Como as ligas de alumínio são leves, bonitas, têm boa resistência à corrosão e têm excelente condutividade térmica e desempenho de processamento, eles são amplamente utilizados como componentes de dissipação de calor na indústria de TI, eletrônicos e indústrias automotivas, especialmente na indústria de LED atualmente emergente. Esses componentes de dissipação de calor da liga de alumínio têm boas funções de dissipação de calor. Na produção, a chave para a produção de extrusão eficiente desses perfis de radiador é o molde. Como esses perfis geralmente têm as características de dentes de dissipação de calor grandes e densos e tubos de suspensão longos, a estrutura tradicional da matriz plana, a estrutura da matriz dividida e a estrutura da matriz do perfil semi-seguinte, não podem muito bem atender aos requisitos de resistência ao molde e moldagem por extrusão.
Atualmente, as empresas dependem mais da qualidade do aço do mofo. Para melhorar a força do molde, eles não hesitam em usar aço importado caro. O custo do molde é muito alto e a vida média real do molde é menor que 3T, resultando no preço de mercado do radiador ser relativamente alto, restringindo seriamente a promoção e a popularização das lâmpadas LED. Portanto, os morre de extrusão para perfis de radiador em forma de girassol atraíram muita atenção do pessoal de engenharia e técnico da indústria.
Este artigo apresenta as várias tecnologias da matriz de extrusão de perfil do radiador de girassol, obtida através de anos de pesquisa meticulosa e produção repetida de ensaios por meio de exemplos na produção real, para referência por pares.
1. Análise das características estruturais das seções de perfil de alumínio
A Figura 1 mostra a seção transversal de um perfil de alumínio do radiador de girassol típico. A área da seção transversal do perfil é de 7773,5 mm², com um total de 40 dentes de dissipação de calor. O tamanho máximo de abertura de suspensão formado entre os dentes é de 4,46 mm. Após o cálculo, a razão da língua entre os dentes é de 15,7. Ao mesmo tempo, há uma grande área sólida no centro do perfil, com uma área de 3846,5 mm².
A julgar pelas características da forma do perfil, o espaço entre os dentes pode ser considerado como perfis semi-seguidos, e o perfil do radiador é composto por vários perfis semi-seguidos. Portanto, ao projetar a estrutura do molde, a chave é considerar como garantir a força do molde. Embora para perfis semi-seguidos, a indústria tenha desenvolvido uma variedade de estruturas de moldes maduros, como "molde de divisor coberto", "molde de divisor de corte", "molde de divisor de ponte de suspensão", etc. No entanto, essas estruturas não são aplicáveis a produtos de produtos composto por vários perfis semi-seguidos. O design tradicional considera apenas os materiais, mas na moldagem por extrusão, o maior impacto na força é a força de extrusão durante o processo de extrusão, e o processo de formação de metal é o principal fator que gera força de extrusão.
Devido à grande área sólida central do perfil do radiador solar, é muito fácil fazer com que a taxa de fluxo geral nessa área seja muito rápida durante o processo de extrusão, e a tensão de tração adicional será gerada na cabeça da suspensão entre retiradas Tubo, resultando na fratura do tubo de suspensão de entretenimento. Portanto, no design da estrutura do molde, devemos nos concentrar no ajuste da taxa de fluxo de metal e da taxa de fluxo para alcançar o objetivo de reduzir a pressão de extrusão e melhorar o estado de estresse do tubo suspenso entre os dentes, de modo a melhorar a força da força de o molde.
2. Seleção da estrutura de moldes e capacidade de imprensa de extrusão
2.1 Formulário da estrutura do molde
Para o perfil do radiador de girassol mostrado na Figura 1, embora não tenha uma parte oca, deve adotar a estrutura do molde dividido, como mostrado na Figura 2. Diferente da estrutura tradicional do molde de derivação, a câmara da estação de solda de metal é colocada na parte superior mofo e uma estrutura de inserção é usada no molde inferior. O objetivo é reduzir os custos de molde e reduzir o ciclo de fabricação de moldes. Os conjuntos de moldes superiores e inferiores são universais e podem ser reutilizados. Mais importante, os blocos de orifício do dado podem ser processados de forma independente, o que pode garantir melhor a precisão do cinto de trabalho do furo. O orifício interno do molde inferior foi projetado como uma etapa. A parte superior e o bloqueio do furo adotam ajuste de folga, e o valor de gap em ambos os lados é de 0,06 ~ 0,1m; A parte inferior adota ajuste de interferência e a quantidade de interferência em ambos os lados é de 0,02 ~ 0,04m, o que ajuda a garantir a coaxialidade e facilita a montagem, tornando o incrustação se encaixar mais compacto e, ao mesmo tempo, pode evitar a deformação do mofo causada pela instalação térmica ajuste de interferência.
