Làm thế nào để thiết kế bộ tản nhiệt hướng dương chết cho hồ sơ nhôm?

1. Phân tích các đặc điểm cấu trúc của các phần hồ sơ nhôm

Hình 1 cho thấy mặt cắt ngang của cấu hình nhôm bộ tản nhiệt hướng dương điển hình. Diện tích mặt cắt ngang của hồ sơ là 7773,5mm², với tổng số 40 răng tản nhiệt. Kích thước mở treo tối đa được hình thành giữa các răng là 4,46 mm. Sau khi tính toán, tỷ lệ lưỡi giữa các răng là 15,7. Đồng thời, có một khu vực rắn lớn ở trung tâm của hồ sơ, với diện tích 3846,5mm².

Đánh giá từ các đặc điểm hình dạng của hồ sơ, không gian giữa các răng có thể được coi là cấu hình bán trống và cấu hình bộ tản nhiệt bao gồm nhiều cấu hình bán rỗng. Do đó, khi thiết kế cấu trúc khuôn, chìa khóa là xem xét làm thế nào để đảm bảo sức mạnh của khuôn. Mặc dù đối với các hồ sơ bán trống rỗng, ngành công nghiệp đã phát triển một loạt các cấu trúc khuôn trưởng thành, chẳng hạn như Mold Splitter Splitter Mold Bao gồm nhiều hồ sơ bán trống. Thiết kế truyền thống chỉ xem xét các vật liệu, nhưng trong việc ép đùn, tác động lớn nhất đến sức mạnh là lực đùn trong quá trình đùn, và quá trình hình thành kim loại là yếu tố chính tạo ra lực đùn.

Do diện tích rắn trung tâm lớn của cấu hình bộ tản nhiệt mặt trời, rất dễ dàng khiến tốc độ dòng chảy tổng thể trong khu vực này quá nhanh trong quá trình đùn Ống, dẫn đến gãy xương của ống huyền phù. Do đó, trong việc thiết kế cấu trúc khuôn, chúng ta nên tập trung vào việc điều chỉnh tốc độ dòng chảy và tốc độ dòng kim loại để đạt được mục đích giảm áp lực đùn và cải thiện trạng thái căng thẳng của đường ống lơ lửng giữa các răng, để cải thiện sức mạnh của khuôn.

2. Lựa chọn cấu trúc khuôn và khả năng ép đùn

2.1 Hình thức cấu trúc khuôn

Đối với cấu hình bộ tản nhiệt hướng dương được hiển thị trong Hình 1, mặc dù nó không có phần rỗng, nó phải áp dụng cấu trúc khuôn phân chia như trong Hình 2. Khác với cấu trúc khuôn shunt truyền thống, buồng trạm hàn kim loại được đặt ở phía trên Khuôn, và một cấu trúc chèn được sử dụng ở khuôn dưới. Mục đích là để giảm chi phí nấm mốc và rút ngắn chu kỳ sản xuất nấm mốc. Cả hai khuôn trên và các bộ khuôn dưới là phổ quát và có thể được sử dụng lại. Quan trọng hơn, các khối lỗ chết có thể được xử lý độc lập, điều này có thể đảm bảo tính chính xác của vành đai làm việc của lỗ chết. Lỗ bên trong của khuôn dưới được thiết kế như một bước. Phần trên và khối lỗ khuôn áp dụng độ thanh thải phù hợp, và giá trị khoảng cách ở cả hai bên là 0,06 ~ 0,1m; Phần dưới áp dụng sự phù hợp can thiệp và lượng nhiễu ở cả hai bên là 0,02 ~ 0,04m, giúp đảm bảo sự đồng hành và tạo điều kiện lắp ráp, làm cho lớp phủ phù hợp hơn, đồng thời, nó có thể tránh biến dạng khuôn do lắp đặt nhiệt Phù hợp với can thiệp.

2.2 Lựa chọn công suất máy đùn

Một mặt, việc lựa chọn công suất máy đùn là để xác định đường kính bên trong thích hợp của thùng ép đùn và áp suất riêng tối đa của máy đùn trên phần nòng đùn để đáp ứng áp suất trong quá trình hình thành kim loại. Mặt khác, đó là xác định tỷ lệ đùn thích hợp và chọn các thông số kỹ thuật kích thước khuôn phù hợp dựa trên chi phí. Đối với cấu hình nhôm của bộ tản nhiệt hướng dương, tỷ lệ đùn không thể quá lớn. Lý do chính là lực đùn tỷ lệ với tỷ lệ đùn. Tỷ lệ đùn càng lớn, lực đùn càng lớn. Điều này cực kỳ bất lợi cho khuôn hồ sơ nhôm của bộ tản nhiệt hướng dương.

