Hvernig á að hanna sólblómaolíuofnsútdráttardeyja fyrir álprófíl?

1. Greining á byggingareiginleikum álsniðshluta

Mynd 1 sýnir þversnið af dæmigerðum álprófíl fyrir sólblómaofn. Þversniðsflatarmál prófílsins er 7773,5 mm², með samtals 40 varmadreifingartennur. Hámarksstærð opnunar sem myndast á milli tannanna er 4,46 mm. Eftir útreikning er tunguhlutfallið á milli tannanna 15,7. Á sama tíma er stórt, fast svæði í miðju prófílsins, með flatarmál upp á 3846,5 mm².

Miðað við lögunareiginleika sniðsins má líta á bilið milli tanna sem hálfhola snið og ofnsnið er samsett úr mörgum hálfholum sniðum. Þess vegna er lykilatriðið við hönnun mótbyggingarinnar að íhuga hvernig á að tryggja styrk mótsins. Þó að fyrir hálfhol snið hafi iðnaðurinn þróað ýmsar þroskaðar mótbyggingar, svo sem „húðað klofningsmót“, „skorið klofningsmót“, „hengibrúarklofningsmót“ o.s.frv. Þessar byggingar eiga þó ekki við um vörur sem samanstanda af mörgum hálfholum sniðum. Hefðbundin hönnun tekur aðeins tillit til efna, en í útpressunarmótun hefur mest áhrif á styrk útpressunarkrafturinn meðan á útpressunarferlinu stendur og málmmótunarferlið er aðalþátturinn sem myndar útpressunarkraftinn.

Vegna stórs miðlægs fasts svæðis sólargeislaprófílsins er mjög auðvelt að valda of miklum heildarflæði á þessu svæði við útpressunarferlið og auka togspenna myndast á höfði millitanna fjöðrunarrörsins, sem leiðir til brots á millitanna fjöðrunarrörinu. Þess vegna ættum við við hönnun mótbyggingarinnar að einbeita okkur að aðlögun málmflæðis og flæðishraða til að ná því markmiði að draga úr útpressunarþrýstingi og bæta spennuástand fjöðrunarrörsins milli tanna, til að bæta styrk mótsins.

2. Val á mótbyggingu og afkastagetu útpressunarpressunnar

2.1 Form mótbyggingar

Fyrir sólblómaofnssnið sem sýnt er á mynd 1, þó það hafi ekki holan hluta, verður það að nota klofinn mótbyggingu eins og sýnt er á mynd 2. Ólíkt hefðbundinni shuntmótbyggingu er málmlóðunarhólfið staðsett í efri mótinu og innsetningarbygging er notuð í neðri mótinu. Tilgangurinn er að draga úr mótkostnaði og stytta mótframleiðsluferlið. Bæði efri og neðri mótsettin eru alhliða og hægt er að endurnýta þau. Mikilvægara er að hægt er að vinna úr deyjaholublokkunum hvort í sínu lagi, sem getur betur tryggt nákvæmni deyjaholunnar. Innra gatið í neðri mótinu er hannað sem þrep. Efri hlutinn og móteyjaholublokkin eru með bilsgildi og bilið á báðum hliðum er 0,06 ~ 0,1 m; neðri hlutinn er með truflunarpassun og truflunarmagnið á báðum hliðum er 0,02 ~ 0,04 m, sem hjálpar til við að tryggja samása og auðvelda samsetningu, sem gerir innsetningarpassunina þéttari og á sama tíma getur það komið í veg fyrir aflögun mótsins af völdum truflunarpassunar við varmauppsetningu.

2.2 Val á afkastagetu extrudersins

Val á afkastagetu extrudersins felst annars vegar í því að ákvarða viðeigandi innra þvermál extrudersins og hámarksþrýsting extrudersins á extruderhlutanum til að mæta þrýstingnum við málmmótun. Hins vegar er það að ákvarða viðeigandi extruderhlutfall og velja viðeigandi forskriftir fyrir mótstærð út frá kostnaði. Fyrir sólblómaolíuhita má extruderhlutfallið ekki vera of stórt. Helsta ástæðan er sú að extruderkrafturinn er í réttu hlutfalli við extruderhlutfallið. Því stærra sem extruderhlutfallið er, því meiri er extruderkrafturinn. Þetta er afar skaðlegt fyrir sólblómaolíuhitamótið.