2.2 Seleção da capacidade da extrusora
A seleção da capacidade da extrusora é, por um lado, para determinar o diâmetro interno apropriado do barril de extrusão e a pressão máxima específica da extrusora na seção do barril de extrusão para atender à pressão durante a formação de metais. Por outro lado, é para determinar a taxa de extrusão apropriada e selecionar as especificações de tamanho de molde apropriadas com base no custo. Para o perfil de alumínio do radiador de girassol, a taxa de extrusão não pode ser muito grande. A principal razão é que a força de extrusão é proporcional à taxa de extrusão. Quanto maior a taxa de extrusão, maior a força de extrusão. Isso é extremamente prejudicial ao molde do perfil de alumínio do radiador de girassol.
A experiência mostra que a taxa de extrusão de perfis de alumínio para radiadores de girassol é menor que 25. Para o perfil mostrado na Figura 1, foi selecionada uma extrusora de 20,0 Mn com um diâmetro interno de barril de extrusão de 208 mm. Após o cálculo, a pressão máxima específica da extrusora é de 589MPa, que é um valor mais apropriado. Se a pressão específica for muito alta, a pressão no molde será grande, o que é prejudicial para a vida útil do molde; Se a pressão específica for muito baixa, não poderá atender aos requisitos de formação de extrusão. A experiência mostra que uma pressão específica na faixa de 550 ~ 750 MPa pode atender melhor a vários requisitos de processo. Após o cálculo, o coeficiente de extrusão é 4,37. A especificação do tamanho do molde é selecionada como 350 mmx200 mm (diâmetro externo x graus).
3. Determinação de parâmetros estruturais do molde
3.1 Parâmetros estruturais do molde superior
(1) Número e arranjo dos orifícios do desviador. Para o molde de derivação do perfil do radiador do girassol, quanto mais o número de orifícios de derivação, melhor. Para perfis com formas circulares semelhantes, 3 a 4 orifícios de derivação tradicionais são geralmente selecionados. O resultado é que a largura da ponte de derivação é maior. Geralmente, quando é maior que 20 mm, o número de soldas é menor. No entanto, ao selecionar o cinturão de trabalho do orifício da matriz, o cinturão de trabalho do orifício na parte inferior da ponte de derivação deve ser mais curto. Sob a condição de que não existe um método de cálculo preciso para a seleção do cinturão de trabalho, isso naturalmente causará o orifício da matriz sob a ponte e outras partes para não atingir exatamente a mesma taxa de fluxo durante a extrusão devido à diferença no cinturão de trabalho, Essa diferença na taxa de fluxo produzirá tensão de tração adicional no cantilever e causará deflexão dos dentes de dissipação de calor. Portanto, para a morte de extrusão de radiador de girassol com um número denso de dentes, é muito crítico garantir que a taxa de fluxo de cada dente seja consistente. À medida que o número de orifícios de derivação aumenta, o número de pontes de derivação aumentará de acordo e a vazão e a distribuição de fluxo do metal se tornarão mais uniformes. Isso ocorre porque, à medida que o número de pontes de derivação aumenta, a largura das pontes de derivação pode ser reduzida de acordo.
Dados práticos mostram que o número de furos de derivação é geralmente 6 ou 8, ou até mais. Obviamente, para alguns grandes perfis de dissipação de calor de girassol, o molde superior também pode organizar os orifícios de derivação de acordo com o princípio da largura da ponte de derivação ≤ 14 mm. A diferença é que uma placa de divisor dianteiro deve ser adicionada para pré-distribuir e ajustar o fluxo de metal. O número e o arranjo dos orifícios do desviador na placa do desviador da frente podem ser realizados de maneira tradicional.