Kinh nghiệm cho thấy tỷ lệ đùn của các cấu hình nhôm cho bộ tản nhiệt hướng dương nhỏ hơn 25. Đối với cấu hình được hiển thị trong Hình 1, một máy đùn 20,0 mn với đường kính bên trong nòng đùn là 208 mm đã được chọn. Sau khi tính toán, áp suất riêng tối đa của máy đùn là 589MPa, đây là một giá trị phù hợp hơn. Nếu áp lực cụ thể quá cao, áp lực lên khuôn sẽ lớn, gây bất lợi cho tuổi thọ của khuôn; Nếu áp lực cụ thể quá thấp, nó không thể đáp ứng các yêu cầu của hình thành đùn. Kinh nghiệm cho thấy một áp lực cụ thể trong phạm vi 550 ~ 750 MPa có thể đáp ứng tốt hơn các yêu cầu quy trình khác nhau. Sau khi tính toán, hệ số đùn là 4,37. Thông số kỹ thuật kích thước khuôn được chọn là 350 mmx200 mm (đường kính ngoài x độ x).

3. Xác định các thông số cấu trúc khuôn

3.1 Thông số cấu trúc khuôn trên

(1) Số lượng và sắp xếp các lỗ chuyển hướng. Đối với khuôn shunt của bộ tản nhiệt hướng dương, số lượng lỗ shunt càng nhiều thì càng tốt. Đối với các cấu hình có hình dạng tròn tương tự, thường được chọn 3 đến 4 cái shunt truyền thống. Kết quả là chiều rộng của cây cầu shunt lớn hơn. Nói chung, khi nó lớn hơn 20 mm, số lượng mối hàn ít hơn. Tuy nhiên, khi chọn vành đai làm việc của lỗ chết, vành đai làm việc của lỗ chết ở dưới cùng của cây cầu shunt phải ngắn hơn. Trong điều kiện không có phương pháp tính toán chính xác để lựa chọn vành đai làm việc, nó sẽ tự nhiên khiến lỗ chết dưới cây cầu và các bộ phận khác không đạt được chính xác tốc độ dòng chảy trong quá trình đùn do sự khác biệt trong vành đai làm việc, Sự khác biệt về tốc độ dòng chảy này sẽ tạo ra ứng suất kéo bổ sung trên đúc hẫng và gây ra sự lệch hướng của răng tản nhiệt. Do đó, đối với sự đùn của bộ tản nhiệt hướng dương với số lượng răng dày đặc, điều rất quan trọng là đảm bảo rằng tốc độ dòng chảy của mỗi chiếc răng là nhất quán. Khi số lượng lỗ shunt tăng lên, số lượng cầu shunt sẽ tăng tương ứng, và tốc độ dòng chảy và phân phối dòng chảy của kim loại sẽ trở nên đồng đều hơn. Điều này là do khi số lượng cầu shunt tăng lên, chiều rộng của các cây cầu shunt có thể được giảm tương ứng.

Dữ liệu thực tế cho thấy số lượng lỗ shunt thường là 6 hoặc 8, hoặc thậm chí nhiều hơn. Tất nhiên, đối với một số cấu hình phân tán nhiệt hướng dương lớn, khuôn trên cũng có thể sắp xếp các lỗ shunt theo nguyên tắc của chiều rộng cầu shunt ≤ 14mm. Sự khác biệt là một tấm tách trước phải được thêm vào để phân phối trước và điều chỉnh dòng kim loại. Số lượng và sự sắp xếp của các lỗ chuyển hướng trong tấm chuyển hướng phía trước có thể được thực hiện theo cách truyền thống.

Ngoài ra, khi sắp xếp các lỗ shunt, cần xem xét sử dụng khuôn trên để che chắn một cách thích hợp đầu của răng héo nhiệt để ngăn kim loại trực tiếp chạm vào đầu của ống đúc hẫng và do đó cải thiện trạng thái ứng suất của ống đúc hẫng. Phần bị chặn của đầu đúc hẫng giữa các răng có thể là 1/5 ~ 1/4 chiều dài của ống đúc hẫng. Bố cục của các lỗ shunt được hiển thị trong Hình 3

