鋁型材截面設計技巧解決擠壓生產難題
2.1 誤差補(bu)償
收口(kou)是型材生產常見的缺陷之一,產生原因主要有以下三點(dian):
(1)型(xing)材(cai)截(jie)面開口較深的型(xing)材(cai),在擠壓出來時往(wang)往(wang)會出(chu)現收口。
(2)型材(cai)的拉伸校直會使收口加劇。
(3)某(mou)些結構的注(zhu)膠(jiao)型(xing)材,在注(zhu)完膠(jiao)以后由(you)于膠(jiao)體的收(shou)縮也會產生(sheng)收(shou)口。
如果上述收口(kou)(kou)不嚴(yan)重,可(ke)以(yi)通過模具設計(ji)控制(zhi)流速(su)來避(bi)免(mian)收口(kou)(kou);但如果幾種因素疊加,模具設計(ji)及相關工藝無法解決收口(kou)(kou)時,可(ke)以(yi)在截面設計(ji)時給予預先補償(chang),即預開(kai)口(kou)(kou)。欲開(kai)口(kou)(kou)補償(chang)量(liang)的(de)多(duo)少要根據(ju)其具體(ti)結構及以(yi)往收口(kou)(kou)的(de)經(jing)驗進行(xing)選擇,而此(ci)時的(de)開(kai)模圖(預開(kai)口(kou)(kou))與成品圖的(de)設計(ji)是不(bu)同的(de)。
2.2 拆大變小
隨著(zhu)鋁型(xing)(xing)材大型(xing)(xing)化的發展(zhan),很(hen)多型(xing)(xing)材的截(jie)面設(she)計(ji)越來(lai)越大,這意味著(zhu)需要大擠壓機、大模具(ju)、大鋁棒(bang)等等一系列的設(she)備與之配套,生產成本(ben)急(ji)劇上升。對于(yu)一些可以(yi)通過拼(pin)接來(lai)達到的大尺寸截(jie)面,設(she)計(ji)時應將其(qi)拆分(fen)為若(ruo)干小(xiao)型(xing)(xing)材,不僅可以(yi)降低成本(ben),其(qi)平面度(du)、彎曲度(du)、精度(du)更易保(bao)證(圖 2)。
2.3 保平加筋
型材(cai)截面在設(she)計時常常會遇(yu)到對平(ping)面度的要(yao)求,小(xiao)跨度的型(xing)材由(you)(you)于(yu)其結構強(qiang)(qiang)度好易于(yu)保證平面(mian)(mian)(mian)度。大跨度的型(xing)材由(you)(you)于(yu)剛擠(ji)完后,型(xing)材會因自身重(zhong)力作用(yong)下垂,中間彎曲(qu)應力更大 下凹最嚴(yan)重(zhong),還會因壁(bi)板部分長極易產生波(bo)浪(lang)使平面(mian)(mian)(mian)間歇惡(e)化。因此在(zai)截(jie)面(mian)(mian)(mian)設計時應避免大尺寸平板結構,必(bi)要時可在(zai)中間部位設置(zhi)加強(qiang)(qiang)筋以改善(shan)其平面(mian)(mian)(mian)度。(圖3)
2.4 二次(ci)加工
在型材生產過程中(zhong),有的(de)截面很難(nan)通過擠壓加工(gong)完成(cheng)(cheng),即(ji)使可以(yi)加(jia)工生產成(cheng)(cheng)本也會過高,此時可以(yi)考慮另(ling)外的加工方法。
案例一:型材截面上直徑小于 4mm孔(kong),會使(shi)模(mo)具(ju)強度不足(zu),容(rong)易損壞(huai),并且加(jia)工困難,建議去掉(diao)小(xiao)孔(kong),改用(yong)鉆孔(kong)的方案。
案例二(er):普通(tong) U 型槽的生產難度不大,但是(shi)如果槽深和槽寬(kuan)超過了 100mm,或槽寬與槽深比(bi)不(bu)(bu)(bu)合理(li),生產時同樣(yang)會遇到模具強度(du)不(bu)(bu)(bu)足,開口(kou)不(bu)(bu)(bu)易(yi)保證(zheng)等問(wen)題。在型材截面(mian)設(she)(she)計(ji)時可(ke)(ke)考慮將開口(kou)封(feng)閉,使(shi)原來(lai)強度(du)不(bu)(bu)(bu)足的(de)實心模變成(cheng)穩固的(de)分(fen)流模,且(qie)擠壓時也不(bu)(bu)(bu)存在開口(kou)變形(xing)的(de)問(wen)題,形(xing)狀更易(yi)保證(zheng)。另外,設(she)(she)計(ji)時可(ke)(ke)在開口(kou)兩端的(de)連接(jie)處做一些細節(jie)處理(li),
如:設置 V 形標記、小凹槽(cao)等,方便最(zui)后機加(jia)工時(shi)容易去(qu)除掉(圖 4)。
2.5 外繁(fan)內(nei)簡(jian)