Além disso, ao organizar os orifícios de derivação, deve -se considerar o uso do molde superior para proteger adequadamente a cabeça do cantilever do dente de dissipação de calor para impedir que o metal atinja diretamente a cabeça do tubo do cantilever e, assim, melhorar o estado de estresse do tubo cantilever. A parte bloqueada da cabeça do cantilever entre os dentes pode ser de 1/5 ~ 1/4 do comprimento do tubo cantilever. O layout dos furos de derivação é mostrado na Figura 3
(2) A relação de área do buraco de derivação. Como a espessura da parede da raiz do dente quente é pequena e a altura está longe do centro, e a área física é muito diferente do centro, é a parte mais difícil de formar metal. Portanto, um ponto -chave no design do molde do perfil do radiador de girassol é tornar a taxa de fluxo da parte sólida central o mais lenta possível para garantir que o metal encha a raiz do dente. Para alcançar esse efeito, por um lado, é a seleção do cinturão de trabalho e, mais importante, a determinação da área do orifício do desviador, principalmente a área da parte central correspondente ao orifício do desviador. Testes e valores empíricos mostram que o melhor efeito é alcançado quando a área do orifício do desviador central S1 e a área do orifício do desviador único externo S2 satisfazem o seguinte relacionamento: S1 = (0,52 ~ 0,72) S2
Além disso, o canal de fluxo metálico eficaz do orifício central do divisor deve ser de 20 ~ 25 mm mais longo que o canal de fluxo metálico eficaz do orifício do divisor externo. Esse comprimento também leva em consideração a margem e a possibilidade de reparo de mofo.
(3) profundidade da câmara de soldagem. O dado de extrusão do perfil do radiador do girassol é diferente do dado de derivação tradicional. Toda a sua câmara de soldagem deve estar localizada no dado superior. Isso é para garantir a precisão do processamento do bloco de orifícios da matriz inferior, especialmente a precisão do cinturão de trabalho. Comparado com o molde de derivação tradicional, a profundidade da câmara de soldagem do molde de derivação do perfil do radiador de girassol precisa ser aumentada. Quanto maior a capacidade da máquina de extrusão, maior o aumento na profundidade da câmara de soldagem, que é de 15 a 25 mm. Por exemplo, se uma máquina de extrusão de 20 Mn for usada, a profundidade da câmara de soldagem do dado de derivação tradicional é de 20 ~ 22mm, enquanto a profundidade da câmara de soldagem da matriz de derivação do perfil do radiador de girassol deve ser de 35 ~ 40 mm . A vantagem disso é que o metal está totalmente soldado e a tensão no tubo suspenso é bastante reduzida. A estrutura da câmara de soldagem do molde superior é mostrada na Figura 4.
3.2 Projeto de inserção do orifício
O design do bloco do orifício do dado inclui principalmente o tamanho do orifício do dado, o cinto de trabalho, o diâmetro externo e a espessura do bloco de espelho, etc.
(1) Determinação do tamanho do orifício do dado. O tamanho do orifício do dado pode ser determinado de maneira tradicional, considerando principalmente a escala do processamento térmico da liga.
(2) Seleção do cinto de trabalho. O princípio da seleção da correia de trabalho é primeiro garantir que o suprimento de todo o metal na parte inferior da raiz do dente seja suficiente, de modo que a vazão na parte inferior da raiz do dente seja mais rápida que outras partes. Portanto, a correia de trabalho na parte inferior da raiz do dente deve ser a mais curta, com um valor de 0,3 ~ 0,6 mm, e a correia de trabalho nas partes adjacentes deve ser aumentada em 0,3 mm. O princípio é aumentar em 0,4 ~ 0,5 a cada 10 ~ 15mm em direção ao centro; Em segundo lugar, o cinturão de trabalho na maior parte sólida do centro não deve exceder 7 mm. Caso contrário, se a diferença de comprimento da correia de trabalho for muito grande, ocorrerá grandes erros no processamento de eletrodos de cobre e processamento de EDM da correia de trabalho. Esse erro pode facilmente causar a quebra da deflexão dentária durante o processo de extrusão. O cinto de trabalho é mostrado na Figura 5.