(2) Mối quan hệ khu vực của lỗ shunt. Bởi vì độ dày thành của gốc của răng nóng là nhỏ và chiều cao cách xa trung tâm và diện tích vật lý rất khác với trung tâm, nó là phần khó nhất để tạo thành kim loại. Do đó, một điểm quan trọng trong thiết kế khuôn cấu hình bộ tản nhiệt hướng dương là làm cho tốc độ dòng của phần rắn trung tâm càng chậm càng tốt để đảm bảo rằng kim loại trước tiên lấp đầy gốc của răng. Để đạt được một hiệu ứng như vậy, một mặt, đó là sự lựa chọn của vành đai làm việc, và quan trọng hơn, việc xác định diện tích của lỗ chuyển hướng, chủ yếu là khu vực của phần trung tâm tương ứng với lỗ chuyển hướng. Các thử nghiệm và giá trị thực nghiệm cho thấy hiệu ứng tốt nhất đạt được khi diện tích của lỗ chuyển hướng trung tâm S1 và diện tích của lỗ chuyển hướng đơn bên ngoài S2 thỏa mãn mối quan hệ sau: S1 = (0,52 ~ 0,72) S2

Ngoài ra, kênh dòng kim loại hiệu quả của lỗ chia trung tâm phải dài hơn 20 ~ 25 mm so với kênh dòng kim loại hiệu quả của lỗ chia bên ngoài. Độ dài này cũng tính đến biên độ và khả năng sửa chữa khuôn.

(3) Độ sâu của buồng hàn. DEE DEM DENTRUSE DENTILURE SCREATER DENS khác với shunt truyền thống. Toàn bộ buồng hàn của nó phải được đặt ở phía trên khuôn. Điều này là để đảm bảo độ chính xác của quá trình xử lý khối lỗ của cái chết thấp hơn, đặc biệt là độ chính xác của vành đai làm việc. So với khuôn shunt truyền thống, độ sâu của buồng hàn của khuôn shunt của bộ tản nhiệt hướng dương cần phải được tăng lên. Khả năng máy đùn càng lớn, sự gia tăng độ sâu của buồng hàn càng lớn, là 15 ~ 25 mm. Ví dụ, nếu sử dụng máy đùn 20 mn, độ sâu của buồng hàn của cái chết shunt truyền thống là 20 ~ 22mm, trong khi độ sâu của buồng hàn của shunt của cấu hình bộ tản nhiệt hướng dương phải là 35 ~ 40 mm . Ưu điểm của điều này là kim loại được hàn hoàn toàn và ứng suất trên ống lơ lửng giảm đáng kể. Cấu trúc của buồng hàn khuôn phía trên được thể hiện trong Hình 4.

3.2 Thiết kế chèn lỗ chết

Thiết kế của khối lỗ chết chủ yếu bao gồm kích thước lỗ chết, vành đai làm việc, đường kính ngoài và độ dày của khối gương, v.v.

(1) Xác định kích thước lỗ chết. Kích thước lỗ chết có thể được xác định theo cách truyền thống, chủ yếu xem xét việc mở rộng quy mô của quá trình xử lý nhiệt hợp kim.

(2) Lựa chọn đai làm việc. Nguyên tắc lựa chọn vành đai làm việc trước tiên là đảm bảo rằng việc cung cấp tất cả kim loại ở dưới cùng của rễ răng là đủ, do đó tốc độ dòng chảy ở dưới cùng của rễ răng nhanh hơn các bộ phận khác. Do đó, vành đai làm việc ở dưới cùng của rễ răng phải là ngắn nhất, với giá trị 0,3 ~ 0,6mm và vành đai làm việc tại các bộ phận liền kề phải được tăng thêm 0,3mm. Nguyên tắc là tăng 0,4 ~ 0,5 cứ sau 10 ~ 15mm về phía trung tâm; Thứ hai, vành đai làm việc tại phần rắn lớn nhất của trung tâm không được vượt quá 7mm. Mặt khác, nếu chênh lệch chiều dài của vành đai làm việc quá lớn, các lỗi lớn sẽ xảy ra trong việc xử lý các điện cực đồng và xử lý EDM của vành đai làm việc. Lỗi này có thể dễ dàng làm cho độ lệch răng bị vỡ trong quá trình đùn. Thắt lưng làm việc được hiển thị trong Hình 5.

 

(3) Đường kính ngoài và độ dày của chèn. Đối với khuôn shunt truyền thống, độ dày của chèn lỗ chết là độ dày của khuôn dưới. Tuy nhiên, đối với khuôn tản nhiệt hướng dương, nếu độ dày hiệu quả của lỗ chết quá lớn, cấu hình sẽ dễ dàng va chạm với khuôn trong quá trình đùn và xả, dẫn đến răng không đều, trầy xước hoặc thậm chí bị kẹt răng. Những điều này sẽ khiến răng bị gãy.

