La razón por la cual los perfiles de aleación de aluminio se usan ampliamente en la vida y la producción es que todos reconocen completamente sus ventajas, como baja densidad, resistencia a la corrosión, excelente conductividad eléctrica, propiedades no ferromagnéticas, formabilidad y reciclabilidad.
La industria del perfil de aluminio de China ha crecido desde cero, de pequeño a grande, hasta que se ha convertido en un importante país de producción de perfil de aluminio, con la clasificación de producción primero en el mundo. Sin embargo, a medida que los requisitos del mercado para los productos de perfil de aluminio continúan aumentando, la producción de perfiles de aluminio se ha desarrollado en la dirección de complejidad, alta precisión y producción a gran escala, lo que ha provocado una serie de problemas de producción.
Los perfiles de aluminio se producen principalmente por extrusión. Durante la producción, además de considerar el rendimiento del extrusor, el diseño del molde, la composición de la varilla de aluminio, el tratamiento térmico y otros factores de proceso, también se debe considerar el diseño transversal del perfil. El mejor diseño de sección transversal de perfil no solo puede reducir la dificultad del proceso de la fuente, sino también mejorar la calidad y el efecto de uso del producto, reducir los costos y acortar el tiempo de entrega.
Este artículo resume varias técnicas de uso común en el diseño de la sección transversal del perfil de aluminio a través de casos reales en producción.
1. Principios de diseño de la sección de perfil de aluminio
La extrusión del perfil de aluminio es un método de procesamiento en el que una varilla de aluminio calentada se carga en un barril de extrusión, y se aplica presión a través de una extrusora para extruirla de un orificio de troquel de una forma y tamaño dados, lo que hace que la deformación plástica obtenga el producto requerido. Dado que la varilla de aluminio se ve afectada por varios factores como la temperatura, la velocidad de extrusión, la cantidad de deformación y el moho durante el proceso de deformación, la uniformidad del flujo de metal es difícil de controlar, lo que brinda ciertas dificultades para el diseño de moldeo. Para garantizar la resistencia del moho y evitar grietas, colapso, astillado, etc., se debe evitar lo siguiente en el diseño de la sección de perfil: voladizos grandes, aberturas pequeñas, pequeños agujeros, porosos, asimétricos, paredes delgadas, desiguales de pared Grosor, etc. Al diseñar, primero debemos satisfacer su rendimiento en términos de uso, decoración, etc. La sección resultante es utilizable, pero no la mejor solución. Porque cuando los diseñadores carecen de conocimiento del proceso de extrusión y no entienden el equipo de proceso relevante, y los requisitos del proceso de producción son demasiado altos y estrictos, la tasa de calificación se reducirá, el costo aumentará y el perfil ideal no se producirá. Por lo tanto, el principio del diseño de la sección de perfil de aluminio es utilizar el proceso más simple posible al tiempo que satisface su diseño funcional.
2. Algunos consejos sobre el diseño de la interfaz de perfil de aluminio
2.1 Compensación de errores
El cierre es uno de los defectos comunes en la producción de perfil. Las razones principales son las siguientes:
(1) Los perfiles con aberturas de sección transversal profundas a menudo se cerran cuando se extruyan.
(2) El estiramiento y enderezado de los perfiles intensificará el cierre.
(3) Los perfiles inyectados con pegamento con ciertas estructuras también tendrán cierre debido a la contracción del coloide después de inyectar el pegamento.
Si el cierre mencionado anteriormente no es grave, se puede evitar controlando la velocidad de flujo a través del diseño del molde; Pero si se superponen varios factores y el diseño del moho y los procesos relacionados no pueden resolver el cierre, se puede administrar previamente la compensación en el diseño de la sección transversal, es decir, la pre-apertura.
La cantidad de compensación previa a la apertura debe seleccionarse en función de su estructura específica y su experiencia de cierre previa. En este momento, el diseño del dibujo de apertura del molde (pre-apertura) y el dibujo terminado son diferentes (Figura 1).
2.2 División de secciones de gran tamaño en múltiples secciones pequeñas
Con el desarrollo de perfiles de aluminio a gran escala, los diseños transversales de muchos perfiles se están volviendo cada vez más grandes, lo que significa que se necesitan una serie de equipos como extrusores grandes, grandes moldes, grandes varillas de aluminio, etc. y los costos de producción aumentan considerablemente. Para algunas secciones de gran tamaño que se pueden lograr con empalme, deben dividirse en varias secciones pequeñas durante el diseño. Esto no solo puede reducir los costos, sino también facilitar la garantía de planitud, curvatura y precisión (Figura 2).
2.3 Configurar costillas de refuerzo para mejorar su planitud
Los requisitos de planitud a menudo se encuentran al diseñar secciones de perfil. Los perfiles de pequeñas tramos son fáciles de garantizar la planitud debido a su alta resistencia estructural. Los perfiles a largo plazo se hundirán debido a su propia gravedad justo después de la extrusión, y la parte con el mayor estrés de flexión en el medio será el más cóncavo. Además, debido a que el panel de pared es largo, es fácil generar ondas, lo que empeorará la intermitencia del avión. Por lo tanto, las estructuras de placa plana de gran tamaño deben evitarse en el diseño de la sección transversal. Si es necesario, las costillas de refuerzo se pueden instalar en el medio para mejorar su planitud. (Figura 3)
2.4 Procesamiento secundario
En el proceso de producción de perfil, algunas secciones son difíciles de completar mediante el procesamiento de extrusión. Incluso si se puede hacer, los costos de procesamiento y producción serán demasiado altos. En este momento, se pueden considerar otros métodos de procesamiento.