(3) O diâmetro externo e a espessura da inserção. Para moldes tradicionais de derivação, a espessura da inserção do orifício da matriz é a espessura do molde inferior. No entanto, para o molde do radiador de girassol, se a espessura efetiva do orifício da matriz for muito grande, o perfil colide facilmente com o molde durante a extrusão e descarga, resultando em dentes irregulares, arranhões ou mesmo bloqueios de dente. Isso fará com que os dentes quebrem.
Além disso, se a espessura do orifício da matriz for muito longa, por um lado, o tempo de processamento é longo durante o processo EDM e, por outro lado, é fácil causar desvio de corrosão elétrica e também é fácil causar desvio dentário durante a extrusão. Obviamente, se a espessura do orifício do dado for muito pequena, a força dos dentes não poderá ser garantida. Portanto, levar em consideração esses dois fatores, a experiência mostra que o grau de inserção do buraco do molde inferior é geralmente de 40 a 50; e o diâmetro externo da inserção do orifício da matriz deve ser de 25 a 30 mm da maior borda do orifício da matriz até o círculo externo da inserção.
Para o perfil mostrado na Figura 1, o diâmetro externo e a espessura do bloco do orifício da matriz são de 225 mm e 50 mm, respectivamente. A inserção do orifício da matriz é mostrada na Figura 6. D na figura é o tamanho real e o tamanho nominal é de 225 mm. O desvio limite de suas dimensões externas é correspondido de acordo com o orifício interno do molde inferior para garantir que o intervalo unilateral esteja dentro da faixa de 0,01 ~ 0,02 mm. O bloco do orifício da matriz é mostrado na Figura 6. O tamanho nominal do orifício interno do bloco do orifício da matriz colocado no molde inferior é de 225 mm. Com base no tamanho real medido, o bloco do orifício da matriz é correspondido de acordo com o princípio de 0,01 ~ 0,02 mm de cada lado. O diâmetro externo do bloco do orifício da matriz pode ser obtido como D, mas para a conveniência da instalação, o diâmetro externo do bloco de espelho do orifício da matriz pode ser adequadamente reduzido dentro da faixa de 0,1m na extremidade da alimentação, como mostrado na figura .
4. Tecnologias -chave da fabricação de moldes
A usinagem do molde do perfil do radiador de girassol não é muito diferente da dos moldes comuns de perfil de alumínio. A diferença óbvia é refletida principalmente no processamento elétrico.
(1) Em termos de corte de arame, é necessário impedir a deformação do eletrodo de cobre. Como o eletrodo de cobre usado para o EDM é pesado, os dentes são muito pequenos, o eletrodo em si é macio, tem baixa rigidez e a alta temperatura local gerada pelo corte do fio faz com que o eletrodo seja facilmente deformado durante o processo de corte de arame. Ao usar eletrodos deformações deformados para processar cintos de trabalho e facas vazias, ocorrerão dentes distorcidos, o que pode facilmente fazer com que o molde seja descartado durante o processamento. Portanto, é necessário impedir a deformação dos eletrodos de cobre durante o processo de fabricação on -line. As principais medidas preventivas são: Antes de corte de arame, nivelam o bloco de cobre com uma cama; Use um indicador de discagem para ajustar a verticalidade no início; Ao cortar o fio, comece primeiro da parte do dente e finalmente corte a peça com parede grossa; De vez em quando, use arame prateado de sucata para preencher as peças cortadas; Depois que o fio é feito, use uma máquina de arame para cortar uma seção curta de cerca de 4 mm ao longo do comprimento do eletrodo de cobre cortado.
