Lý do tại sao các cấu hình hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống và sản xuất là mọi người đều nhận ra hoàn toàn các lợi thế của nó như mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn, độ dẫn điện tuyệt vời, tính chất không từ tính, khả năng định dạng và khả năng tái chế.
Ngành công nghiệp hồ sơ nhôm của Trung Quốc đã phát triển từ đầu, từ nhỏ đến lớn, cho đến khi nó phát triển thành một quốc gia sản xuất hồ sơ nhôm lớn, với thứ hạng đầu ra đầu tiên trên thế giới. Tuy nhiên, khi các yêu cầu của thị trường đối với các sản phẩm hồ sơ nhôm tiếp tục tăng, việc sản xuất hồ sơ nhôm đã phát triển theo hướng phức tạp, độ chính xác cao và sản xuất quy mô lớn, đã mang lại một loạt các vấn đề sản xuất.
Hồ sơ nhôm chủ yếu được sản xuất bằng cách đùn. Trong quá trình sản xuất, ngoài việc xem xét hiệu suất của máy đùn, thiết kế khuôn, thành phần của thanh nhôm, xử lý nhiệt và các yếu tố quy trình khác, thiết kế mặt cắt ngang của hồ sơ cũng phải được xem xét. Thiết kế mặt cắt hồ sơ tốt nhất không chỉ có thể làm giảm độ khó của quá trình từ nguồn, mà còn cải thiện chất lượng và hiệu quả sử dụng của sản phẩm, giảm chi phí và rút ngắn thời gian giao hàng.
Bài viết này tóm tắt một số kỹ thuật thường được sử dụng trong thiết kế mặt cắt hồ sơ nhôm thông qua các trường hợp thực tế trong sản xuất.
1. Nguyên tắc thiết kế phần hồ sơ nhôm
Đất ép hồ sơ nhôm là một phương pháp xử lý trong đó một thanh nhôm được làm nóng được nạp vào một thùng đùn, và áp suất được áp dụng thông qua một máy đùn để đùn nó từ một lỗ chết có hình dạng và kích thước nhất định, khiến biến dạng dẻo để thu được sản phẩm cần thiết. Do thanh nhôm bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nhau như nhiệt độ, tốc độ đùn, lượng biến dạng và nấm mốc trong quá trình biến dạng, tính đồng nhất của dòng kim loại rất khó kiểm soát, gây khó khăn cho thiết kế khuôn. Để đảm bảo sức mạnh của nấm mốc và tránh các vết nứt, sụp đổ, sứt mẻ, v.v., nên tránh những điều sau đây trong phần thiết kế phần hồ sơ: hẫng lớn, lỗ nhỏ, lỗ nhỏ, xốp, không đối xứng, vách mỏng, tường không đều Độ dày, v.v ... Khi thiết kế, trước tiên chúng ta phải đáp ứng hiệu suất của nó về mặt sử dụng, trang trí, v.v ... Phần kết quả có thể sử dụng được, nhưng không phải là giải pháp tốt nhất. Bởi vì khi các nhà thiết kế thiếu kiến thức về quá trình đùn và không hiểu các thiết bị quy trình có liên quan và các yêu cầu quy trình sản xuất quá cao và nghiêm ngặt, tỷ lệ trình độ sẽ giảm, chi phí sẽ tăng và hồ sơ lý tưởng sẽ không được sản xuất. Do đó, nguyên tắc thiết kế phần hồ sơ nhôm là sử dụng quy trình đơn giản nhất có thể trong khi thỏa mãn thiết kế chức năng của nó.
2. Một số mẹo về thiết kế giao diện hồ sơ nhôm
2.1 Bồi thường lỗi
Đóng cửa là một trong những khiếm khuyết phổ biến trong sản xuất hồ sơ. Những lý do chính như sau:
(1) Hồ sơ với các lỗ cắt mặt cắt sâu thường sẽ đóng khi đùn.
(2) Kéo dài và làm thẳng các hồ sơ sẽ tăng cường đóng cửa.
.
Nếu việc đóng cửa nêu trên không nghiêm trọng, nó có thể tránh được bằng cách kiểm soát tốc độ dòng chảy thông qua thiết kế khuôn; Nhưng nếu một số yếu tố được chồng lên nhau và thiết kế khuôn và các quy trình liên quan không thể giải quyết việc đóng cửa, có thể được bù trước trong thiết kế mặt cắt, nghĩa là mở trước.
Số tiền bồi thường trước khi mở ra dựa trên cấu trúc cụ thể của nó và trải nghiệm đóng trước đó. Tại thời điểm này, thiết kế của bản vẽ mở khuôn (mở trước) và bản vẽ hoàn chỉnh là khác nhau (Hình 1).
