Motivul pentru care profilele din aliaj de aluminiu sunt utilizate pe scară largă în viață și producție este că toată lumea își recunoaște pe deplin avantajele, cum ar fi densitatea scăzută, rezistența la coroziune, conductivitate electrică excelentă, proprietăți neferomagnetice, formabilitate și reciclabilitate.
Industria profilelor de aluminiu din China a crescut de la zero, de la mic la mare, până când s-a dezvoltat într-o țară majoră de producție de profile de aluminiu, producția fiind pe primul loc în lume. Cu toate acestea, pe măsură ce cerințele pieței pentru produsele din profil din aluminiu continuă să crească, producția de profile din aluminiu s-a dezvoltat în direcția complexității, preciziei ridicate și producției pe scară largă, ceea ce a adus o serie de probleme de producție.
Profilele de aluminiu sunt produse în mare parte prin extrudare. În timpul producției, pe lângă performanța extruderului, designul matriței, compoziția tijei de aluminiu, tratamentul termic și alți factori de proces, trebuie luate în considerare și proiectarea secțiunii transversale a profilului. Cel mai bun design al secțiunii transversale a profilului poate nu numai să reducă dificultatea procesului de la sursă, ci și să îmbunătățească calitatea și efectul de utilizare al produsului, să reducă costurile și să scurteze timpul de livrare.
Acest articol rezumă mai multe tehnici utilizate în mod obișnuit în proiectarea secțiunii transversale a profilului de aluminiu prin cazuri reale în producție.
1. Principii de proiectare a profilului din aluminiu
Extrudarea profilului de aluminiu este o metodă de prelucrare în care o tijă de aluminiu încălzită este încărcată într-un butoi de extrudare și se aplică presiune printr-un extruder pentru a o extruda dintr-o gaură a matriței de o formă și dimensiune date, provocând deformarea plastică pentru a obține produsul necesar. Deoarece tija de aluminiu este afectată de diverși factori, cum ar fi temperatura, viteza de extrudare, cantitatea de deformare și mucegaiul în timpul procesului de deformare, uniformitatea fluxului de metal este dificil de controlat, ceea ce aduce anumite dificultăți în proiectarea matriței. Pentru a asigura rezistența matriței și pentru a evita fisurile, prăbușirea, ciobirea etc., în proiectarea secțiunii de profil trebuie evitate următoarele: cantile mari, deschideri mici, găuri mici, poroase, asimetrice, pereți subțiri, pereți neuniform. grosime etc. La proiectare, trebuie mai întâi să-i satisfacem performanțele din punct de vedere al utilizării, decorațiunii etc. Secțiunea rezultată este utilizabilă, dar nu este cea mai bună soluție. Deoarece atunci când proiectanții nu cunosc procesul de extrudare și nu înțeleg echipamentul relevant de proces, iar cerințele procesului de producție sunt prea mari și stricte, rata de calificare va fi redusă, costul va crește și profilul ideal nu va fi produs. Prin urmare, principiul proiectării secțiunii de profil din aluminiu este de a utiliza cel mai simplu proces posibil, respectând în același timp designul funcțional.
2. Câteva sfaturi despre designul interfeței profilului de aluminiu
2.1 Compensarea erorilor
Închiderea este unul dintre defectele comune în producția de profile. Principalele motive sunt următoarele:
(1) Profilele cu deschideri adânci în secțiune transversală se vor închide adesea când sunt extrudate.
(2) Întinderea și îndreptarea profilelor va intensifica închiderea.
(3) Profilele injectate cu clei cu anumite structuri vor avea și ele închidere din cauza contracției coloidului după injectarea cleiului.
Dacă închiderea menționată mai sus nu este gravă, aceasta poate fi evitată prin controlul debitului prin proiectarea matriței; dar dacă se suprapun mai mulți factori și proiectarea matriței și procesele aferente nu pot rezolva închiderea, se poate da precompensare în proiectarea secțiunii transversale, adică pre-deschidere.
Valoarea compensației înainte de deschidere ar trebui să fie selectată pe baza structurii sale specifice și a experienței anterioare de închidere. În acest moment, designul desenului de deschidere a matriței (pre-deschidere) și desenul finit sunt diferite (Figura 1).