Reynslan sýnir að útpressunarhlutfall álprófíla fyrir sólblómaofna er minna en 25. Fyrir prófílinn sem sýndur er á mynd 1 var valinn 20,0 MN útpressuvél með innra þvermál útpressunarrörs upp á 208 mm. Eftir útreikninga er hámarks sérþrýstingur útpressunnar 589 MPa, sem er viðeigandi gildi. Ef sérþrýstingurinn er of hár verður þrýstingurinn á mótinu mikill, sem hefur skaðleg áhrif á líftíma mótsins; ef sérþrýstingurinn er of lágur getur hann ekki uppfyllt kröfur útpressunarmótunar. Reynslan sýnir að sérþrýstingur á bilinu 550~750 MPa getur betur uppfyllt ýmsar kröfur um ferli. Eftir útreikninga er útpressunarstuðullinn 4,37. Stærðarforskrift mótsins er valin sem 350 mmx200 mm (ytra þvermál x gráður).

3. Ákvörðun á byggingarbreytum mótsins

3.1 Uppbyggingarbreytur efri móts

(1) Fjöldi og uppröðun fráveitugata. Fyrir sólblómaofnssniðmót, því fleiri sem eru með suðugöt, því betra. Fyrir snið með svipaða hringlaga lögun eru almennt valin 3 til 4 hefðbundin suðugöt. Þetta leiðir til þess að breidd suðubrúarinnar er meiri. Almennt, þegar hún er stærri en 20 mm, er fjöldi suðna minni. Hins vegar, þegar vinnslubelti deyjagatsins er valið, verður vinnslubelti deyjagatsins neðst á suðubrúnni að vera styttra. Ef engin nákvæm útreikningsaðferð er til staðar fyrir val á vinnslubelti, mun það náttúrulega valda því að deyjagatið undir brúnni og aðrir hlutar ná ekki nákvæmlega sama rennslishraða við útpressun vegna mismunar á vinnslubeltinu. Þessi mismunur á rennslishraða mun valda auknu togálagi á burðarstöngina og valda sveigju á varmadreifingartönnunum. Þess vegna, fyrir sólblómaofnsútpressunardeyja með þéttum fjölda tanna, er mjög mikilvægt að tryggja að rennslishraði hverrar tönnar sé samræmdur. Þegar fjöldi skútuhola eykst, mun fjöldi skútubrúa aukast í samræmi við það og rennslishraði og dreifing flæðis málmsins verður jafnari. Þetta er vegna þess að þegar fjöldi skútubrúa eykst, getur breidd skútubrúanna minnkað í samræmi við það.

Hagnýt gögn sýna að fjöldi skútuhola er almennt 6 eða 8, eða jafnvel fleiri. Að sjálfsögðu, fyrir sumar stórar sólblómaolíuhitadreifingarsnið, getur efri mótið einnig raðað skútuholunum samkvæmt meginreglunni um breidd skútubrúnarinnar ≤ 14 mm. Munurinn er sá að bæta þarf við aðskilnaðarplötu að framan til að dreifa og stilla málmflæðið fyrirfram. Fjöldi og uppröðun fráveituhola í fremri fráveituplötunni er hægt að framkvæma á hefðbundinn hátt.

Að auki, þegar skútuholurnar eru settar upp, ætti að íhuga að nota efri mótið til að verja höfuð útdraganlegs tönnarinnar sem dregur varma, á viðeigandi hátt, til að koma í veg fyrir að málmurinn rekist beint á höfuð útdraganlegs rörsins og þannig bæta álagsstöðu útdraganlegs rörsins. Lokaði hluti útdraganlegs höfuðs milli tannanna getur verið 1/5 ~ 1/4 af lengd útdraganlegs rörsins. Uppsetning skútuholanna er sýnd á mynd 3.

