desde a parte do dente primeiro e finalmente corta a parte cunha parede grosa; De cando en vez, use fío de prata de chatarra para encher as pezas cortadas; Despois de facer o fío, use unha máquina de arame para cortar unha sección curta de aproximadamente 4 mm ao longo da lonxitude do electrodo de cobre cortado.
(2) O mecanizado de descarga eléctrica é obviamente diferente dos moldes comúns. EDM é moi importante no procesamento de moldes de perfil de radiador de xirasol. Mesmo se o deseño é perfecto, un lixeiro defecto en EDM fará que o molde enteiro sexa desfeito. O mecanizado de descarga eléctrica non depende tan do equipo como o corte de arame. Depende en gran medida das habilidades e competencias operativas do operador. O mecanizado de descarga eléctrica presta principalmente atención aos seguintes cinco puntos:
① Corrente de mecanizado de descarga eléctrica. 7 ~ 10 Pódese usar unha corrente para o mecanizado EDM inicial para acurtar o tempo de procesamento; 5 ~ 7 pódese usar unha corrente para rematar o mecanizado. O propósito de usar a corrente pequena é obter unha boa superficie;
② Asegúrese da plana da cara final do molde e da verticalidade do electrodo de cobre. A mala plana da cara final do molde ou a verticalidade insuficiente do electrodo de cobre dificulta a garantía de que a lonxitude do cinto de traballo despois do procesamento EDM sexa consistente coa lonxitude do cinto de traballo deseñada. É fácil que o proceso EDM falla ou incluso penetre no cinto de traballo dentado. Polo tanto, antes do procesamento, debe usarse un moedor para aplanar os dous extremos do molde para cumprir os requisitos de precisión, e un indicador de marcación debe usarse para corrixir a verticalidade do electrodo de cobre;
③ Asegúrese de que a brecha entre os coitelos baleiros sexa uniforme. Durante o mecanizado inicial, comprobe se a ferramenta baleira está compensada cada 0,2 mm cada 3 a 4 mm de procesamento. Se a compensación é grande, será difícil corrixilo con axustes posteriores;
④ Elimine o residuo xerado durante o proceso EDM en tempo e forma. A corrosión de descarga de chispa producirá unha gran cantidade de residuos, que debe limparse a tempo, se non, a lonxitude do cinto de traballo será diferente debido ás distintas alturas do residuo;
⑤ O molde debe ser desmagnetizado antes de EDM.
5. Comparación de resultados de extrusión
O perfil mostrado na figura 1 probouse usando o molde tradicional dividido e o novo esquema de deseño proposto neste artigo. A comparación dos resultados móstrase na táboa 1.
Pódese ver a partir dos resultados de comparación que a estrutura do molde ten unha gran influencia na vida do molde. O molde deseñado usando o novo esquema ten vantaxes obvias e mellora moito a vida do molde.
6. Conclusión
O molde de extrusión de perfil de radiador de xirasol é un tipo de molde moi difícil de deseñar e fabricar, e o seu deseño e fabricación é relativamente complexo. Polo tanto, para garantir a taxa de éxito de extrusión e a vida útil do molde, hai que conseguir os seguintes puntos:
(1) A forma estrutural do molde debe seleccionarse razoablemente. A estrutura do molde debe ser propicio para reducir a forza de extrusión para reducir o estrés no volante do molde formado polos dentes de disipación de calor, mellorando así a forza do molde. A clave é determinar razoablemente o número e a disposición dos buracos de shunt e a área dos buracos de shunt e outros parámetros: en primeiro lugar, o ancho da ponte de shunt formado entre os buracos non debe exceder os 16 mm; En segundo lugar, a área do burato dividido debe determinarse para que a relación de división alcance o máis do 30% da relación de extrusión o máximo posible ao tempo que se asegura a forza do molde.
(2) Seleccione razoablemente o cinto de traballo e adopte medidas razoables durante o mecanizado eléctrico, incluída a tecnoloxía de procesamento dos electrodos de cobre e os parámetros estándar eléctricos de mecanizado eléctrico. O primeiro punto clave é que o electrodo de cobre debe ser terra superficial antes do corte de fíos e o método de inserción debe usarse durante o corte de fíos para garantilo. Os electrodos non están soltos nin deformados.
(3) Durante o proceso de mecanizado eléctrico, o electrodo debe estar aliñado con precisión para evitar a desviación dos dentes. Por suposto, sobre a base dun deseño e fabricación razoables, o uso de aceiro de moldes de traballo quente de alta calidade e o proceso de tratamento térmico ao baleiro de tres ou máis templos pode maximizar o potencial do molde e obter mellores resultados. Do deseño, fabricación ata a produción de extrusión, só se cada ligazón é precisa, podemos asegurar que o molde de perfil do radiador de xirasol se extrúa.
Tempo de publicación: agosto-01-2024
