כיצד לעצב את שחול הרדיאטור של חמניות למות לפרופיל אלומיניום?

1. ניתוח מאפיינים מבניים של קטעי פרופיל אלומיניום

איור 1 מציג את חתך הרוחב של פרופיל אלומיניום רדיאטור חמנית טיפוסי. שטח החתך של הפרופיל הוא 7773.5 מ"מ², עם בסך הכל 40 שיני פיזור חום. גודל הפתיחה המקסימלי לתלייה שנוצר בין השיניים הוא 4.46 מ"מ. לאחר החישוב, יחס הלשון בין השיניים הוא 15.7. במקביל, יש שטח מוצק גדול במרכז הפרופיל, עם שטח של 3846.5 מ"מ².

אם לשפוט על פי מאפייני הצורה של הפרופיל, המרחב בין השיניים יכול להיחשב כפרופילים חצי-הול, ופרופיל הרדיאטור מורכב מפרופילים מרובים של חצי הול. לכן, בעת תכנון מבנה העובש, המפתח הוא לשקול כיצד להבטיח את חוזק התבנית. למרות שפרופילים חצי-הוליים, התעשייה פיתחה מגוון מבני עובש בוגרים, כמו "עובש מפצל מכוסה", "עובש מפצל חתוך", "עובש מפצל גשר מתלים" וכו '. עם זאת, מבנים אלה אינם חלים על מוצרים מורכב מפרופילים מרובים של חצי-הול. העיצוב המסורתי שוקל רק חומרים, אך ביצירת שחול, ההשפעה הגדולה ביותר על החוזק היא כוח שחול במהלך תהליך ההחלישה, ותהליך יצירת המתכת הוא הגורם העיקרי המייצר כוח שחול.

בשל האזור המוצק המרכזי הגדול של פרופיל הרדיאטור הסולארי, קל מאוד לגרום לקצב הזרימה הכולל באזור זה להיות מהיר מדי במהלך תהליך שחול, ולחץ מתיחה נוסף ייוצר בראשו של המתלה הבין -שיניים צינור, וכתוצאה מכך שבר של צינור ההשעיה הבין -חלת. לכן, בתכנון מבנה העובש, עלינו להתמקד בהתאמה של קצב זרימת המתכת וקצב הזרימה כדי להשיג את המטרה של צמצום לחץ ההחלישה ושיפור מצב הלחץ של הצינור התלוי בין השיניים, כדי לשפר את חוזק התבנית.

2. בחירת מבנה עובש ויכולת לחץ על שחול

2.1 צורת מבנה עובש

עבור פרופיל רדיאטור החמניות המוצג באיור 1, אם כי אין לו חלק חלול, עליו לאמץ את מבנה העובש המפוצל כמוצג באיור 2. שונה ממבנה עובש הסאנט המסורתי, תא תחנת הלחמת המתכת ממוקם בחלקו העליון עובש ומבנה תוספת משמש בתבנית התחתונה. המטרה היא להפחית את עלויות העובש ולקצר את מחזור ייצור העובש. גם מערכות התבנית העליונות וגם התבנית התחתונה הן אוניברסאליות וניתן להשתמש בהן מחדש. חשוב מכך, ניתן לעבד את אבני חור המות באופן עצמאי, מה שיכול להבטיח טוב יותר את הדיוק של חגורת העבודה של חור המות. החור הפנימי של התבנית התחתונה מעוצב כצעד. החלק העליון וחסימת החור של עובש מאמצים התאמת פינוי, וערך הפער משני הצדדים הוא 0.06 ~ 0.1 מ '; החלק התחתון מאמצ את התאמת הפרעות, וכמות ההפרעה משני הצדדים היא 0.02 ~ 0.04 מ ', מה שמסייע להבטיח קואקסיאליות ומאפשר הרכבה, מה שהופך את השיבוץ להתאים יותר לקומפקטי, ובו בזמן הוא יכול להימנע מעיוות עובש הנגרם כתוצאה מהתקנה תרמית הפרעות מתאימות.

2.2 בחירת קיבולת המכבש

בחירת יכולת המכבש היא, מצד אחד, לקביעת הקוטר הפנימי המתאים של חבית שחול ואת הלחץ הספציפי המקסימלי של המכבש בקטע חבית ההחזר כדי לעמוד בלחץ במהלך יצירת המתכת. מצד שני, זה לקבוע את יחס ההשחזה המתאים ולבחור את מפרטי גודל העובש המתאימים על פי העלות. עבור פרופיל האלומיניום של רדיאטור חמניות, יחס ההחזר לא יכול להיות גדול מדי. הסיבה העיקרית היא שכוח שחול הוא פרופורציונלי ליחס שחול. ככל שיחס שחול גדול יותר, כך כוח שחול גדול יותר. זה מזיק ביותר לתבנית פרופיל אלומיניום רדיאטור חמניות.