(2) A usinagem de descarga elétrica é obviamente diferente dos moldes comuns. O EDM é muito importante no processamento de moldes de perfil do radiador de girassol. Mesmo que o design seja perfeito, um leve defeito no EDM fará com que todo o molde seja descartado. A usinagem de descarga elétrica não depende tão do equipamento quanto o corte de arame. Depende em grande parte das habilidades operacionais e proficiência do operador. A usinagem de descarga elétrica presta atenção principalmente aos cinco pontos a seguir:
① Corrente de usinagem de descarga elétrica. 7 ~ 10 Uma corrente pode ser usada para usinagem inicial de EDM para reduzir o tempo de processamento; 5 ~ 7 Uma corrente pode ser usada para acabar a usinagem. O objetivo de usar pequena corrente é obter uma boa superfície;
② Verifique se a planicidade da face final do molde e a verticalidade do eletrodo de cobre. A falta de nivelamento da face final do molde ou a verticalidade insuficiente do eletrodo de cobre dificulta a garantia de que o comprimento da correia de trabalho após o processamento do EDM seja consistente com o comprimento da correia de trabalho projetado. É fácil para o processo EDM falhar ou até penetrar no cinto de trabalho dentado. Portanto, antes do processamento, um moedor deve ser usado para achatar as duas extremidades do molde para atender aos requisitos de precisão, e um indicador de discagem deve ser usado para corrigir a verticalidade do eletrodo de cobre;
③ Verifique se a lacuna entre as facas vazias é uniforme. Durante a usinagem inicial, verifique se a ferramenta vazia está compensada a cada 0,2 mm a cada 3 a 4 mm de processamento. Se o deslocamento for grande, será difícil corrigi -lo com ajustes subsequentes;
Remoove o resíduo gerado durante o processo EDM em tempo hábil. A corrosão da descarga de faísca produzirá uma grande quantidade de resíduos, que deve ser limpa no tempo, caso contrário, o comprimento da correia de trabalho será diferente devido às diferentes alturas do resíduo;
⑤O molde deve ser desmagnetizado antes do EDM.
5. Comparação dos resultados da extrusão
O perfil mostrado na Figura 1 foi testado usando o molde dividido tradicional e o novo esquema de design proposto neste artigo. A comparação dos resultados é mostrada na Tabela 1.
Pode ser visto a partir dos resultados da comparação que a estrutura do molde tem uma grande influência na vida útil do molde. O molde projetado usando o novo esquema tem vantagens óbvias e melhora bastante a vida útil do molde.
6. Conclusão
O molde de extrusão de perfil do radiador de girassol é um tipo de molde que é muito difícil de projetar e fabricar, e seu design e fabricação são relativamente complexos. Portanto, para garantir a taxa de sucesso da extrusão e a vida útil do molde, os seguintes pontos devem ser alcançados:
(1) A forma estrutural do molde deve ser selecionada razoavelmente. A estrutura do molde deve ser propícia a reduzir a força de extrusão para reduzir a tensão no cantilever do molde formado pelos dentes de dissipação de calor, melhorando assim a força do molde. A chave é determinar razoavelmente o número e o arranjo dos orifícios de derivação e a área dos orifícios de derivação e outros parâmetros: primeiro, a largura da ponte de derivação formada entre os orifícios de derivação não deve exceder 16mm; Segundo, a área do orifício dividido deve ser determinada para que a proporção de divisão atinja mais de 30% da taxa de extrusão o máximo possível, garantindo a força do molde.
(2) Selecione razoavelmente a correia de trabalho e adote medidas razoáveis durante a usinagem elétrica, incluindo a tecnologia de processamento dos eletrodos de cobre e os parâmetros padrão elétricos da usinagem elétrica. O primeiro ponto -chave é que o eletrodo de cobre deve ser o solo da superfície antes do corte do fio e o método de inserção deve ser usado durante o corte do fio para garantir. Os eletrodos não estão soltos ou deformados.
(3) Durante o processo de usinagem elétrica, o eletrodo deve estar alinhado com precisão para evitar o desvio dentário. Obviamente, com base em um projeto e fabricação razoáveis, o uso de aço mofo a quente de alta qualidade e o processo de tratamento térmico a vácuo de três ou mais temperaturas podem maximizar o potencial do molde e obter melhores resultados. Do design, fabricação à produção de extrusão, somente se cada link for preciso, podemos garantir que o molde do perfil do radiador de girassol seja extrudado.
Hora de postagem: agosto-01-2024