2.2 Împărțiți secțiunile mari în mai multe secțiuni mici
Odată cu dezvoltarea profilelor de aluminiu la scară largă, modelele în secțiune transversală ale multor profile devin din ce în ce mai mari, ceea ce înseamnă că sunt necesare o serie de echipamente precum extrudere mari, matrițe mari, tije mari de aluminiu etc. , iar costurile de producție cresc brusc. Pentru unele secțiuni de dimensiuni mari care pot fi realizate prin îmbinare, acestea ar trebui să fie împărțite în mai multe secțiuni mici în timpul proiectării. Acest lucru poate nu numai să reducă costurile, ci și să faciliteze asigurarea planeității, curburii și preciziei (Figura 2).
2.3 Instalați nervuri de armare pentru a-și îmbunătăți planeitatea
Cerințele de planeitate sunt adesea întâlnite la proiectarea secțiunilor de profil. Profilele cu deschidere mică sunt ușor de asigurat planeitatea datorită rezistenței lor structurale ridicate. Profilele cu deschidere lungă se vor lăsa din cauza propriei gravitații imediat după extrudare, iar piesa cu cea mai mare tensiune de încovoiere la mijloc va fi cea mai concavă. De asemenea, deoarece panoul de perete este lung, este ușor de generat valuri, care vor înrăutăți intermitența avionului. Prin urmare, structurile plăcilor plate de dimensiuni mari ar trebui evitate în proiectarea secțiunii transversale. Dacă este necesar, nervurile de întărire pot fi instalate în mijloc pentru a-și îmbunătăți planeitatea. (Figura 3)
2.4 Prelucrare secundară
În procesul de producție a profilului, unele secțiuni sunt dificil de finalizat prin prelucrare prin extrudare. Chiar dacă se poate face, costurile de procesare și producție vor fi prea mari. În acest moment, pot fi luate în considerare și alte metode de procesare.
Cazul 1: Găurile cu un diametru mai mic de 4 mm pe secțiunea profilului vor face matrița să nu fie suficientă ca rezistență, să se deterioreze ușor și să fie dificil de prelucrat. Este recomandat să îndepărtați găurile mici și să utilizați în schimb găurirea.
Cazul 2: Producția de caneluri obișnuite în formă de U nu este dificilă, dar dacă adâncimea și lățimea canelurii depășesc 100 mm sau raportul dintre lățimea canelurii și adâncimea canelurii este nerezonabil, probleme precum rezistența insuficientă a matriței și dificultatea de a asigura deschiderea vor fi întâlnite și în timpul producției. La proiectarea secțiunii de profil, deschiderea poate fi considerată a fi închisă, astfel încât matrița solidă originală cu o rezistență insuficientă poate fi transformată într-o matriță despicată stabilă și nu va exista nicio problemă de deformare a deschiderii în timpul extrudarii, făcând forma mai ușor de realizat. menţine. În plus, unele detalii pot fi realizate la legătura dintre cele două capete ale deschiderii în timpul proiectării. De exemplu: setați marcaje în formă de V, caneluri mici etc., astfel încât să poată fi îndepărtate cu ușurință în timpul prelucrării finale (Figura 4).
2.5 Complex la exterior dar simplu la interior
Formele de extrudare cu profil de aluminiu pot fi împărțite în matrițe solide și matrițe de șunt, în funcție de faptul dacă secțiunea transversală are o cavitate. Prelucrarea matrițelor solide este relativ simplă, în timp ce prelucrarea matrițelor în șunt implică procese relativ complexe, cum ar fi cavități și capete de miez. Prin urmare, trebuie să se acorde o atenție deplină designului secțiunii de profil, adică conturul exterior al secțiunii poate fi proiectat pentru a fi mai complex, iar canelurile, găurile pentru șuruburi etc. ar trebui plasate la periferie cât mai mult posibil. , în timp ce interiorul ar trebui să fie cât se poate de simplu, iar cerințele de precizie nu pot fi prea mari. În acest fel, atât prelucrarea matriței, cât și întreținerea vor fi mult mai simple, iar rata de randament va fi, de asemenea, îmbunătățită.
2.6 Marja rezervată
După extrudare, profilele de aluminiu au diferite metode de tratare a suprafeței în funcție de nevoile clienților. Printre acestea, metodele de anodizare și electroforeză au un impact redus asupra dimensiunii datorită stratului de film subțire. Dacă se utilizează metoda de tratare a suprafeței de acoperire cu pulbere, pulberea se va acumula cu ușurință în colțuri și caneluri, iar grosimea unui singur strat poate ajunge la 100 μm. Dacă aceasta este o poziție de asamblare, cum ar fi un glisor, va însemna că există 4 straturi de acoperire prin pulverizare. Grosimea de până la 400 μm va face asamblarea imposibilă și va afecta utilizarea.