(2) Flatarmálssamband milli skútuholunnar. Þar sem veggþykkt rótar heitu tannarinnar er lítil og hæðin er langt frá miðjunni, og yfirborðið er mjög frábrugðið miðjunni, er þetta erfiðasti hlutinn til að móta málm. Þess vegna er lykilatriði í hönnun sólblómaofnssniðmótsins að gera flæðishraða miðhlutans eins hægan og mögulegt er til að tryggja að málmurinn fylli fyrst rót tannarinnar. Til að ná slíkum áhrifum er það annars vegar val á vinnubelti og, mikilvægara, ákvörðun á flatarmáli fráveituholunnar, aðallega flatarmál miðhlutans sem samsvarar fráveituholunni. Prófanir og reynslugildi sýna að bestu áhrifin nást þegar flatarmál miðhluta fráveituholunnar S1 og flatarmál ytra eins fráveituholunnar S2 uppfylla eftirfarandi samband: S1= (0,52 ~0,72) S2

Að auki ætti virkur málmflæðisrás miðlæga klofningsholunnar að vera 20~25 mm lengri en virkur málmflæðisrás ytra klofningsholunnar. Þessi lengd tekur einnig tillit til svigrúms og möguleika á viðgerð á myglu.

(3) Dýpt suðuhólfsins. Útdráttarmót sólblómaofnsprófílsins er frábrugðið hefðbundnum skútumótum. Allur suðuhólfið verður að vera staðsett í efri mótinu. Þetta er til að tryggja nákvæmni holublokkvinnslu neðri mótsins, sérstaklega nákvæmni vinnubeltisins. Í samanburði við hefðbundið skútumót þarf að auka dýpt suðuhólfsins í skútumótinu. Því meiri sem afkastageta útdráttarvélarinnar er, því meiri eykst dýpt suðuhólfsins, sem er 15~25 mm. Til dæmis, ef notuð er 20 MN útdráttarvél, er dýpt suðuhólfsins í hefðbundnum skútumótum 20~22 mm, en dýpt suðuhólfsins í skútumótinu í sólblómaofnsprófílnum ætti að vera 35~40 mm. Kosturinn við þetta er að málmurinn er fullsuðaður og álagið á upphengdu rörið minnkar verulega. Uppbygging efri mótsins er sýnd á mynd 4.

3.2 Hönnun á deyjaholu

Hönnun deyjaholublokkarinnar felur aðallega í sér stærð deyjaholunnar, vinnslubeltið, ytra þvermál og þykkt spegilblokkarinnar o.s.frv.

(1) Ákvörðun á stærð deyjaholunnar. Stærð deyjaholunnar er hægt að ákvarða á hefðbundinn hátt, aðallega með hliðsjón af stærðargráðu hitavinnslu málmblöndunnar.

(2) Val á vinnubelti. Meginreglan við val á vinnubelti er að tryggja fyrst að framboð alls málms neðst við tannrótina sé nægilegt, þannig að flæðishraðinn neðst við tannrótina sé hraðari en í öðrum hlutum. Þess vegna ætti vinnubeltið neðst við tannrótina að vera styst, með gildið 0,3~0,6 mm, og vinnubeltið á aðliggjandi hlutum ætti að vera aukið um 0,3 mm. Meginreglan er að auka um 0,4~0,5 á 10~15 mm fresti í átt að miðjunni; í öðru lagi ætti vinnubeltið á stærsta fasta hluta miðjunnar ekki að vera meira en 7 mm. Annars, ef lengdarmunurinn á vinnubeltinu er of mikill, munu stórar villur eiga sér stað í vinnslu koparrafskautanna og EDM vinnslu vinnubeltisins. Þessi villa getur auðveldlega valdið því að beygjan á tönninni brotni við útpressunarferlið. Vinnubeltið er sýnt á mynd 5.

 

(3) Ytra þvermál og þykkt innsetningarins. Fyrir hefðbundnar samskeytismót er þykkt innsetningar deyjaholunnar þykkt neðri mótsins. Hins vegar, fyrir sólblómaofnmót, ef virkur þykkt deyjaholunnar er of stór, mun sniðið auðveldlega rekast á mótið við útpressun og útskrift, sem leiðir til ójafnra tanna, rispa eða jafnvel tannstíflu. Þetta mun valda því að tennurnar brotna.

