Poiché le leghe di alluminio sono leggere, belle, hanno una buona resistenza alla corrosione e hanno un'eccellente conducibilità termica e prestazioni di lavorazione, sono ampiamente utilizzate come componenti di dissipazione del calore nel settore IT, elettronica e industrie automobilistiche, in particolare nel settore a LED attualmente emergenti. Questi componenti di dissipazione del calore in lega di alluminio hanno buone funzioni di dissipazione del calore. In produzione, la chiave per una produzione di estrusione efficiente di questi profili del radiatore è lo stampo. Poiché questi profili hanno generalmente le caratteristiche dei denti di dissipazione del calore di grandi e densi e dei lunghi tubi di sospensione, la tradizionale struttura a daina piatta, la struttura della matrice divisa e la struttura del profilo del profilo semi-follow non possono soddisfare i requisiti della resistenza alla muffa e dello stampaggio di estrusione.
Al momento, le imprese fanno più affidamento sulla qualità dell'acciaio da stampo. Al fine di migliorare la resistenza dello stampo, non esitano a utilizzare un costoso acciaio importato. Il costo dello stampo è molto elevato e la vita media effettiva dello stampo è inferiore a 3T, con conseguente prezzo di mercato del radiatore relativamente elevato, limitando seriamente la promozione e la divulgazione delle lampade a LED. Pertanto, l'estrusione muore per i profili del radiatore a forma di girasole hanno attirato grande attenzione dall'ingegneria e dal personale tecnico del settore.
Questo articolo introduce le varie tecnologie della matrice di estrusione del profilo del radiatore di girasole ottenuto attraverso anni di scrupolose ricerche e ripetute produzione di sperimentazione attraverso esempi di produzione effettiva, come riferimento da parte dei coetanei.
1. Analisi delle caratteristiche strutturali delle sezioni del profilo in alluminio
La Figura 1 mostra la sezione trasversale di un tipico profilo di alluminio radiatore di girasole. L'area della sezione trasversale del profilo è di 7773,5 mm², con un totale di 40 denti di dissipazione del calore. La dimensione di apertura di sospensione massima formata tra i denti è di 4,46 mm. Dopo il calcolo, il rapporto linguistico tra i denti è 15,7. Allo stesso tempo, c'è una grande area solida al centro del profilo, con un'area di 3846,5 mm².
A giudicare dalle caratteristiche della forma del profilo, lo spazio tra i denti può essere considerato come profili semi-hollow e il profilo del radiatore è composto da più profili semi-hollow. Pertanto, quando si progettano la struttura dello stampo, la chiave è considerare come garantire la forza dello stampo. Sebbene per i profili semi-seguaci, l'industria ha sviluppato una varietà di strutture di stampo mature, come "stampo splitter coperto", "stampo splitter tagliato", "stampo splitter a sospensione", ecc. Tuttavia, queste strutture non sono applicabili ai prodotti Composto da più profili semi-hollow. Il design tradizionale considera solo materiali, ma nello stampaggio di estrusione, il maggiore impatto sulla resistenza è la forza di estrusione durante il processo di estrusione e il processo di formazione del metallo è il principale fattore che genera la forza di estrusione.
A causa della grande area solida centrale del profilo del radiatore solare, è molto facile far sì che la portata complessiva in quest'area sia troppo veloce durante il processo di estrusione e la sollecitazione di trazione aggiuntiva verrà generata sulla testa della sospensione intertooth tubo, con conseguente frattura del tubo di sospensione intertooth. Pertanto, nella progettazione della struttura dello stampo, dovremmo concentrarci sulla regolazione della portata del metallo e della portata per raggiungere lo scopo di ridurre la pressione di estrusione e migliorare lo stato di sollecitazione del tubo sospeso tra i denti, in modo da migliorare la resistenza di lo stampo.