鋁型材擠(ji)壓模(mo)(mo)具根據(ju)截(jie)面(mian)(mian)是(shi)否(fou)帶有(you)腔體,可(ke)(ke)分為實心模(mo)(mo)和分流(liu)模(mo)(mo),實心模(mo)(mo)的加工相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan),分流(liu)模(mo)(mo)因(yin)涉(she)及到型腔、芯(xin)頭等(deng)加工相(xiang)對(dui)復(fu)雜,因(yin)此(ci)在(zai)型材截(jie)面(mian)(mian)設計時也要充分給(gei)予考(kao)慮,即截(jie)面(mian)(mian)的外輪廓可(ke)(ke)以設計得(de)復(fu)雜一(yi)些,盡(jin)量(liang)將溝槽、螺孔等(deng)放在(zai)外圍,而內部(bu)盡(jin)量(liang)簡(jian)單(dan),精度要求也不能過高。這樣不管是(shi)模(mo)(mo)具加工,還是(shi)維修都會簡(jian)單(dan)很(hen)多,成品率也會提高。
2.6 預(yu)留余量(liang)
鋁型(xing)材在擠壓完成后(hou)根(gen)據客(ke)戶(hu)的需求有不同(tong)的表面處理方(fang)法,其中陽極氧化、電(dian)泳方(fang)法(fa)由于膜層(ceng)薄,對尺寸影響不(bu)大。若采用粉末噴涂的表面處理方(fang)法(fa),在拐(guai)角和溝槽中(zhong)容易積粉,其單層(ceng)厚度可達到 100滋m,如(ru)果該處(chu)為裝配(pei)位置,例如(ru)滑條(tiao),那(nei)么將意味著(zhu)有 4 層(ceng)噴(pen)涂層(ceng),厚度達(da) 400滋m,將導致無法裝配,影響使用。
另外,隨著(zhu)擠壓次數增加,模具磨(mo)損,型(xing)材槽孔(kong)尺寸將會越來越小,而(er)滑(hua)條尺寸越擠越大,更(geng)給裝配(pei)帶來困(kun)難。基于以(yi)上原(yuan)因,設計時需根據(ju)具體情況預留(liu)的適(shi)當(dang)余量,保(bao)證裝配(pei)。
2.7 公差標注
截面設計(ji)先出裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配(pei)圖(tu)(tu)再(zai)出型(xing)(xing)材(cai)產品(pin)圖(tu)(tu),裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配(pei)圖(tu)(tu)的正確并不意味型(xing)(xing)材(cai)產品(pin)圖(tu)(tu)完美,有(you)的設計(ji)者忽略了尺(chi)(chi)寸及(ji)公差(cha)(cha)標注(zhu)(zhu)的重要(yao)性。尺(chi)(chi)寸標注(zhu)(zhu)的位置一般為需(xu)要(yao)保證的尺(chi)(chi)寸,如:裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配(pei)位置、開(kai)口、槽深、槽寬等(deng),并且容(rong)易(yi)測量檢驗。一般尺(chi)(chi)寸公差(cha)(cha)可(ke)根據國(guo)標選(xuan)擇(ze)相應的精(jing)度等(deng)級,而(er)一些重要(yao)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配(pei)尺(chi)(chi)寸則需(xu)要(yao)在圖(tu)(tu)中(zhong)標明具體公差(cha)(cha)數值(zhi),公差(cha)(cha)標注(zhu)(zhu)過大會使裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配(pei)難.
2.8 細節調整
作(zuo)(zuo)為一名(ming)設(she)(she)計(ji)人員,為使型材(cai)生(sheng)產獲得(de)更佳 的(de)(de)(de)經濟(ji)效益,在設(she)(she)計(ji)時就要(yao)考慮產品整(zheng)個生(sheng)命周期的(de)(de)(de)所有因素,包括用戶需(xu)求、設(she)(she)計(ji)、生(sheng)產制造、質量(liang)、成(cheng)本等,力爭產品開(kai)發能夠一次獲得(de)成(cheng)功(gong)。而這些需(xu)要(yao)平時跟(gen)蹤產品生(sheng)產,整(zheng)理積累(lei) 手的(de)(de)(de)資料,才能對設(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)結(jie)果產生(sheng)預判,提(ti)前(qian)糾正。(來源:全球鋁合作(zuo)(zuo)伙伴)
- 上一篇:有色冶金——煉鋁用耐火材料 | 技術前沿
- 下一篇:沒有了