הניסיון מראה כי יחס ההחזר של פרופילי האלומיניום לרדיאטורים של חמניות הוא פחות מ 25. לפרופיל המוצג באיור 1 נבחר מכשיר של 20.0 mn עם קוטר פנימי של חבית של 208 מ"מ. לאחר החישוב, הלחץ המרבי הספציפי של המכבש הוא 589MPA, שהוא ערך מתאים יותר. אם הלחץ הספציפי גבוה מדי, הלחץ על התבנית יהיה גדול, וזה מזיק לחיי התבנית; אם הלחץ הספציפי נמוך מדי, הוא לא יכול לעמוד בדרישות של יצירת שחול. הניסיון מראה כי לחץ ספציפי בטווח של 550 ~ 750 MPa יכול לעמוד טוב יותר על דרישות תהליכים שונות. לאחר החישוב, מקדם שחול הוא 4.37. מפרט גודל העובש נבחר כ- 350 מ"מ 200 מ"מ (קוטר חיצוני x מעלות).

3. קביעת פרמטרים מבניים של עובש

3.1 פרמטרים מבניים של עובש עליון

(1) מספר וסידור חורי הסטה. עבור עובש Shunt פרופיל רדיאטור חמניות, ככל שמספר החורים של האנט, כך ייטב. לפרופילים עם צורות מעגליות דומות, בדרך כלל נבחרים 3 עד 4 חורים מסורתיים מסורתיים. התוצאה היא שרוחב גשר האנט גדול יותר. באופן כללי, כאשר הוא גדול מ- 20 מ"מ, מספר הריתוכים פחות. עם זאת, בבחירת חגורת העבודה של חור המות, חגורת העבודה של חור המוות בתחתית גשר האנט חייבת להיות קצרה יותר. בתנאי שאין שיטת חישוב מדויקת לבחירת חגורת העבודה, היא תגרום באופן טבעי לחור המות מתחת לגשר ולחלקים אחרים כדי לא להשיג בדיוק את אותו קצב זרימה במהלך שחול בגלל ההבדל בחגורת העבודה, הבדל זה בקצב הזרימה ייצר לחץ מתיחה נוסף על השלוחה ויגרום לסטה של ​​שיני פיזור החום. לפיכך, עבור שחול רדיאטור החמניות מת עם מספר צפוף של שיניים, זה קריטי מאוד להבטיח שקצב הזרימה של כל שן יהיה עקבי. ככל שמספר חורי הסאנט יגדל, מספר הגשרים של הגשרים יגדל בהתאם, וקצב הזרימה והפצת הזרימה של המתכת יהפכו אחידים יותר. הסיבה לכך היא שככל שמספר הגשרים של הגשרים גדל, ניתן להפחית את רוחב הגשרים של הגשרים בהתאם.

נתונים מעשיים מראים שמספר חורי הסאנט הוא בדרך כלל 6 או 8, או אפילו יותר. כמובן, עבור כמה פרופילי פיזור חום חמניות גדולות, התבנית העליונה יכולה גם לארגן את חורי הסאנט בהתאם לעיקרון רוחב גשר האנט ≤ 14 מ"מ. ההבדל הוא שיש להוסיף צלחת מפצל קדמית כדי להפיץ מראש ולהתאים את זרימת המתכת. ניתן לבצע את המספר והסידור של חורי ההפרדה בצלחת ההפרדה הקדמית בצורה מסורתית.

בנוסף, בעת סידור חורי הסאנט, יש לקחת בחשבון את השימוש בתבנית העליונה כדי להגן כראוי על ראש השלוחה של שן פיזור החום כדי למנוע מהמתכת לפגוע ישירות בראש צינור השלוחה ובכך לשפר את מצב הלחץ של צינור השלוחה. החלק החסום של ראש השלוחה בין השיניים יכול להיות 1/5 ~ 1/4 באורך צינור השלוחה. הפריסה של חורי הסאנט מוצגת באיור 3