2. Selezione della struttura dello stampo e della capacità di pressa di estrusione
2.1 Forma della struttura dello stampo
Per il profilo del radiatore di girasole mostrato nella Figura 1, sebbene non abbia una parte cavata, deve adottare la struttura dello stampo diviso, come mostrato nella Figura 2. Diversamente dalla tradizionale struttura dello stampo shunt, la camera della stazione di saldatura in metallo è posizionata nella parte superiore Lo stampo e una struttura di inserto vengono utilizzati nello stampo inferiore. Lo scopo è ridurre i costi dello stampo e ridurre il ciclo di produzione dello stampo. Entrambi i set di stampo superiore e stampo inferiori sono universali e possono essere riutilizzati. Ancora più importante, i blocchi di fori per stampo possono essere elaborati in modo indipendente, il che può meglio garantire l'accuratezza della cintura di lavoro del foro. Il foro interno dello stampo inferiore è progettato come un passaggio. La parte superiore e il blocco del foro dello stampo adottano l'adattamento e il valore del gap su entrambi i lati è 0,06 ~ 0,1 m; La parte inferiore adotta l'adattamento delle interferenze e la quantità di interferenza su entrambi i lati è 0,02 ~ 0,04 m, il che aiuta a garantire la coassialità e facilita l'assemblaggio, rendendo l'intarsio più compatto e, allo stesso tempo, può evitare la deformazione dello stampo causato dall'installazione termica Fit di interferenza.
2.2 Selezione della capacità di estrusore
La selezione della capacità dell'estrusore è, da un lato, per determinare il diametro interno appropriato della canna di estrusione e la pressione massima specifica dell'estrusore sulla sezione del barile di estrusione per soddisfare la pressione durante la formazione del metallo. D'altra parte, è determinare il rapporto di estrusione appropriato e selezionare le specifiche dimensioni dello stampo appropriate in base al costo. Per il profilo di alluminio del radiatore di girasole, il rapporto di estrusione non può essere troppo grande. Il motivo principale è che la forza di estrusione è proporzionale al rapporto di estrusione. Maggiore è il rapporto di estrusione, maggiore è la forza di estrusione. Questo è estremamente dannoso per lo stampo profilo in alluminio radiatore di girasole.
L'esperienza mostra che il rapporto di estrusione dei profili di alluminio per i radiatori di girasole è inferiore a 25. Per il profilo mostrato nella Figura 1, è stato selezionato un estrusore da 20,0 mn con un diametro interno della canna di estrusione di 208 mm. Dopo il calcolo, la pressione massima specifica dell'estrusore è 589 MPA, che è un valore più appropriato. Se la pressione specifica è troppo alta, la pressione sullo stampo sarà grande, il che è dannoso per la vita dello stampo; Se la pressione specifica è troppo bassa, non può soddisfare i requisiti di formazione di estrusione. L'esperienza mostra che una pressione specifica nell'intervallo di 550 ~ 750 MPa può soddisfare meglio vari requisiti di processo. Dopo il calcolo, il coefficiente di estrusione è 4.37. La specifica della dimensione dello stampo è selezionata come 350 mmx200 mm (diametro esterno x gradi).
3. Determinazione dei parametri strutturali dello stampo
3.1 parametri strutturali della muffa superiore
(1) Numero e disposizione dei fori del deviatore. Per la muffa di shunt del profilo del radiatore di girasole, maggiore è il numero di buchi di shunt, meglio è. Per profili con forme circolari simili, sono generalmente selezionati da 3 a 4 fori di shunt tradizionali. Il risultato è che la larghezza del ponte di shunt è maggiore. Generalmente, quando è maggiore di 20 mm, il numero di saldature è inferiore. Tuttavia, quando si seleziona la cintura di lavoro del foro, la cintura di lavoro del foro della stampo nella parte inferiore del ponte di shunt deve essere più breve. Nella condizione che non esista un metodo di calcolo preciso per la selezione della cintura di lavoro, causerà naturalmente il foro di stampo sotto il ponte e altre parti a non ottenere esattamente la stessa portata durante l'estrusione a causa della differenza nella cintura di lavoro, Questa differenza nella portata produrrà ulteriore sollecitazione di trazione sul cantilever e causerà la deflessione dei denti di dissipazione del calore. Pertanto, per l'estrusione del radiatore di girasole con un numero denso di denti, è molto fondamentale garantire che la portata di ciascun dente sia coerente. All'aumentare del numero di fori di shunt, il numero di ponti shunt aumenterà di conseguenza e la portata e la distribuzione del flusso del metallo diventeranno più uniformi. Questo perché aumenta il numero di ponti shunt, la larghezza dei ponti shunt può essere ridotta di conseguenza.
I dati pratici mostrano che il numero di fori di shunt è generalmente 6 o 8, o anche di più. Naturalmente, per alcuni grandi profili di dissipazione del calore di girasole, la muffa superiore può anche disporre i fori di shunt secondo il principio della larghezza del ponte di shunt ≤ 14 mm. La differenza è che una piastra di splitter anteriore deve essere aggiunta per pre-distribuire e regolare il flusso di metallo. Il numero e la disposizione dei fori del deviatore nella piastra del deviatore anteriore possono essere eseguiti in modo tradizionale.
