알루미늄 프로파일용 해바라기 라디에이터 압출 다이를 설계하는 방법은 무엇입니까?

1. 알루미늄 프로파일 단면의 구조적 특성 분석

그림 1은 일반적인 해바라기 라디에이터 알루미늄 프로파일의 단면을 보여줍니다. 프로파일의 단면적은 7773.5mm²이며 총 40개의 방열 톱니가 있습니다. 치아 사이에 형성된 최대 걸이 구멍 크기는 4.46mm입니다. 계산 결과 치아 사이의 혀 비율은 15.7입니다. 동시에 프로파일 중앙에는 3846.5mm²의 넓은 솔리드 영역이 있습니다.

프로파일의 형상특성으로 볼 때 톱니 사이의 공간은 반중공 프로파일로 볼 수 있으며, 라디에이터 프로파일은 여러 개의 반중공 프로파일로 구성됩니다. 따라서 금형구조를 설계할 때 금형의 강도를 어떻게 확보할 것인가를 고려하는 것이 핵심이다. 반중공 프로파일의 경우 업계에서는 "덮힌 스플리터 몰드", "컷 스플리터 몰드", "현수교 스플리터 몰드" 등과 같은 다양한 성숙 금형 구조를 개발했습니다. 그러나 이러한 구조는 제품에 적용되지 않습니다. 여러 개의 반중공 프로파일로 구성됩니다. 전통적인 설계에서는 재료만 고려하지만, 압출 성형에서는 강도에 가장 큰 영향을 미치는 것은 압출 공정 중 압출력이며, 금속 성형 공정은 압출력을 발생시키는 주요 요인입니다.

태양열 라디에이터 프로파일의 중앙 고체 영역이 크기 때문에 압출 공정 중에 이 영역의 전체 유속이 너무 빨라지기 쉽고 치간 서스펜션의 헤드에 추가 인장 응력이 생성됩니다. 튜브가 파손되어 치간 서스펜션 튜브가 파손됩니다. 따라서 금형 구조 설계시 압출 압력을 줄이고 치아 사이에 매달린 파이프의 응력 상태를 개선하여 강도를 향상시키기 위해 금속 유량 및 유량 조정에 중점을 두어야합니다. 곰팡이.

2. 금형 구조 및 압출 프레스 용량 선택

2.1 금형 구조 형태

그림 1에 표시된 해바라기 라디에이터 프로파일의 경우 중공 부분이 없지만 그림 2에 표시된 분할 금형 구조를 채택해야 합니다. 기존 션트 금형 구조와 달리 금속 납땜 스테이션 챔버는 상부에 배치됩니다. 금형, 하부 금형에는 인서트 구조를 사용합니다. 목적은 금형 비용을 줄이고 금형 제조주기를 단축하는 것입니다. 상부 금형과 하부 금형 세트는 모두 보편적이며 재사용이 가능합니다. 더 중요한 것은 다이 홀 블록을 독립적으로 처리할 수 있어 다이 홀 작업 벨트의 정확성을 더 잘 보장할 수 있다는 것입니다. 하부 금형의 내부 구멍은 단차로 설계되었습니다. 상부와 금형 구멍 블록은 틈새 맞춤을 채택하고 양쪽의 간격 값은 0.06~0.1m입니다. 하부는 억지끼움을 채택하고 양쪽의 간섭량은 0.02~0.04m로 동축성을 보장하고 조립을 용이하게 하여 인레이 핏을 더욱 컴팩트하게 만들고 동시에 열 설치로 인한 금형 변형을 방지할 수 있습니다. 간섭 맞춤.

2.2 압출기 용량 선택

압출기 용량의 선택은 한편으로는 압출 배럴의 적절한 내경과 금속 성형 중 압력을 충족시키기 위해 압출 배럴 섹션에 대한 압출기의 최대 특정 압력을 결정하는 것입니다. 한편, 적절한 압출 비율을 결정하고 비용에 따라 적절한 금형 크기 사양을 선택하는 것입니다. 해바라기 라디에이터 알루미늄 프로파일의 경우 압출 비율이 너무 클 수 없습니다. 주된 이유는 압출력이 압출 비율에 비례하기 때문입니다. 압출비가 클수록 압출력이 커집니다. 이는 해바라기 라디에이터 알루미늄 프로파일 금형에 매우 해롭습니다.

