כישורי עיצוב חתך פרופיל אלומיניום לפתרון בעיות ייצור שחול

הסיבה לכך שפרופילי סגסוגת אלומיניום נמצאים בשימוש נרחב בחיים ובייצור היא שכולם מכירים במלואם ביתרונות שלו כגון צפיפות נמוכה, עמידות בפני קורוזיה, מוליכות חשמלית מצוינת, תכונות לא פרומגנטיות, יכולת צורה ומיחזור.

תעשיית פרופילי האלומיניום בסין גדלה מאפס, מקטן לגדול, עד שהתפתחה למדינה מרכזית בייצור פרופילי אלומיניום, עם התפוקה במקום הראשון בעולם. אולם ככל שדרישות השוק למוצרי פרופיל אלומיניום ממשיכות לעלות, ייצור פרופילי אלומיניום התפתח לכיוון של מורכבות, דיוק גבוה וייצור בקנה מידה גדול, מה שהביא לשורה של בעיות ייצור.

פרופילי אלומיניום מיוצרים בעיקר בשיחול. במהלך הייצור, בנוסף להתחשבות בביצועי האקסטרודר, עיצוב התבנית, הרכב מוט האלומיניום, טיפול בחום וגורמי תהליך נוספים, יש להתייחס גם לעיצוב החתך של הפרופיל. עיצוב חתך הפרופיל הטוב ביותר יכול לא רק להפחית את קושי התהליך מהמקור, אלא גם לשפר את האיכות והשפעת השימוש של המוצר, להפחית עלויות ולקצר את זמן האספקה.

מאמר זה מסכם מספר טכניקות נפוצות בעיצוב חתך פרופיל אלומיניום דרך מקרים בפועל בייצור.

1. עקרונות עיצוב חתך פרופיל אלומיניום

שחול פרופיל אלומיניום היא שיטת עיבוד שבה מוט אלומיניום מחומם מוטען לתוך חבית שחול, ולחץ מופעל דרך אקסטרודר כדי לשחול אותו מתוך חור תבנית של צורה וגודל נתונים, מה שגורם לעיוות פלסטי לקבלת המוצר הדרוש. מכיוון שמוט האלומיניום מושפע מגורמים שונים כגון טמפרטורה, מהירות שחול, כמות דפורמציה ועובש במהלך תהליך העיוות, קשה לשלוט באחידות זרימת המתכת, מה שמביא קשיים מסוימים לתכנון התבנית. על מנת להבטיח את חוזק התבנית ולמנוע סדקים, קריסה, סתתים וכדומה, יש להימנע מהדברים הבאים בתכנון חתך הפרופיל: שלוחות גדולות, פתחים קטנים, חורים קטנים, נקבובי, א-סימטרי, דק דופן, דופן לא אחידה עובי וכו'. בעת העיצוב, עלינו לספק תחילה את הביצועים שלו מבחינת שימוש, קישוט וכו'. הקטע המתקבל הוא שמיש, אבל לא הפתרון הטוב ביותר. מכיוון שכאשר למעצבים אין ידע בתהליך האקסטרוזיה ואינם מבינים את ציוד התהליך הרלוונטי, ודרישות תהליך הייצור גבוהות ומחמירות מדי, שיעור ההסמכה יקטן, העלות תגדל, והפרופיל האידיאלי לא ייוצר. לכן, העיקרון של עיצוב חלקי פרופיל אלומיניום הוא להשתמש בתהליך הפשוט ככל האפשר תוך סיפוק העיצוב הפונקציונלי שלו.

2. כמה טיפים על עיצוב ממשק פרופיל אלומיניום

2.1 פיצוי שגיאות

סגירה היא אחד הליקויים הנפוצים בייצור פרופילים. הסיבות העיקריות הן כדלקמן:

(1) פרופילים עם פתחים עמוקים בחתך רוחב ייסגרו לעתים קרובות כאשר הם נמחקים.

(2) מתיחה ויישור פרופילים יעצימו את הסגירה.

(3) גם לפרופילים המוזרקים בדבק עם מבנים מסוימים תהיה סגירה עקב התכווצות הקולואיד לאחר הזרקת הדבק.

אם הסגירה הנ"ל אינה רצינית, ניתן להימנע ממנה על ידי שליטה בקצב הזרימה באמצעות עיצוב עובש; אך אם מספר גורמים משולבים ותכנון התבנית והתהליכים הנלווים אינם יכולים לפתור את הסגירה, ניתן לתת פיצוי מראש בתכנון החתך, כלומר, פתיחה מוקדמת.

יש לבחור את סכום הפיצויים לפני הפתיחה בהתבסס על המבנה הספציפי שלו וניסיון הסגירה הקודם. בשלב זה, העיצוב של ציור פתיחת התבנית (פתיחה מראש) והציור המוגמר שונים (איור 1).