Ngoài ra, nếu độ dày của lỗ chết quá dài, một mặt, thời gian xử lý dài trong quá trình EDM và mặt khác, nó dễ dàng gây ra sự sai lệch ăn mòn điện, và nó cũng dễ dàng gây ra sai lệch răng trong quá trình đùn. Tất nhiên, nếu độ dày lỗ chết quá nhỏ, sức mạnh của răng không thể được đảm bảo. Do đó, xem xét hai yếu tố này, kinh nghiệm cho thấy mức độ chèn lỗ chết của khuôn dưới thường là 40 đến 50; và đường kính ngoài của lỗ chết phải là 25 đến 30 mm từ cạnh lớn nhất của lỗ chết đến vòng tròn bên ngoài của chèn.

Đối với cấu hình được hiển thị trong Hình 1, đường kính ngoài và độ dày của khối lỗ chết lần lượt là 225mm và 50mm. Chèn lỗ chết được hiển thị trong Hình 6. D Trong hình là kích thước thực tế và kích thước danh nghĩa là 225mm. Độ lệch giới hạn của các kích thước bên ngoài của nó được khớp theo lỗ bên trong của khuôn dưới để đảm bảo rằng khoảng cách đơn phương nằm trong phạm vi 0,01 ~ 0,02mm. Khối lỗ chết được hiển thị trong Hình 6. Kích thước danh nghĩa của lỗ bên trong của khối lỗ chết được đặt ở khuôn dưới là 225mm. Dựa trên kích thước đo thực tế, khối lỗ chết được khớp theo nguyên tắc 0,01 ~ 0,02mm mỗi bên. Đường kính ngoài của khối lỗ chết có thể được lấy dưới dạng D, nhưng để thuận tiện cho việc lắp đặt, đường kính ngoài của khối gương lỗ chết có thể được giảm một cách thích hợp trong phạm vi 0,1m ở đầu thức ăn, như trong hình .

4. Công nghệ chính của sản xuất nấm mốc

Gia công của khuôn hồ sơ bộ tản nhiệt hướng dương không khác nhiều so với khuôn hồ sơ nhôm thông thường. Sự khác biệt rõ ràng chủ yếu được phản ánh trong quá trình xử lý điện.

(1) Về mặt cắt dây, cần phải ngăn chặn sự biến dạng của điện cực đồng. Do điện cực đồng được sử dụng cho EDM rất nặng, răng quá nhỏ, điện cực mềm, có độ cứng kém và nhiệt độ cao cục bộ được tạo ra bởi việc cắt dây làm cho điện cực dễ dàng bị biến dạng trong quá trình cắt dây. Khi sử dụng các điện cực đồng bị biến dạng để xử lý dây đai công việc và dao trống, răng xiên sẽ xảy ra, điều này có thể dễ dàng khiến khuôn bị loại bỏ trong quá trình xử lý. Do đó, cần phải ngăn chặn sự biến dạng của các điện cực đồng trong quá trình sản xuất trực tuyến. Các biện pháp phòng ngừa chính là: Trước khi cắt dây, hãy cấp cho khối đồng bằng giường; Sử dụng chỉ báo quay số để điều chỉnh độ dọc ở đầu; Khi cắt dây, bắt đầu từ phần răng trước, và cuối cùng cắt phần bằng tường dày; Thỉnh thoảng, sử dụng dây bạc phế liệu để lấp đầy các phần cắt; Sau khi dây được thực hiện, sử dụng máy dây để cắt một phần ngắn khoảng 4 mm dọc theo chiều dài của điện cực đồng cắt.

(2) Gia công phóng điện rõ ràng khác với các khuôn thông thường. EDM rất quan trọng trong việc xử lý khuôn hồ sơ bộ tản nhiệt hướng dương. Ngay cả khi thiết kế là hoàn hảo, một khiếm khuyết nhẹ trong EDM sẽ khiến toàn bộ khuôn bị loại bỏ. Gia công phóng điện không phụ thuộc vào thiết bị như cắt dây. Nó phụ thuộc phần lớn vào kỹ năng vận hành và trình độ của nhà điều hành. Gia công phóng điện chủ yếu chú ý đến năm điểm sau:

Dòng điện phóng điện. 7 ~ 10 Một dòng điện có thể được sử dụng cho gia công EDM ban đầu để rút ngắn thời gian xử lý; 5 ~ 7 Một dòng điện có thể được sử dụng để hoàn thiện gia công. Mục đích của việc sử dụng dòng điện nhỏ là để có được một bề mặt tốt;

Đảm bảo độ phẳng của khuôn mặt đầu khuôn và độ thẳng đứng của điện cực đồng. Độ phẳng kém của mặt cuối khuôn hoặc độ thẳng đứng không đủ của điện cực đồng gây khó khăn cho việc đảm bảo rằng chiều dài của vành đai công việc sau khi xử lý EDM phù hợp với chiều dài vành đai làm việc được thiết kế. Thật dễ dàng để quá trình EDM thất bại hoặc thậm chí xâm nhập vào vành đai làm việc răng. Do đó, trước khi xử lý, phải sử dụng máy xay để làm phẳng cả hai đầu của khuôn để đáp ứng các yêu cầu chính xác và phải chỉ báo quay số để điều chỉnh độ dọc của điện cực đồng;

Đảm bảo rằng khoảng cách giữa các con dao trống là chẵn. Trong quá trình gia công ban đầu, hãy kiểm tra xem công cụ trống có được bù mỗi 0,2 mm cứ sau 3 đến 4 mm không. Nếu phần bù lớn, sẽ rất khó để sửa nó bằng các điều chỉnh tiếp theo;

④Remove Phần dư được tạo ra trong quá trình EDM một cách kịp thời. Ăn mòn tia lửa sẽ tạo ra một lượng lớn dư lượng, phải được làm sạch kịp thời, nếu không độ dài của vành đai làm việc sẽ khác nhau do độ cao khác nhau của dư lượng;

Khuôn phải được khử từ trước EDM.

5. So sánh kết quả đùn

Hồ sơ được hiển thị trong Hình 1 đã được thử nghiệm bằng cách sử dụng khuôn phân chia truyền thống và sơ đồ thiết kế mới được đề xuất trong bài viết này. Việc so sánh các kết quả được thể hiện trong Bảng 1.

Nó có thể được nhìn thấy từ các kết quả so sánh rằng cấu trúc khuôn có ảnh hưởng lớn đến đời sống nấm mốc. Khuôn được thiết kế bằng cách sử dụng sơ đồ mới có những lợi thế rõ ràng và cải thiện đáng kể tuổi thọ nấm mốc.

6. Kết luận

Khuôn ép đùn hồ sơ bộ tản nhiệt hướng dương là một loại khuôn rất khó thiết kế và sản xuất, và thiết kế và sản xuất của nó tương đối phức tạp. Do đó, để đảm bảo tỷ lệ thành công đùn và tuổi thọ dịch vụ của khuôn, các điểm sau đây phải đạt được:

(1) Hình thức cấu trúc của khuôn phải được chọn một cách hợp lý. Cấu trúc của khuôn phải có lợi để giảm lực đùn để giảm căng thẳng trên khuôn đúc được hình thành bởi răng tản nhiệt, do đó cải thiện sức mạnh của khuôn. Điều quan trọng là xác định hợp lý số lượng và sự sắp xếp của các lỗ shunt và diện tích của các lỗ shunt và các thông số khác: đầu tiên, chiều rộng của cây cầu shunt được hình thành giữa các lỗ shunt không được vượt quá 16mm; Thứ hai, diện tích lỗ phân chia nên được xác định để tỷ lệ phân chia đạt hơn 30% tỷ lệ đùn càng nhiều càng tốt trong khi đảm bảo cường độ của khuôn.

. Điểm quan trọng đầu tiên là điện cực đồng phải là mặt đất bề mặt trước khi cắt dây và phương pháp chèn nên được sử dụng trong quá trình cắt dây để đảm bảo nó. Các điện cực không bị lỏng hoặc biến dạng.

(3) Trong quá trình gia công điện, điện cực phải được căn chỉnh chính xác để tránh sai lệch răng. Tất nhiên, trên cơ sở thiết kế và sản xuất hợp lý, việc sử dụng thép khuôn làm việc nóng chất lượng cao và quá trình xử lý nhiệt chân không của ba hoặc nhiều nhiệt độ có thể tối đa hóa tiềm năng của khuôn và đạt được kết quả tốt hơn. Từ thiết kế, sản xuất đến sản xuất đùn, chỉ khi mỗi liên kết là chính xác, chúng ta mới có thể đảm bảo rằng khuôn hồ sơ bộ tản nhiệt hướng dương bị đùn ra.