Inoltre, quando si organizzano i fori di shunt, si dovrebbe prendere in considerazione l'uso dello stampo superiore per proteggere in modo appropriato la testa del cantilever del dente di dissipazione del calore per impedire al metallo di colpire direttamente la testa del tubo a sbalzo e quindi migliorare lo stato di sollecitazione del tubo a sbalzo. La parte bloccata della testa a sbalzo tra i denti può essere 1/5 ~ 1/4 della lunghezza del tubo a sbalzo. Il layout dei fori di shunt è mostrato nella Figura 3
(2) La relazione area del foro di shunt. Poiché lo spessore della parete della radice del dente caldo è piccolo e l'altezza è lontana dal centro e l'area fisica è molto diversa dal centro, è la parte più difficile da formare metallo. Pertanto, un punto chiave nella progettazione dello stampo del profilo del radiatore di girasole è quello di rendere la portata della parte solida centrale il più lenta possibile per garantire che il metallo riempia prima la radice del dente. Al fine di ottenere un tale effetto, da un lato, è la selezione della cintura di lavoro e, soprattutto, la determinazione dell'area del foro del divertimento, principalmente l'area della parte centrale corrispondente al foro del divertimento. Test e valori empirici mostrano che l'effetto migliore si ottiene quando l'area del foro del deviatore centrale S1 e l'area del foro esterno del singolo deviatore S2 soddisfano la seguente relazione: S1 = (0,52 ~ 0,72) S2
Inoltre, il canale di flusso metallico effettivo del foro di splitter centrale dovrebbe essere 20 ~ 25 mm più lungo del canale di flusso metallico effettivo del foro splitter esterno. Questa lunghezza tiene conto anche del margine e della possibilità di riparare lo stampo.
(3) Profondità della camera di saldatura. Il dado di estrusione del profilo del radiatore di girasole è diverso dal tradizionale shunt. L'intera camera di saldatura deve trovarsi nella matrice superiore. Questo per garantire l'accuratezza dell'elaborazione del blocco foro della matrice inferiore, in particolare l'accuratezza della cintura di lavoro. Rispetto alla tradizionale stampo shunt, è necessario aumentare la profondità della camera di saldatura del profilo del radiatore di girasole. Maggiore è la capacità della macchina di estrusione, maggiore è l'aumento della profondità della camera di saldatura, che è di 15 ~ 25 mm. Ad esempio, se viene utilizzata una macchina di estrusione di 20 mn, la profondità della camera di saldatura del tradizionale madio di shunt è di 20 ~ 22 mm, mentre la profondità della camera di saldatura del mado . Il vantaggio di ciò è che il metallo è completamente saldato e lo stress sul tubo sospeso è notevolmente ridotto. La struttura della camera di saldatura della muffa superiore è mostrata nella Figura 4.
3.2 Progettazione dell'inserto per fori dado
Il design del blocco foro per stampo include principalmente la dimensione del foro, la cintura di lavoro, il diametro esterno e lo spessore del blocco specchio, ecc.
(1) Determinazione della dimensione del foro del dado. La dimensione del foro del dado può essere determinata in modo tradizionale, considerando principalmente il ridimensionamento dell'elaborazione termica in lega.
(2) Selezione della cintura di lavoro. Il principio della selezione della cintura di lavoro è prima garantire che l'approvvigionamento di tutto il metallo nella parte inferiore della radice del dente sia sufficiente, in modo che la portata nella parte inferiore della radice del dente sia più veloce di altre parti. Pertanto, la cintura di lavoro nella parte inferiore della radice del dente dovrebbe essere la più breve, con un valore di 0,3 ~ 0,6 mm e la cintura di lavoro nelle parti adiacenti dovrebbe essere aumentata di 0,3 mm. Il principio è aumentare di 0,4 ~ 0,5 ogni 10 ~ 15 mm verso il centro; In secondo luogo, la cintura di lavoro nella parte solida più grande del centro non dovrebbe superare i 7 mm. Altrimenti, se la differenza di lunghezza della cintura di lavoro è troppo grande, si verificheranno grandi errori nella lavorazione di elettrodi di rame e elaborazione EDM della cintura di lavoro. Questo errore può facilmente causare la rottura della deflessione del dente durante il processo di estrusione. La cintura di lavoro è mostrata nella Figura 5.