2.2 פיצול חלקים בגודל גדול למספר חלקים קטנים

עם הפיתוח של פרופילי אלומיניום בקנה מידה גדול, עיצובי החתך של פרופילים רבים הולכים וגדלים, מה שאומר שנדרש סדרה של ציוד כגון מכבשים גדולים, תבניות גדולות, מוטות אלומיניום גדולים וכו' כדי לתמוך בהם. , ועלויות הייצור עולות בחדות. עבור חלקים בגודל גדול שניתן להשיג על ידי שחבור, יש לפצל אותם למספר חלקים קטנים במהלך התכנון. זה לא רק יכול להפחית עלויות, אלא גם להקל על הבטחת שטוחות, עקמומיות ודיוק (איור 2).

2.3 הגדר צלעות חיזוק לשיפור השטיחות שלו

לעתים קרובות נתקלים בדרישות שטוחות בעת תכנון קטעי פרופיל. קל להבטיח פרופילים בעלי תוחלת שטוחות בשל החוזק המבני הגבוה שלהם. פרופילים בעלי תוחלת ארוכה יצנחו עקב כוח המשיכה שלהם מיד לאחר האקסטרוזיה, והחלק עם מתח הכיפוף הגדול ביותר באמצע יהיה הקעור ביותר. כמו כן, מכיוון שלוח הקיר ארוך, קל ליצור גלים, אשר יחמירו את הפסקות של המטוס. לכן, יש להימנע ממבני צלחת שטוחים בגודל גדול בעיצוב חתך רוחב. במידת הצורך ניתן להתקין צלעות חיזוק באמצע לשיפור השטיחות שלו. (איור 3)

2.4 עיבוד משני

בתהליך ייצור הפרופילים, חלקים מסוימים קשים להשלמת על ידי עיבוד שחול. גם אם ניתן לעשות זאת, עלויות העיבוד והייצור יהיו גבוהות מדי. בשלב זה, ניתן לשקול שיטות עיבוד אחרות.

מקרה 1: חורים בקוטר של פחות מ-4 מ"מ בחתך הפרופיל יהפכו את התבנית לבלתי מספקת בחוזקה, ניזוקה בקלות וקשה לעיבוד. מומלץ להסיר את החורים הקטנים ולהשתמש בקידוח במקום.

מקרה 2: ייצור של חריצים בצורת U רגילים אינו קשה, אך אם עומק החריץ ורוחב החריץ עולים על 100 מ"מ, או שהיחס בין רוחב החריץ לעומק החריץ אינו סביר, בעיות כמו חוזק עובש לא מספיק וקושי להבטיח את הפתיחה ייתקלו גם במהלך הייצור. בעת תכנון קטע הפרופיל, ניתן להתייחס לפתח כסגור, כך שניתן להפוך את התבנית המוצקה המקורית בעלת חוזק לא מספק לתבנית מפוצלת יציבה, ולא תהיה בעיה של עיוות פתיחה בזמן האקסטרוזיה, מה שמקל על הצורה. לְתַחְזֵק. בנוסף, ניתן לבצע כמה פרטים בחיבור בין שני קצוות הפתח במהלך התכנון. לדוגמה: הגדר סימנים בצורת V, חריצים קטנים וכו', כך שניתן להסירם בקלות במהלך העיבוד הסופי (איור 4).

2.5 מורכב מבחוץ אבל פשוט מבפנים

ניתן לחלק תבניות שחול פרופיל אלומיניום לתבניות מוצקות ותבניות shunt לפי אם לחתך יש חלל. העיבוד של תבניות מוצקות הוא פשוט יחסית, בעוד שעיבוד תבניות shunt כרוך בתהליכים מורכבים יחסית כמו חללים וראשי ליבה. לכן יש לתת את הדעת על תכנון חתך הפרופיל, כלומר, ניתן לעצב את קו המתאר החיצוני של החתך להיות מורכב יותר, ולמקם חריצים, חורי ברגים וכו' בפריפריה ככל שניתן. , בעוד הפנים צריך להיות פשוט ככל האפשר, ודרישות הדיוק לא יכולות להיות גבוהות מדי. כך גם עיבוד העובש וגם תחזוקה יהיו הרבה יותר פשוטים, וגם קצב התפוקה ישתפר.