경험에 따르면 해바라기 라디에이터용 알루미늄 프로파일의 압출 비율은 25 미만입니다. 그림 1에 표시된 프로파일의 경우 압출 배럴 내경이 208mm인 20.0MN 압출기가 선택되었습니다. 계산 결과 압출기의 최대 비압력은 589MPa로 보다 적절한 값입니다. 특정 압력이 너무 높으면 금형에 가해지는 압력이 커져 금형 수명에 해를 끼칩니다. 특정 압력이 너무 낮으면 압출 성형 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 경험에 따르면 550~750 MPa 범위의 특정 압력이 다양한 공정 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있습니다. 계산 후 압출 계수는 4.37입니다. 금형 크기 사양은 350mmx200mm(외경 x 각도)로 선택됩니다.

3. 금형 구조 매개변수 결정

3.1 상부 금형 구조 매개변수

(1) 전환 구멍의 수와 배열. 해바라기 라디에이터 프로파일 션트 몰드의 경우 션트 구멍 수가 많을수록 좋습니다. 비슷한 원형 모양의 프로파일의 경우 일반적으로 3~4개의 기존 션트 구멍이 선택됩니다. 결과적으로 션트 브리지의 폭이 더 커집니다. 일반적으로 20mm보다 크면 용접 횟수가 적습니다. 그러나 다이 홀의 작업 벨트를 선택할 때 션트 브리지 하단의 다이 구멍의 작업 벨트는 더 짧아야 합니다. 작업벨트 선정에 대한 정확한 계산방법이 없는 상황에서 작업벨트의 차이로 인해 브릿지 아래의 다이홀과 기타 부품의 압출시 유량이 정확하게 동일하지 않게 되는 것은 당연하고, 이러한 유속 차이는 캔틸레버에 추가적인 인장 응력을 발생시키고 열 방출 톱니의 편향을 유발합니다. 따라서 톱니 수가 밀집된 해바라기 라디에이터 압출 다이의 경우 각 톱니의 유속이 일정한지 확인하는 것이 매우 중요합니다. 션트 홀의 수가 증가함에 따라 션트 브리지의 수도 그에 따라 증가하고 금속의 유속과 흐름 분포가 더욱 균일해집니다. 션트 브리지의 개수가 증가할수록 그에 따라 션트 브리지의 폭도 줄어들 수 있기 때문이다.

실제 데이터에 따르면 션트 홀의 수는 일반적으로 6개 또는 8개 또는 그 이상입니다. 물론 일부 대형 해바라기 방열 프로파일의 경우 상부 금형은 션트 브리지 폭 ≤ 14mm의 원리에 따라 션트 구멍을 배열할 수도 있습니다. 차이점은 금속 흐름을 사전에 분배하고 조정하려면 전면 분할판을 추가해야 한다는 것입니다. 전면 전환판의 전환기 구멍 수와 배열은 전통적인 방식으로 수행할 수 있습니다.

또한, 션트홀을 배치할 때 상부 금형을 사용하여 방열 치형의 캔틸레버 헤드를 적절하게 차폐하여 금속이 캔틸레버 튜브의 헤드에 직접 닿는 것을 방지하여 응력 상태를 개선하는 것도 고려해야 한다. 캔틸레버 튜브의. 캔틸레버 헤드의 치아 사이에 막힌 부분은 캔틸레버 튜브 길이의 1/5~1/4일 수 있습니다. 션트 홀의 레이아웃은 그림 3에 나와 있습니다.