În plus, pe măsură ce numărul de extrudere crește și matrița se uzează, dimensiunea fantelor de profil va deveni din ce în ce mai mică, în timp ce dimensiunea glisorului va deveni din ce în ce mai mare, ceea ce face asamblarea mai dificilă. Pe baza motivelor de mai sus, marjele adecvate trebuie rezervate în funcție de condițiile specifice în timpul proiectării pentru a asigura asamblarea.
2.7 Marcarea toleranței
Pentru proiectarea secțiunilor transversale, se realizează mai întâi desenul de ansamblu și apoi se realizează desenul produsului de profil. Desenul de montaj corect nu înseamnă că desenul produsului de profil este perfect. Unii designeri ignoră importanța marcajului de dimensiune și toleranță. Pozițiile marcate sunt în general dimensiunile care trebuie garantate, cum ar fi: poziția de asamblare, deschiderea, adâncimea canelurii, lățimea canelurii etc. și sunt ușor de măsurat și inspectat. Pentru toleranțe dimensionale generale, nivelul de precizie corespunzător poate fi selectat conform standardului național. Unele dimensiuni importante ale ansamblului trebuie marcate cu valori de toleranță specifice în desen. Dacă toleranța este prea mare, asamblarea va fi mai dificilă, iar dacă toleranța este prea mică, costul de producție va crește. Un interval rezonabil de toleranță necesită acumularea de experiență zilnică a designerului.
2.8 Ajustări detaliate
Detaliile determină succesul sau eșecul și același lucru este valabil și pentru proiectarea secțiunii transversale a profilului. Micile modificări pot nu numai să protejeze matrița și să controleze debitul, ci și să îmbunătățească calitatea suprafeței și să mărească rata de randament. Una dintre tehnicile frecvent utilizate este rotunjirea colțurilor. Profilele extrudate nu pot avea colțuri absolut ascuțite deoarece firele subțiri de cupru folosite la tăierea sârmei au și diametre. Cu toate acestea, viteza de curgere la colțuri este lentă, frecarea este mare și stresul este concentrat, există adesea situații în care urmele de extrudare sunt evidente, dimensiunea este dificil de controlat și matrițele sunt predispuse la ciobire. Prin urmare, raza de rotunjire ar trebui mărită cât mai mult posibil, fără a afecta utilizarea acesteia.
Chiar dacă este produs de o mașină de extrudare mică, grosimea peretelui profilului nu trebuie să fie mai mică de 0,8 mm, iar grosimea peretelui fiecărei părți a secțiunii nu trebuie să difere de mai mult de 4 ori. În timpul proiectării, liniile diagonale sau tranzițiile arcului pot fi utilizate la schimbările bruște ale grosimii peretelui pentru a asigura o formă regulată de descărcare și o reparație ușoară a mucegaiului. În plus, profilele cu pereți subțiri au o elasticitate mai bună, iar grosimea peretelui unor gușoane, șipci etc. poate fi de aproximativ 1 mm. Există multe aplicații pentru ajustarea detaliilor în proiectare, cum ar fi reglarea unghiurilor, schimbarea direcțiilor, scurtarea consolelor, creșterea golurilor, îmbunătățirea simetriei, reglarea toleranțelor etc. Pe scurt, proiectarea secțiunii transversale a profilului necesită rezumat și inovație continuă și ia în considerare pe deplin relația cu proiectarea matriței, fabricarea și procesele de producție.
3. Concluzie
În calitate de proiectant, pentru a obține cele mai bune beneficii economice din producția de profil, toți factorii întregului ciclu de viață al produsului trebuie luați în considerare în timpul proiectării, inclusiv nevoile utilizatorilor, proiectarea, fabricația, calitatea, costul etc., se străduiesc să se realizeze. succesul dezvoltării produsului pentru prima dată. Acestea necesită urmărirea zilnică a producției de produse și colectarea și acumularea de informații de primă mână pentru a prezice rezultatele proiectării și a le corecta în avans.
Ora postării: 10-sept-2024