(2) יחסי האזור של חור הסאנט. מכיוון שעובי הקיר של שורש השן החמה הוא קטן והגובה רחוק מהמרכז, והאזור הפיזי שונה מאוד מהמרכז, זהו החלק הקשה ביותר ליצירת מתכת. לפיכך, נקודת מפתח בעיצוב תבנית פרופיל הרדיאטור של חמניות היא להפוך את קצב הזרימה של החלק המוצק המרכזי לאיטי ככל האפשר כדי להבטיח שהמתכת תחילה תמלא את שורש השן. על מנת להשיג השפעה כזו, מצד אחד, זו בחירת חגורת העבודה, וחשוב מכך, קביעת שטח חור ההפרדה, בעיקר שטח החלק המרכזי המתאים לחור ההברר. בדיקות וערכים אמפיריים מראים שההשפעה הטובה ביותר מושגת כאשר שטח החור המרכזי של החור S1 והשטח של חור הסדל החיצוני S2 מספקים את הקשר הבא: S1 = (0.52 ~ 0.72) S2

בנוסף, תעלת זרימת המתכת היעילה של חור המפצל המרכזי צריכה להיות ארוכה של 20 ~ 25 מ"מ מתעלת זרימת המתכת היעילה של חור המפצל החיצוני. אורך זה לוקח בחשבון גם את השוליים ואת האפשרות לתיקון עובש.

(3) עומק תא הריתוך. חליטת פרופיל הרדיאטור החמנית Die שונה מהמתים המסורתיים. כל תא הריתוך שלו חייב להיות ממוקם במות העליון. זאת כדי להבטיח את הדיוק של עיבוד חסימת החור של המות התחתון, במיוחד את הדיוק של חגורת העבודה. בהשוואה לתבנית הסאנט המסורתית, יש להגדיל את עומק תא הריתוך של עובש Shunt פרופיל רדיאטור חמניות. ככל שקיבולת מכונת ההחלישה גדולה יותר, כך העלייה בעומק תא הריתוך, שהיא 15 ~ 25 מ"מ. לדוגמה, אם משתמשים במכונת שחול של 20 mn, עומק תא הריתוך של המות הסאנט המסורתי הוא 20 ~ 22 מ"מ, ואילו עומק תא הריתוך של המתים של פרופיל רדיאטור החמניות צריך להיות 35 ~ 40 מ"מ ו היתרון בכך הוא שהמתכת מרותכת לחלוטין והלחץ על הצינור התלוי מופחת מאוד. מבנה תא ריתוך העובש העליון מוצג באיור 4.

3.2 תכנון תוספת חור למות

העיצוב של גוש חור המוות כולל בעיקר את גודל חור המות, חגורת העבודה, הקוטר החיצוני ועובי גוש המראה וכו '.

(1) קביעת גודל חור המות. ניתן לקבוע את גודל חור המוות באופן מסורתי, בעיקר בהתחשב בקנה מידה של עיבוד תרמי של סגסוגת.

(2) בחירת חגורת עבודה. העיקרון של בחירת חגורת העבודה הוא להבטיח תחילה כי אספקת כל המתכת בתחתית שורש השן מספיקה, כך שקצב הזרימה בתחתית שורש השן מהיר יותר מחלקים אחרים. לפיכך, חגורת העבודה בתחתית שורש השן צריכה להיות הקצרה ביותר, עם ערך של 0.3 ~ 0.6 מ"מ, ויש להגדיל את חגורת העבודה בחלקים הסמוכים ב- 0.3 מ"מ. העיקרון הוא לגדול ב- 0.4 ~ 0.5 בכל 10 ~ 15 מ"מ לכיוון המרכז; שנית, חגורת העבודה בחלק המוצק הגדול ביותר של המרכז לא צריכה לעלות על 7 מ"מ. אחרת, אם הפרש האורך של חגורת העבודה גדול מדי, שגיאות גדולות יתרחשו בעיבוד אלקטרודות נחושת ועיבוד EDM של חגורת העבודה. שגיאה זו יכולה בקלות לגרום להיפטרת השן במהלך תהליך ההחלישה. חגורת העבודה מוצגת באיור 5.

 

(3) הקוטר החיצוני ועובי התוספת. עבור תבניות שונט מסורתיות, עובי תוסף חור המות הוא עובי התבנית התחתונה. עם זאת, עבור עובש רדיאטור חמניות, אם העובי האפקטיבי של חור המות גדול מדי, הפרופיל יתנגש בקלות עם התבנית במהלך שחול ופריקה, וכתוצאה מכך שיניים לא אחידות, שריטות או אפילו שיניים שיניים. אלה יגרמו לשבירה של השיניים.