(2) 션트 홀의 면적 관계. 뜨거운 치아의 치근의 벽두께가 작고 중심에서 높이가 멀고 중심과 물리적인 면적이 많이 다르기 때문에 금속성형이 가장 어려운 부분이다. 따라서 해바라기 라디에이터 프로파일 금형 설계의 핵심은 금속이 먼저 치아의 뿌리를 채울 수 있도록 중앙 솔리드 부분의 유속을 최대한 느리게 만드는 것입니다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 한편으로는 작업 벨트를 선택해야 하며, 더 중요한 것은 전환기 구멍의 면적, 주로 전환기 구멍에 대응하는 중앙 부분의 면적을 결정하는 것입니다. 테스트 및 실험값에 따르면 중앙 전환 구멍 S1의 면적과 외부 단일 전환 구멍 S2의 면적이 다음 관계를 만족할 때 최상의 효과가 달성되는 것으로 나타났습니다. S1= (0.52 ~0.72) S2

또한, 중앙 분할 구멍의 유효 금속 흐름 채널은 외부 분할 구멍의 유효 금속 흐름 채널보다 20~25mm 더 길어야 합니다. 이 길이에는 마진과 금형 수리 가능성도 고려됩니다.

(3) 용접 챔버의 깊이. 해바라기 라디에이터 프로파일 압출 다이는 기존 션트 다이와 다릅니다. 전체 용접 챔버는 상부 다이에 위치해야 합니다. 이는 하부 다이의 홀 블록 가공 정확성, 특히 작업 벨트의 정확성을 보장하기 위한 것입니다. 기존 션트 몰드와 비교하여 해바라기 라디에이터 프로파일 션트 몰드의 용접 챔버 깊이를 늘려야 합니다. 압출기 용량이 커질수록 용접실의 깊이도 15~25mm 증가합니다. 예를 들어, 20MN 압출기를 사용하는 경우 기존 션트 다이의 용접 챔버 깊이는 20~22mm인 반면, 해바라기 라디에이터 프로파일의 션트 다이 용접 챔버 깊이는 35~40mm여야 합니다. . 이것의 장점은 금속이 완전히 용접되어 매달린 파이프에 가해지는 응력이 크게 감소된다는 것입니다. 상부 금형 용접 챔버의 구조는 그림 4에 나와 있습니다.

3.2 다이 홀 인서트 설계

다이 홀 블록의 설계에는 주로 다이 홀 크기, 작업 벨트, 미러 블록의 외경 및 두께 등이 포함됩니다.

(1) 다이 구멍 크기 결정. 다이 구멍 크기는 주로 합금 열처리의 규모를 고려하여 전통적인 방식으로 결정될 수 있습니다.

(2) 작업 벨트 선택. 작업 벨트 선택의 원리는 먼저 치근 바닥의 모든 금속 공급이 충분하도록 보장하여 치근 바닥의 유속이 다른 부품보다 빠르도록 하는 것입니다. 따라서 치근 하단의 작업벨트는 0.3~0.6mm로 가장 짧아야 하고, 인접한 부분의 작업벨트는 0.3mm 늘려야 한다. 중심으로 갈수록 10~15mm씩 0.4~0.5씩 증가시키는 것이 원칙이며, 둘째, 중앙의 가장 큰 단단한 부분에 있는 작업 벨트는 7mm를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 작업 벨트의 길이 차이가 너무 크면 구리 전극 가공 및 작업 벨트 EDM 가공에 큰 오류가 발생합니다. 이 오류로 인해 압출 공정 중에 톱니 편향이 쉽게 파손될 수 있습니다. 작업 벨트는 그림 5에 나와 있습니다.

 

(3) 인서트의 외경과 두께. 기존 션트 금형의 경우 다이 구멍 인서트의 두께는 하단 금형의 두께입니다. 그러나 해바라기 라디에이터 금형의 경우 다이 구멍의 유효 두께가 너무 크면 압출 및 배출 중에 프로파일이 금형과 쉽게 충돌하여 톱니가 고르지 않거나 긁히거나 심지어 톱니 걸림이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 치아가 부러질 수 있습니다.