(3) Il diametro esterno e lo spessore dell'inserto. Per i tradizionali stampi di shunt, lo spessore dell'inserto per foro è lo spessore dello stampo inferiore. Tuttavia, per lo stampo del radiatore di girasole, se lo spessore effettivo del foro è troppo grande, il profilo si scontrerà facilmente con lo stampo durante l'estrusione e lo scarico, con conseguenti denti irregolari, graffi o persino inceppamento dei denti. Questi causano la rottura dei denti.
Inoltre, se lo spessore del foro del dado è troppo lungo, da un lato, il tempo di elaborazione è lungo durante il processo EDM e, dall'altro, è facile causare deviazione di corrosione elettrica ed è anche facile causare deviazione dei denti durante l'estrusione. Naturalmente, se lo spessore del foro è troppo piccolo, la forza dei denti non può essere garantita. Pertanto, prendendo in considerazione questi due fattori, l'esperienza mostra che il grado di inserimento del foro della stampo inferiore è generalmente da 40 a 50; e il diametro esterno dell'inserto del foro per stampo dovrebbe essere compreso tra 25 e 30 mm dal bordo più grande del foro del dado al cerchio esterno dell'inserto.
Per il profilo mostrato nella Figura 1, il diametro esterno e lo spessore del blocco foro sono rispettivamente di 225 mm e 50 mm. L'inserto del foro da dado è mostrato nella Figura 6. D Nella figura è la dimensione effettiva e la dimensione nominale è di 225 mm. La deviazione limite delle sue dimensioni esterne è abbinata in base al foro interno dello stampo inferiore per garantire che il divario unilaterale sia all'interno dell'intervallo di 0,01 ~ 0,02 mm. Il blocco del foro da stampo è mostrato nella Figura 6. La dimensione nominale del foro interno del blocco foro sta per stampo posizionato sullo stampo inferiore è di 225 mm. Sulla base della dimensione misurata effettiva, il blocco foro per stampo è abbinato in base al principio di 0,01 ~ 0,02 mm per lato. Il diametro esterno del blocco del foro da daina può essere ottenuto come d, ma per comodità dell'installazione, il diametro esterno del blocco specchio del foro per stampo può essere adeguatamente ridotto all'interno dell'intervallo di 0,1 m all'estremità dell'alimentazione, come mostrato nella figura .
4. Tecnologie chiave della produzione di stampi
La lavorazione dello stampo del profilo del radiatore di girasole non è molto diversa da quella degli stampi di profilo di alluminio ordinari. L'ovvia differenza si riflette principalmente nell'elaborazione elettrica.
(1) In termini di taglio del filo, è necessario prevenire la deformazione dell'elettrodo di rame. Poiché l'elettrodo di rame utilizzato per EDM è pesante, i denti sono troppo piccoli, l'elettrodo stesso è morbido, ha una scarsa rigidità e l'alta temperatura locale generata dal taglio del filo provoca facilmente la deformazione dell'elettrodo durante il processo di taglio del filo. Quando si utilizzano elettrodi di rame deformati per elaborare le cinture di lavoro e i coltelli vuoti, si verificheranno denti distorti, che possono facilmente causare la demolizione dello stampo durante l'elaborazione. Pertanto, è necessario prevenire la deformazione degli elettrodi di rame durante il processo di produzione online. Le principali misure preventive sono: prima del taglio del filo, livellare il blocco di rame con un letto; Utilizzare un indicatore di quadrante per regolare la verticalità all'inizio; Quando il taglio del filo, inizia prima dalla parte del dente e infine taglia la parte con una parete spessa; Di tanto in tanto, usa il filo dell'argento di scarto per riempire le parti tagliate; Dopo aver realizzato il filo, usa una macchina del filo per tagliare una sezione corta di circa 4 mm lungo la lunghezza dell'elettrodo di rame tagliato.