בנוסף, אם עובי חור המוות ארוך מדי, מצד אחד, זמן העיבוד ארוך במהלך תהליך ה- EDM, ומצד שני, קל לגרום לסטיית קורוזיה חשמלית, וזה גם קל לגרום לסטיית שיניים במהלך שחול. כמובן שאם עובי חור המוות קטן מדי, לא ניתן להבטיח את חוזק השיניים. לפיכך, תוך התחשבות בשני הגורמים הללו, הניסיון מראה כי דרגת הכנסת החור של התבנית התחתונה היא בדרך כלל 40 עד 50; והקוטר החיצוני של תוספת חור המות צריך להיות 25 עד 30 מ"מ מהקצה הגדול ביותר של חור המות אל המעגל החיצוני של התוספת.

עבור הפרופיל המוצג באיור 1, הקוטר החיצוני והעובי של גוש חור המות הם 225 מ"מ ו -50 מ"מ בהתאמה. תוספת חור המות מוצגת באיור 6. D באיור הוא הגודל בפועל והגודל הנומינלי הוא 225 מ"מ. סטיית הגבול של מידותיה החיצוניות מתאימה לפי החור הפנימי של התבנית התחתונה כדי להבטיח שהפער החד -צדדי נמצא בטווח של 0.01 ~ 0.02 מ"מ. גוש חור המות מוצג באיור 6. הגודל הנומינלי של החור הפנימי של גוש חור המות המונח על התבנית התחתונה הוא 225 מ"מ. בהתבסס על הגודל הנמדד בפועל, גוש חור המות מתאים לפי העיקרון של 0.01 ~ 0.02 מ"מ לכל צד. ניתן להשיג את הקוטר החיצוני של גוש חור המות כ- D, אך לנוחיות ההתקנה, ניתן להפחית כראוי את הקוטר החיצוני של בלוק המראה של חור המתים בטווח של 0.1 מ 'בקצה ההזנה, כפי שמוצג באיור ו

4. טכנולוגיות מפתח של ייצור עובש

עיבוד שבבי של תבנית פרופיל הרדיאטור החמנית אינו שונה בהרבה מזה של תבניות פרופיל אלומיניום רגילות. ההבדל הברור בא לידי ביטוי בעיקר בעיבוד החשמלי.

(1) מבחינת חיתוך תיל, יש צורך למנוע את העיוות של האלקטרודה הנחושת. מכיוון שהאלקטרודה הנחושת המשמשת ל- EDM כבדה, השיניים קטנות מדי, לאלקטרודה עצמה רכה, יש קשיחות לקויה, והטמפרטורה הגבוהה המקומית הנוצרת על ידי חיתוך תיל גורמת לעיוות האלקטרודה בקלות במהלך תהליך חיתוך החוט. בעת שימוש באלקטרודות נחושת מעוותות כדי לעבד חגורות עבודה וסכינים ריקות, יתרחשו שיניים מפותלות, מה שעלול לגרום לקשירת התבנית במהלך העיבוד. לכן יש צורך למנוע עיוות של אלקטרודות הנחושת בתהליך הייצור המקוון. אמצעי המניעה העיקריים הם: לפני חיתוך תיל, מפלס את גוש הנחושת במיטה; השתמש במחוון חיוג כדי להתאים את האנכיות בהתחלה; בעת חיתוך תיל, התחל תחילה מחלק השן, ולבסוף חתוך את החלק בקיר עבה; מדי פעם השתמשו בגרוטאות חוט כסף כדי למלא את החלקים החתוכים; לאחר ביצוע החוט, השתמש במכונת תיל כדי לנתק קטע קצר של כ -4 מ"מ לאורך האלקטרודה הנחושת החתוכה.

(2) עיבוד פריקה חשמלי שונה כמובן מתבניות רגילות. EDM חשוב מאוד בעיבוד תבניות פרופיל רדיאטור חמניות. גם אם העיצוב מושלם, פגם קל ב- EDM יגרום לניתוק של כל התבנית. עיבוד פריקה חשמלי אינו תלוי בציוד כמו חיתוך תיל. זה תלוי במידה רבה בכישורי ההפעלה של המפעיל ובמיומנותו. עיבוד פריקה חשמלי שומר בעיקר תשומת לב לחמש הנקודות הבאות:

① זרם עיבוד פריקה חשמלי. 7 ~ 10 ניתן להשתמש בזרם לעיבוד עיבוד EDM ראשוני כדי לקצר את זמן העיבוד; 5 ~ 7 ניתן להשתמש בזרם לגימור עיבוד שבבי. המטרה של שימוש בזרם קטן היא להשיג משטח טוב;

② הבטיחו את השטיחות של פנים קצה התבנית ואת האנכיות של האלקטרודה הנחושת. שטוח לקוי של פנים קצה התבנית או אנכיות לא מספקת של האלקטרודה הנחושת מקשה על להבטיח כי אורך חגורת העבודה לאחר עיבוד EDM תואם את אורך חגורת העבודה המעוצב. קל לתהליך ה- EDM להיכשל או אפילו לחדור לחגורת העבודה השיניים. לכן, לפני העיבוד, יש להשתמש במטחנה כדי לשטח את שני קצוות התבנית כדי לעמוד בדרישות הדיוק, ויש להשתמש באינדיקטור חיוג כדי לתקן את האנכיות של האלקטרודה הנחושת;

③ וודא שהפער בין הסכינים הריקים יהיה שווה. במהלך עיבוד ראשוני, בדוק אם הכלי הריק מקזז כל 0.2 מ"מ כל 3 עד 4 מ"מ עיבוד. אם הקיזוז גדול, יהיה קשה לתקן אותו עם התאמות עוקבות;

היכרות בשאריות שנוצרו במהלך תהליך ה- EDM במועד. קורוזיה של פריקת ניצוץ תייצר כמות גדולה של שאריות, שיש לנקות אותה בזמן, אחרת אורך חגורת העבודה יהיה שונה בגלל הגבהים השונים של המשקעים;

⑤ יש לדמות את התבנית לפני EDM.

5. השוואה בין תוצאות שחול

הפרופיל המוצג באיור 1 נבדק באמצעות עובש המפוצל המסורתי ותכנית העיצוב החדשה שהוצעה במאמר זה. ההשוואה בין התוצאות מוצגת בטבלה 1.

ניתן לראות מתוצאות ההשוואה כי למבנה העובש השפעה רבה על חיי העובש. לתבנית המתוכננת באמצעות התוכנית החדשה יש יתרונות ברורים ומשפרת מאוד את חיי העובש.

6. מסקנה

עובש שחול פרופיל רדיאטור חמניות הוא סוג של עובש שקשה מאוד לתכנן וייצור, והעיצוב והייצור שלה מורכבים יחסית. לכן, כדי להבטיח את שיעור ההצלחה של שחול וחיי השירות של התבנית, יש להשיג את הנקודות הבאות:

(1) יש לבחור באופן סביר את הצורה המבנית של התבנית. מבנה התבנית חייב להיות תורם להפחתת כוח שחול כדי להפחית את הלחץ על שלוחה של התבנית שנוצר על ידי שיני פיזור החום, ובכך לשפר את חוזק התבנית. המפתח הוא לקבוע באופן סביר את מספר וסידורם של חורי הסאנט ואת שטח חורי הסאנט ופרמטרים אחרים: ראשית, רוחב גשר הסאנט שנוצר בין חורי האנט לא אמור לעלות על 16 מ"מ; שנית, יש לקבוע את שטח החור המפוצל כך שיחס הפיצול יגיע ליותר מ -30% מיחס ההחלישה ככל האפשר תוך הבטחת חוזק התבנית.

(2) בחרו באופן סביר את חגורת העבודה ואמצו אמצעים סבירים במהלך עיבוד חשמלי, כולל טכנולוגיית העיבוד של אלקטרודות נחושת והפרמטרים הסטנדרטיים החשמליים של עיבוד חשמלי. נקודת המפתח הראשונה היא שאלקטרודה הנחושת צריכה להיות קרקע לפני חיתוך החוט, ויש להשתמש בשיטת ההכנסה במהלך חיתוך תיל כדי להבטיח אותה. האלקטרודות אינן רופפות או מעוותות.

(3) במהלך תהליך העיבוד החשמלי, יש ליישר במדויק את האלקטרודה כדי למנוע סטיית שיניים. כמובן, על בסיס תכנון וייצור סבירים, השימוש בפלדת עובש באיכות גבוהה בעבודה חמה ותהליך טיפול בחום ואקום של שלושה זמרים או יותר יכול למקסם את הפוטנציאל של התבנית ולהשיג תוצאות טובות יותר. מתכנון, ייצור לייצור שחול, רק אם כל קישור מדויק נוכל להבטיח שתבנית פרופיל הרדיאטור של חמניות תוחלט.