또한, 다이홀의 두께가 너무 길면 EDM 공정시 가공시간이 길어지는 한편, 전기적 부식편차가 발생하기 쉽고, 압출 중 치아 이탈을 유발합니다. 물론, 다이 구멍 두께가 너무 작으면 톱니의 강도를 보장할 수 없습니다. 따라서 이 두 가지 요소를 고려하면 경험에 따르면 하부 금형의 다이 구멍 삽입 정도는 일반적으로 40~50입니다. 다이 구멍 인서트의 외경은 다이 구멍의 가장 큰 가장자리에서 인서트의 외부 원까지 25~30mm여야 합니다.

그림 1에 표시된 프로파일의 경우 다이 홀 블록의 외경과 두께는 각각 225mm와 50mm입니다. 다이 구멍 인서트는 그림 6에 나와 있습니다. 그림의 D는 실제 크기이고 공칭 크기는 225mm입니다. 외부 치수의 한계 편차는 하부 금형의 내부 구멍에 따라 일치하여 일방적인 간격이 0.01~0.02mm 범위 내에 있도록 합니다. 다이 홀 블록은 그림 6에 나와 있습니다. 하부 금형에 배치된 다이 홀 블록의 내부 구멍의 공칭 크기는 225mm입니다. 실제 측정된 크기를 기준으로 다이 홀 블록은 한 면당 0.01~0.02mm의 원리에 따라 일치합니다. 다이 홀 블록의 외경은 D로 구할 수 있으나, 설치의 편의를 위해 다이 홀 미러 블록의 외경은 그림과 같이 피드 엔드에서 0.1m 범위 내에서 적절하게 줄일 수 있습니다. .

4. 금형제작 핵심기술

해바라기 라디에이터 프로파일 금형의 가공은 일반 알루미늄 프로파일 금형의 가공과 크게 다르지 않습니다. 명백한 차이점은 주로 전기 처리에 반영됩니다.

(1) 와이어 절단시 구리 전극의 변형을 방지하는 것이 필요합니다. EDM에 사용되는 구리 전극은 무겁고, 치형이 너무 작고, 전극 자체가 무르고 강성이 좋지 않으며, 와이어 절단에 의해 발생하는 국부적인 고온으로 인해 와이어 절단 공정에서 전극이 쉽게 변형되기 때문입니다. 변형된 구리 전극을 사용하여 작업 벨트 및 빈 칼을 가공할 경우 톱니가 비뚤어져 가공 중에 금형이 쉽게 폐기될 수 있습니다. 따라서 온라인 제조 과정에서 구리 전극의 변형을 방지하는 것이 필요하다. 주요 예방 조치는 다음과 같습니다. 와이어 절단 전에 구리 블록을 침대와 수평으로 맞추십시오. 다이얼 표시기를 사용하여 처음에 수직성을 조정합니다. 와이어 절단 시 먼저 톱니 부분부터 시작하고 마지막으로 두꺼운 벽이 있는 부분을 절단합니다. 가끔씩 은선 스크랩을 사용하여 절단된 부분을 채우십시오. 와이어가 만들어진 후 와이어 머신을 사용하여 절단된 구리 전극의 길이를 따라 약 4mm의 짧은 부분을 잘라냅니다.

(2) 방전 가공은 일반 금형과 분명히 다릅니다. EDM은 해바라기 라디에이터 프로파일 금형 가공에 매우 중요합니다. 디자인이 완벽하더라도 EDM에 약간의 결함이 있으면 금형 전체가 폐기됩니다. 방전 가공은 와이어 절단만큼 장비에 의존하지 않습니다. 이는 주로 운영자의 운영 기술과 숙련도에 따라 달라집니다. 방전 가공은 주로 다음 5가지 사항에 주의를 기울입니다.