2.6 שוליים שמור

לאחר האקסטרוזיה, לפרופילי אלומיניום שיטות טיפול משטח שונות בהתאם לצרכי הלקוח. ביניהם, לשיטות אילגון ואלקטרופורזה יש השפעה מועטה על הגודל בשל שכבת הסרט הדקה. אם נעשה שימוש בשיטת טיפול פני השטח של ציפוי אבקה, אבקה תצטבר בקלות בפינות ובחריצים, ועובי שכבה בודדת יכול להגיע ל-100 מיקרומטר. אם זו עמדת הרכבה, כמו סליידר, זה אומר שיש 4 שכבות של ציפוי בהתזה. עובי של עד 400 מיקרומטר יהפוך את ההרכבה לבלתי אפשרית וישפיע על השימוש.

בנוסף, ככל שמספר השחולים יגדל והתבנית נשחקת, גודל חריצי הפרופיל יצטמצם יותר ויותר, בעוד שגודל הסליידר יגדל ויהפוך את ההרכבה לקשה יותר. בהתבסס על הסיבות לעיל, יש לשמור שוליים מתאימים בהתאם לתנאים ספציפיים במהלך התכנון כדי להבטיח הרכבה.

2.7 סימון סובלנות

עבור עיצוב חתך רוחב, ציור ההרכבה מיוצר תחילה ולאחר מכן מיוצר ציור מוצר הפרופיל. ציור ההרכבה הנכון אינו אומר שציור מוצר הפרופיל מושלם. כמה מעצבים מתעלמים מהחשיבות של סימון מימד וסובלנות. המיקומים המסומנים הם בדרך כלל המידות שיש להבטיח, כגון: מיקום הרכבה, פתיחה, עומק החריץ, רוחב החריץ וכו', וקלים למדידה ובדיקה. עבור סובלנות ממדים כלליים, ניתן לבחור את רמת הדיוק המתאימה בהתאם לתקן הלאומי. כמה ממדי הרכבה חשובים צריכים להיות מסומנים עם ערכי סובלנות ספציפיים בשרטוט. אם הסובלנות גדולה מדי, ההרכבה תהיה קשה יותר, ואם הסבילות קטנה מדי, עלות הייצור תגדל. טווח סובלנות סביר מצריך צבירת ניסיון יומיומית של המעצב.

2.8 התאמות מפורטות

פרטים קובעים הצלחה או כישלון, והדבר נכון גם לגבי עיצוב חתך פרופיל. שינויים קטנים יכולים לא רק להגן על העובש ולשלוט בקצב הזרימה, אלא גם לשפר את איכות פני השטח ולהגדיל את קצב התפוקה. אחת הטכניקות הנפוצות היא עיגול פינות. לפרופילים שחולצו לא יהיו פינות חדות לחלוטין מכיוון שלחוטי הנחושת הדקים המשמשים בחיתוך חוטים יש גם קטרים. עם זאת, מהירות הזרימה בפינות איטית, החיכוך גדול והלחץ מרוכז, לעיתים קרובות ישנם מצבים בהם סימני שחול ברורים, קשה לשלוט בגודל ותבניות נוטות להישבר. לכן, יש להגדיל את רדיוס העיגול ככל האפשר מבלי להשפיע על השימוש בו.

גם אם הוא מיוצר על ידי מכונת אקסטרוזיה קטנה, עובי הדופן של הפרופיל לא צריך להיות פחות מ-0.8 מ"מ, ועובי הדופן של כל חלק בקטע לא צריך להיות שונה ביותר מפי 4. במהלך התכנון, ניתן להשתמש בקווים אלכסוניים או במעברי קשת בשינויים הפתאומיים בעובי הדופן כדי להבטיח צורת פריקה קבועה ותיקון קל של עובש. בנוסף, לפרופילים בעלי קירות דקים יש גמישות טובה יותר, ועובי הדופן של כמה שקעים, רצועות וכו' יכול להיות בערך 1 מ"מ. ישנן יישומים רבים להתאמת פרטים בעיצוב, כגון התאמת זוויות, שינוי כיוונים, קיצור שלוחים, הגדלת מרווחים, שיפור סימטריה, התאמת סובלנות וכו'. בקיצור, עיצוב חתך פרופיל דורש סיכום וחדשנות מתמשכים, ומתחשב במלואו מערכת יחסים עם עיצוב, ייצור ותהליכי ייצור של תבניות.

3. מסקנה

כמעצב, על מנת לקבל את היתרונות הכלכליים הטובים ביותר מייצור פרופילים, יש להתחשב בכל הגורמים של כל מחזור החיים של המוצר במהלך התכנון, לרבות צרכי המשתמש, עיצוב, ייצור, איכות, עלות וכו', לשאוף להשיג הצלחה בפיתוח מוצר בפעם הראשונה. אלו מצריכים מעקב יומיומי אחר ייצור המוצר ואיסוף וצבירת מידע ממקור ראשון על מנת לחזות את תוצאות העיצוב ולתקן אותן מראש.