2.2 Chia các phần kích thước lớn thành nhiều phần nhỏ
Với sự phát triển của các cấu hình nhôm quy mô lớn, các thiết kế cắt ngang của nhiều hồ sơ ngày càng lớn hơn, điều đó có nghĩa là một loạt các thiết bị như máy đùn lớn, khuôn lớn, thanh nhôm lớn, v.v. là cần thiết để hỗ trợ chúng , và chi phí sản xuất tăng mạnh. Đối với một số phần kích thước lớn có thể đạt được bằng cách ghép nối, chúng nên được chia thành một số phần nhỏ trong quá trình thiết kế. Điều này không chỉ có thể giảm chi phí, mà còn giúp dễ dàng đảm bảo độ phẳng, độ cong và độ chính xác (Hình 2) dễ dàng hơn.
2.3 Thiết lập các xương sườn gia cố để cải thiện độ phẳng của nó
Yêu cầu về độ phẳng thường gặp phải khi thiết kế các phần hồ sơ. Hồ sơ chi tiết nhỏ rất dễ dàng để đảm bảo độ phẳng do sức mạnh cấu trúc cao của chúng. Các hồ sơ dài nhịp sẽ chùng xuống do trọng lực của chính họ ngay sau khi đùn, và phần có căng thẳng uốn lớn nhất ở giữa sẽ là lõm nhất. Ngoài ra, vì bảng tường dài, nên dễ dàng tạo ra sóng, điều này sẽ làm xấu đi sự không liên tục của mặt phẳng. Do đó, các cấu trúc tấm phẳng có kích thước lớn nên tránh trong thiết kế mặt cắt. Nếu cần thiết, việc gia cố xương sườn có thể được lắp đặt ở giữa để cải thiện độ phẳng của nó. (Hình 3)
2.4 Xử lý thứ cấp
Trong quá trình sản xuất hồ sơ, một số phần rất khó hoàn thành bằng cách xử lý đùn. Ngay cả khi nó có thể được thực hiện, chi phí xử lý và sản xuất sẽ quá cao. Tại thời điểm này, các phương pháp xử lý khác có thể được xem xét.
Trường hợp 1: Các lỗ có đường kính nhỏ hơn 4mm trên phần cấu hình sẽ làm cho khuôn không đủ sức mạnh, dễ bị hỏng và khó xử lý. Bạn nên loại bỏ các lỗ nhỏ và sử dụng khoan thay thế.
Trường hợp 2: Việc sản xuất các rãnh hình chữ U thông thường không khó, nhưng nếu độ sâu rãnh và chiều rộng rãnh vượt quá 100mm, hoặc tỷ lệ chiều rộng rãnh so với độ sâu rãnh là không hợp lý, các vấn đề như không đủ độ bền của khuôn và độ khó trong việc đảm bảo việc mở cũng sẽ gặp phải trong quá trình sản xuất. Khi thiết kế phần hồ sơ, việc mở có thể được coi là đóng, do đó, khuôn rắn ban đầu không đủ độ bền duy trì. Ngoài ra, một số chi tiết có thể được thực hiện ở kết nối giữa hai đầu của lỗ mở trong quá trình thiết kế. Ví dụ: Đặt các dấu hiệu hình chữ V, các rãnh nhỏ, v.v., để chúng có thể dễ dàng loại bỏ trong quá trình gia công cuối cùng (Hình 4).
2.5 phức tạp ở bên ngoài nhưng đơn giản ở bên trong
Khuôn ép đùn nhôm có thể được chia thành khuôn rắn và khuôn shunt tùy theo việc mặt cắt có phải là khoang hay không. Việc xử lý khuôn rắn tương đối đơn giản, trong khi việc xử lý khuôn shunt liên quan đến các quá trình tương đối phức tạp như sâu răng và đầu lõi. Do đó, phải xem xét đầy đủ để thiết kế phần hồ sơ, nghĩa là đường viền bên ngoài của phần có thể được thiết kế để phức tạp hơn và các rãnh, lỗ vít, v.v. , trong khi nội thất phải đơn giản nhất có thể, và các yêu cầu chính xác không thể quá cao. Theo cách này, cả xử lý và bảo trì khuôn sẽ đơn giản hơn nhiều, và tỷ lệ năng suất cũng sẽ được cải thiện.
2.6 Biên độ dành riêng
Sau khi đùn, hồ sơ nhôm có các phương pháp xử lý bề mặt khác nhau theo nhu cầu của khách hàng. Trong số đó, các phương pháp anodizing và điện di có ít tác động đến kích thước do lớp màng mỏng. Nếu phương pháp xử lý bề mặt của lớp phủ bột được sử dụng, bột sẽ dễ dàng tích tụ ở các góc và rãnh, và độ dày của một lớp duy nhất có thể đạt tới 100 μm. Nếu đây là một vị trí lắp ráp, chẳng hạn như một thanh trượt, điều đó có nghĩa là có 4 lớp phủ phun. Độ dày lên đến 400 μm sẽ làm cho việc lắp ráp không thể và ảnh hưởng đến việc sử dụng.