①방전 가공 전류. 처리 시간을 단축하기 위해 초기 EDM 가공에 7~10A 전류를 사용할 수 있습니다. 마무리 가공에는 5~7A 전류를 사용할 수 있습니다. 작은 전류를 사용하는 목적은 좋은 표면을 얻는 것입니다.

② 금형 단면의 평탄도와 구리전극의 수직성을 확인한다. 금형 단면의 평탄도가 낮거나 구리 전극의 수직성이 부족하면 EDM 가공 후 작업 벨트 길이가 설계된 작업 벨트 길이와 일치하는지 확인하기가 어렵습니다. EDM 공정이 실패하거나 톱니형 작업 벨트를 관통하기 쉽습니다. 따라서 가공하기 전에 분쇄기를 사용하여 금형의 양쪽 끝을 평평하게 하여 정확도 요구 사항을 충족해야 하며 다이얼 표시기를 사용하여 구리 전극의 수직성을 수정해야 합니다.

③ 빈칼 사이의 간격이 균일한지 확인합니다. 초기 가공 시 3~4mm 가공마다 빈 공구가 0.2mm마다 오프셋되는지 확인하십시오. 오프셋이 크면 후속 조정으로 수정하기가 어렵습니다.

④EDM 공정 중 발생한 잔여물을 적시에 제거합니다. 스파크 방전 부식으로 인해 많은 양의 잔류물이 생성되며, 이를 제때에 청소해야 합니다. 그렇지 않으면 잔류물의 높이가 다르기 때문에 작업 벨트의 길이가 달라집니다.

⑤EDM 전에 금형의 자성을 제거해야 합니다.

5. 압출 결과 비교

그림 1에 표시된 프로파일은 기존 분할 금형과 이 기사에서 제안한 새로운 설계 방식을 사용하여 테스트되었습니다. 결과의 비교는 표 1에 나와 있습니다.

비교 결과를 보면 금형 구조가 금형 수명에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 새로운 방식으로 설계된 금형은 분명한 장점이 있으며 금형 수명을 크게 향상시킵니다.

6. 결론

해바라기 라디에이터 프로파일 압출 금형은 설계 및 제조가 매우 어렵고 설계 및 제조가 상대적으로 복잡한 금형 유형입니다. 따라서 금형의 압출 성공률과 수명을 보장하려면 다음 사항을 달성해야 합니다.

(1) 금형의 구조적 형태를 합리적으로 선택해야 합니다. 금형의 구조는 방열 치형에 의해 형성된 금형 캔틸레버에 가해지는 응력을 줄여 금형의 강도를 향상시키기 위해 압출력을 줄이는 데 도움이 되어야 합니다. 핵심은 션트 구멍의 수와 배열, 션트 구멍의 면적 및 기타 매개변수를 합리적으로 결정하는 것입니다. 첫째, 션트 구멍 사이에 형성된 션트 브리지의 폭은 16mm를 초과해서는 안 됩니다. 둘째, 금형의 강도를 확보하면서 분할율이 압출율의 30% 이상이 되도록 분할 구멍 면적을 결정해야 한다.

(2) 작업 벨트를 합리적으로 선택하고 전기 가공 중에 구리 전극 가공 기술 및 전기 가공의 전기 표준 매개 변수를 포함하여 합리적인 조치를 취하십시오. 첫 번째 요점은 와이어 절단 전에 구리 전극을 표면 접지해야 하며 이를 보장하기 위해 와이어 절단 중에 삽입 방법을 사용해야 한다는 것입니다. 전극이 느슨해지거나 변형되지 않았습니다.

(3) 전기 가공 공정 중에 톱니 편차를 방지하려면 전극을 정확하게 정렬해야 합니다. 물론 합리적인 설계와 제조를 바탕으로 고품질의 열간 금형강을 사용하고 3개 이상의 템퍼의 진공 열처리 공정을 통해 금형의 잠재력을 극대화하고 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. 설계부터 제조, 압출 생산에 이르기까지 각 링크가 정확할 경우에만 해바라기 라디에이터 프로파일 몰드가 압출되는지 확인할 수 있습니다.