(2) La lavorazione di scarico elettrico è ovviamente diversa dagli stampi ordinari. EDM è molto importante nella lavorazione degli stampi del profilo del radiatore di girasole. Anche se il design è perfetto, un leggero difetto in EDM farà demolire l'intero stampo. La lavorazione a scarica elettrica non dipende dall'apparecchiatura come il taglio del filo. Dipende in gran parte dalle capacità operative e competenza dell'operatore. La lavorazione di scarico elettrico presta principalmente attenzione ai seguenti cinque punti:
① Corrente di lavorazione a scarica elettrica. 7 ~ 10 Una corrente può essere utilizzata per la lavorazione EDM iniziale per abbreviare i tempi di elaborazione; 5 ~ 7 Una corrente può essere utilizzata per la fine della lavorazione. Lo scopo di usare una piccola corrente è ottenere una buona superficie;
② Assicurarsi la piattaforma della faccia di fine stampo e la verticalità dell'elettrodo di rame. La scarsa planarità della faccia di fine stampo o la verticalità insufficiente dell'elettrodo di rame rende difficile garantire che la lunghezza della cintura di lavoro dopo l'elaborazione EDM sia coerente con la lunghezza della cintura di lavoro progettata. È facile per il processo EDM fallire o persino penetrare nella cintura di lavoro dentata. Pertanto, prima di elaborazione, è necessario utilizzare una smerigliatrice per appiattire entrambe le estremità dello stampo per soddisfare i requisiti di accuratezza e un indicatore di quadrante deve essere utilizzato per correggere la verticalità dell'elettrodo di rame;
③ Assicurarsi che il divario tra i coltelli vuoti sia uniforme. Durante la lavorazione iniziale, verificare se lo strumento vuoto è compensato ogni 0,2 mm ogni 3-4 mm di elaborazione. Se l'offset è grande, sarà difficile correggerlo con successive regolazioni;
④ Rimuovere il residuo generato durante il processo EDM in modo tempestivo. La corrosione di scarico delle scintille produrrà una grande quantità di residui, che deve essere ripulita nel tempo, altrimenti la lunghezza della cintura di lavoro sarà diversa a causa delle diverse altezze del residuo;
⑤ Lo stampo deve essere smagnetizzato prima di EDM.
5. Confronto dei risultati di estrusione
Il profilo mostrato nella Figura 1 è stato testato utilizzando lo stampo diviso tradizionale e il nuovo schema di progettazione proposto in questo articolo. Il confronto dei risultati è mostrato nella Tabella 1.
Dai risultati del confronto si può vedere che la struttura dello stampo ha una grande influenza sulla vita dello stampo. Lo stampo progettato utilizzando il nuovo schema ha evidenti vantaggi e migliora notevolmente la vita dello stampo.
6. Conclusione
Lo stampo di estrusione del profilo del radiatore di girasole è un tipo di stampo che è molto difficile da progettare e produrre e la sua progettazione e produzione sono relativamente complesse. Pertanto, per garantire il tasso di successo dell'estrusione e la durata della durata dello stampo, devono essere raggiunti i seguenti punti:
(1) La forma strutturale dello stampo deve essere selezionata ragionevolmente. La struttura dello stampo deve essere favorevole alla riduzione della forza di estrusione per ridurre lo stress sul cantilever dello stampo formato dai denti di dissipazione del calore, migliorando così la resistenza dello stampo. La chiave è determinare ragionevolmente il numero e la disposizione dei fori di shunt e l'area dei fori di shunt e di altri parametri: in primo luogo, la larghezza del ponte di shunt formato tra i fori di shunt non dovrebbe superare 16 mm; In secondo luogo, l'area del foro diviso dovrebbe essere determinata in modo che il rapporto diviso raggiunga il più possibile il 30% del rapporto di estrusione garantendo al contempo la forza dello stampo.
(2) Selezionare ragionevolmente la cintura di lavoro e adottare misure ragionevoli durante la lavorazione elettrica, inclusa la tecnologia di elaborazione degli elettrodi di rame e i parametri standard elettrici della lavorazione elettrica. Il primo punto chiave è che l'elettrodo di rame deve essere macinata in superficie prima del taglio del filo e il metodo di inserimento deve essere utilizzato durante il taglio del filo per garantire. Gli elettrodi non sono sciolti o deformati.
(3) Durante il processo di lavorazione elettrica, l'elettrodo deve essere accuratamente allineato per evitare la deviazione dei denti. Naturalmente, sulla base della progettazione e della produzione ragionevoli, l'uso di acciaio di stampo a caldo di alta qualità e il processo di trattamento del calore del vuoto di tre o più tempi possono massimizzare il potenziale dello stampo e ottenere risultati migliori. Dalla progettazione, produzione alla produzione di estrusione, solo se ogni collegamento è accurato possiamo garantire che lo stampo del profilo del radiatore di girasole sia estruso.
Tempo post: agosto-01-2024