Ngoài ra, khi số lượng đùn tăng và khuôn hao mòn, kích thước của các khe hồ sơ sẽ trở nên nhỏ hơn và nhỏ hơn, trong khi kích thước của thanh trượt sẽ trở nên lớn hơn và lớn hơn, khiến việc lắp ráp trở nên khó khăn hơn. Dựa trên các lý do trên, lề thích hợp phải được bảo lưu theo các điều kiện cụ thể trong quá trình thiết kế để đảm bảo lắp ráp.
2.7 Đánh dấu dung sai
Đối với thiết kế mặt cắt, bản vẽ lắp ráp được sản xuất đầu tiên và sau đó bản vẽ sản phẩm hồ sơ được sản xuất. Bản vẽ lắp ráp chính xác không có nghĩa là bản vẽ sản phẩm hồ sơ là hoàn hảo. Một số nhà thiết kế bỏ qua tầm quan trọng của kích thước và dấu hiệu dung sai. Các vị trí được đánh dấu thường là các kích thước cần được đảm bảo, chẳng hạn như: vị trí lắp ráp, mở, độ sâu rãnh, chiều rộng rãnh, v.v., và dễ đo và kiểm tra. Đối với dung sai chiều chung, mức độ chính xác tương ứng có thể được chọn theo tiêu chuẩn quốc gia. Một số kích thước lắp ráp quan trọng cần được đánh dấu bằng các giá trị dung sai cụ thể trong bản vẽ. Nếu dung sai quá lớn, việc lắp ráp sẽ khó khăn hơn và nếu dung sai quá nhỏ, chi phí sản xuất sẽ tăng lên. Một phạm vi dung sai hợp lý đòi hỏi sự tích lũy kinh nghiệm hàng ngày của nhà thiết kế.
2.8 Điều chỉnh chi tiết
Chi tiết xác định thành công hoặc thất bại, và điều tương tự cũng đúng đối với thiết kế mặt cắt hồ sơ. Những thay đổi nhỏ không chỉ có thể bảo vệ khuôn và kiểm soát tốc độ dòng chảy, mà còn cải thiện chất lượng bề mặt và tăng tốc độ năng suất. Một trong những kỹ thuật thường được sử dụng là làm tròn các góc. Cấu hình đùn không thể có các góc hoàn toàn sắc nét vì các dây đồng mỏng được sử dụng trong cắt dây cũng có đường kính. Tuy nhiên, tốc độ dòng chảy ở các góc rất chậm, ma sát lớn và ứng suất tập trung, thường có các tình huống trong đó các dấu ấn đùn là rõ ràng, kích thước rất khó kiểm soát và khuôn dễ bị sứt mẻ. Do đó, bán kính làm tròn nên được tăng lên càng nhiều càng tốt mà không ảnh hưởng đến việc sử dụng nó.
Ngay cả khi nó được sản xuất bởi một máy đùn nhỏ, độ dày thành của cấu hình không được nhỏ hơn 0,8mm và độ dày thành của mỗi phần của phần không nên khác nhau hơn 4 lần. Trong quá trình thiết kế, các đường chéo hoặc chuyển tiếp hồ quang có thể được sử dụng ở những thay đổi đột ngột về độ dày tường để đảm bảo hình dạng xả thường xuyên và sửa chữa khuôn dễ dàng. Ngoài ra, các cấu hình thành mỏng có độ co giãn tốt hơn và độ dày thành của một số gussets, battens, vv có thể khoảng 1mm. Có nhiều ứng dụng để điều chỉnh các chi tiết trong thiết kế, chẳng hạn như điều chỉnh góc, thay đổi hướng, rút ngắn công cụ đúc hẫng, tăng khoảng cách, cải thiện tính đối xứng, điều chỉnh dung sai, v.v. Mối quan hệ với thiết kế khuôn, sản xuất và quá trình sản xuất.
3. Kết luận
Là một nhà thiết kế, để có được những lợi ích kinh tế tốt nhất từ sản xuất hồ sơ, tất cả các yếu tố của toàn bộ vòng đời của sản phẩm phải được xem xét trong quá trình thiết kế, bao gồm nhu cầu của người dùng, thiết kế, sản xuất, chất lượng, chi phí, v.v. Phát triển sản phẩm Thành công lần đầu tiên. Những điều này yêu cầu theo dõi hàng ngày về sản xuất sản phẩm và việc thu thập và tích lũy thông tin trực tiếp để dự đoán kết quả thiết kế và sửa chúng trước.
Thời gian đăng: Tháng 9-10-2024