Að auki, ef þykkt deyjaholunnar er of löng, þá er vinnslutíminn langur við EDM-ferlið, og hins vegar er auðvelt að valda rafmagnstæringarfráviki, og það er einnig auðvelt að valda tannfráviki við útpressun. Auðvitað, ef þykkt deyjaholunnar er of lítil, er ekki hægt að tryggja styrk tanna. Þess vegna, með hliðsjón af þessum tveimur þáttum, sýnir reynslan að deyjaholuinnsetningargráða neðri mótsins er almennt 40 til 50; og ytra þvermál deyjaholuinnsetningar ætti að vera 25 til 30 mm frá stærstu brún deyjaholunnar að ytri hring innsetningarins.

Fyrir prófílinn sem sýndur er á mynd 1 eru ytra þvermál og þykkt deyjaholublokkarinnar 225 mm og 50 mm, talið í sömu röð. D á myndinni er raunstærðin og nafnstærðin er 225 mm. Frávik takmörkunar ytri mála hennar er parað við innra gat neðri mótsins til að tryggja að einhliða bilið sé innan við 0,01~0,02 mm. Deyjaholublokkin er sýnd á mynd 6. Nafnstærð innra gatsins á deyjaholublokkinni sem sett er á neðri mótið er 225 mm. Miðað við raunverulega mælda stærð er deyjaholublokkin parað saman samkvæmt meginreglunni 0,01~0,02 mm á hvorri hlið. Ytra þvermál deyjaholublokkarinnar er hægt að fá sem D, en til að auðvelda uppsetningu er hægt að minnka ytra þvermál spegilblokkarinnar á deyjaholunni á viðeigandi hátt innan við 0,1 m við mötunarendann, eins og sýnt er á myndinni.

4. Lykiltækni í mygluframleiðslu

Vinnsla sólblómaolíuofnsniðmótsins er ekki mjög frábrugðin venjulegum álsniðmótum. Augljós munur birtist aðallega í rafmagnsvinnslunni.

(1) Hvað varðar vírskurð er nauðsynlegt að koma í veg fyrir aflögun koparrafskautsins. Þar sem koparrafskautið sem notað er fyrir rafstuðningssveiflu er þungt, tennurnar of litlar, rafskautið sjálft er mjúkt, hefur lélega stífleika og staðbundinn háhiti sem myndast við vírskurð veldur því að rafskautið afmyndast auðveldlega við vírskurðarferlið. Þegar afmyndaðar koparrafskautar eru notaðar til að vinna úr vinnubeltum og tómum hnífum, munu skekktar tennur myndast, sem getur auðveldlega valdið því að mótið brotni við vinnsluna. Þess vegna er nauðsynlegt að koma í veg fyrir aflögun koparrafskautanna við framleiðsluferlið á netinu. Helstu fyrirbyggjandi ráðstafanir eru: áður en vír er skorið skal jafna koparblokkina með undirlagi; nota skífumæli til að stilla lóðrétta stöðuna í byrjun; þegar vír er skorið skal byrja á tönninni fyrst og að lokum skera hluta með þykkum vegg; öðru hvoru skal nota afgangs silfurvír til að fylla skornu hlutana; eftir að vírinn er búinn til skal nota vírvél til að skera af stuttan kafla um 4 mm eftir lengd skornu koparrafskautsins.

(2) Rafmagnsútfellingarvinnsla er augljóslega frábrugðin venjulegum mótum. Rafmagnsútfellingarvinnsla er mjög mikilvæg í vinnslu sólblómaofnssniðmóta. Jafnvel þótt hönnunin sé fullkomin, mun lítill galli í rafmagnsútfellingunni valda því að allt mótið verði eyðilagt. Rafmagnsútfellingarvinnsla er ekki eins háð búnaði og vírskurður. Það fer að miklu leyti eftir rekstrarhæfni og færni rekstraraðilans. Rafmagnsútfellingarvinnsla leggur aðallega áherslu á eftirfarandi fimm atriði:

①Rafmagnsútfellingarstraumur fyrir vinnslu. Hægt er að nota 7~10 A straum fyrir upphafsvinnslu með EDM til að stytta vinnslutímann; hægt er að nota 5~7 A straum fyrir frágangsvinnslu. Tilgangurinn með því að nota lítinn straum er að fá gott yfirborð;

② Gakktu úr skugga um að endahlið mótsins sé flat og koparrafskautið sé lóðrétt. Léleg flatnæmi á endahlið mótsins eða ófullnægjandi lóðrétt staða koparrafskautsins gerir það erfitt að tryggja að lengd vinnubeltisins eftir EDM-vinnslu sé í samræmi við hannaða lengd vinnubeltisins. Það er auðvelt fyrir EDM-ferlið að bila eða jafnvel komast í gegnum tennta vinnubeltið. Þess vegna, áður en vinnsla hefst, verður að nota kvörn til að fletja báða enda mótsins til að uppfylla nákvæmniskröfur og nota mælikvarða til að leiðrétta lóðrétta stöðu koparrafskautsins;

③ Gangið úr skugga um að bilið á milli tómu hnífanna sé jafnt. Við upphaflega vinnslu skal athuga hvort tóma verkfærið sé fært til um 0,2 mm á hverjum 3 til 4 mm í vinnslu. Ef færslan er mikil verður erfitt að leiðrétta hana með síðari stillingum;

④Fjarlægið leifar sem myndast við rafstuðningsferlið tímanlega. Neistaútblásturstæring mun framleiða mikið magn af leifum sem þarf að hreinsa upp með tímanum, annars verður lengd vinnubeltisins mismunandi vegna mismunandi hæðar leifa;

⑤ Mótið verður að vera afmagnetiserað áður en rafsegulmagnað er.

5. Samanburður á útdráttarniðurstöðum

Prófíllinn sem sýndur er á mynd 1 var prófaður með hefðbundinni klofinni mótun og nýju hönnunaraðferðinni sem lögð er til í þessari grein. Samanburður á niðurstöðunum er sýndur í töflu 1.

Af samanburðarniðurstöðunum má sjá að mótbyggingin hefur mikil áhrif á líftíma mótsins. Mótið sem hannað er með nýju aðferðinni hefur augljósa kosti og bætir líftíma mótsins til muna.

6. Niðurstaða

Útdráttarmót fyrir sólblómaolíuofnssnið er mjög erfið hönnun og framleiðsluform og hönnun og framleiðsla þess er tiltölulega flókin. Þess vegna, til að tryggja árangur útdráttar og endingartíma mótsins, verður að ná eftirfarandi atriðum:

(1) Velja verður uppbyggingu mótsins á sanngjarnan hátt. Uppbygging mótsins verður að stuðla að því að draga úr útpressunarkraftinum til að draga úr álagi á mótsfestinguna sem myndast af varmadreifingartennunum og þannig bæta styrk mótsins. Lykilatriðið er að ákvarða fjölda og fyrirkomulag skutunga og flatarmál skutunga og annarra þætti á sanngjarnan hátt: í fyrsta lagi ætti breidd skutungabrúarinnar sem myndast milli skutungagata ekki að vera meiri en 16 mm; í öðru lagi ætti að ákvarða flatarmál klofningsgatsins þannig að klofningshlutfallið nái meira en 30% af útpressunarhlutfallinu eins mikið og mögulegt er og styrk mótsins sé tryggt.

(2) Veljið vinnubeltið á skynsamlegan hátt og gerið skynsamlegar ráðstafanir við rafmagnsvinnslu, þar á meðal vinnslutækni koparrafskauta og rafmagnsstaðlabreytur rafmagnsvinnslu. Fyrsta lykilatriðið er að koparrafskautið ætti að vera slípað á yfirborði áður en vírinn er skorinn og notið innsetningaraðferðina við vírskurð til að tryggja að rafskautin séu ekki laus eða aflöguð.

(3) Við rafmagnsvinnslu verður að stilla rafskautið nákvæmlega til að koma í veg fyrir frávik frá tönnum. Að sjálfsögðu, á grundvelli sanngjarnrar hönnunar og framleiðslu, getur notkun hágæða heitvinnslustáls og lofttæmishitameðferðarferlis með þremur eða fleiri þrýstingsstigum hámarkað möguleika mótsins og náð betri árangri. Frá hönnun, framleiðslu til útdráttarframleiðslu, aðeins ef hver hlekkur er nákvæmur getum við tryggt að sólblómaolíuofnsniðið sé útdráttarhæft.