Caso 1: Los agujeros con un diámetro inferior a 4 mm en la sección de perfil harán que el moho sea insuficiente en resistencia, fácilmente dañado y difícil de procesar. Se recomienda quitar los agujeros pequeños y usar perforación en su lugar.
Caso 2: La producción de surcos en forma de U ordinarios no es difícil, pero si la profundidad del surco y el ancho del surco exceden los 100 mm, o la relación entre el ancho del surco y la profundidad del surco es irrazonable, problemas como la resistencia al moho insuficiente y la dificultad para garantizar la apertura También se encontrará durante la producción. Al diseñar la sección de perfil, se puede considerar que la abertura está cerrada, de modo que el molde sólido original con resistencia insuficiente se puede convertir en un molde dividido estable, y no habrá problema de abrir la deformación durante la extrusión, lo que facilita la forma. mantener. Además, se pueden hacer algunos detalles en la conexión entre los dos extremos de la abertura durante el diseño. Por ejemplo: establezca marcas en forma de V, pequeñas ranuras, etc., para que puedan eliminarse fácilmente durante el mecanizado final (Figura 4).
2.5 complejo en el exterior pero simple en el interior
Los moldes de extrusión de perfil de aluminio se pueden dividir en moldes sólidos y moldes de derivación de acuerdo con si la sección transversal tiene una cavidad. El procesamiento de moldes sólidos es relativamente simple, mientras que el procesamiento de moldes de derivación implica procesos relativamente complejos, como cavidades y cabezas de núcleo. Por lo tanto, se debe considerar total al diseño de la sección de perfil, es decir, el contorno externo de la sección puede diseñarse para ser más complejo, y las ranuras, los agujeros de los tornillos, etc. deben colocarse en la periferia tanto como sea posible. , mientras que el interior debe ser lo más simple posible, y los requisitos de precisión no pueden ser demasiado altos. De esta manera, tanto el procesamiento como el mantenimiento del moho serán mucho más simples, y la tasa de rendimiento también mejorará.
2.6 Margen reservado
Después de la extrusión, los perfiles de aluminio tienen diferentes métodos de tratamiento de superficie según las necesidades del cliente. Entre ellos, los métodos de anodización y electroforesis tienen poco impacto en el tamaño debido a la capa de película delgada. Si se usa el método de tratamiento de superficie de recubrimiento en polvo, el polvo se acumulará fácilmente en esquinas y ranuras, y el grosor de una sola capa puede alcanzar 100 μm. Si esta es una posición de ensamblaje, como un control deslizante, significará que hay 4 capas de recubrimiento por pulverización. El grosor de hasta 400 μm hará que el ensamblaje sea imposible y afectará el uso.
Además, a medida que aumenta el número de extrusiones y se desgasta el molde, el tamaño de las ranuras de perfil se volverá cada vez más pequeña, mientras que el tamaño del control deslizante se volverá cada vez más grande, lo que dificulta el ensamblaje. Según las razones anteriores, los márgenes apropiados deben reservarse de acuerdo con condiciones específicas durante el diseño para garantizar el ensamblaje.
2.7 Marcado de tolerancia
Para el diseño de la sección transversal, el dibujo del ensamblaje se produce primero y luego se produce el dibujo del producto de perfil. El dibujo de ensamblaje correcto no significa que el dibujo del producto de perfil sea perfecto. Algunos diseñadores ignoran la importancia de la dimensión y el marcado de tolerancia. Las posiciones marcadas son generalmente las dimensiones que deben garantizarse, como: posición de ensamblaje, abertura, profundidad del surco, ancho de ritmo, etc., y son fáciles de medir e inspeccionar. Para las tolerancias dimensionales generales, el nivel de precisión correspondiente se puede seleccionar de acuerdo con el estándar nacional. Algunas dimensiones de ensamblaje importantes deben marcarse con valores de tolerancia específicos en el dibujo. Si la tolerancia es demasiado grande, el ensamblaje será más difícil, y si la tolerancia es demasiado pequeña, el costo de producción aumentará. Un rango de tolerancia razonable requiere la acumulación de experiencia diaria del diseñador.
2.8 Ajustes detallados
Los detalles determinan el éxito o el fracaso, y lo mismo es cierto para el diseño de la sección transversal de perfil. Pequeños cambios no solo pueden proteger el moho y controlar el caudal, sino también mejorar la calidad de la superficie y aumentar la velocidad de rendimiento. Una de las técnicas de uso común es redondear esquinas. Los perfiles extruidos no pueden tener esquinas absolutamente afiladas porque los alambres de cobre delgados utilizados en el corte de alambre también tienen diámetros. Sin embargo, la velocidad de flujo en las esquinas es lenta, la fricción es grande y el estrés se concentra, a menudo hay situaciones en las que las marcas de extrusión son obvias, el tamaño es difícil de controlar y los mohos son propensos al astillado. Por lo tanto, el radio de redondeo debe aumentarse tanto como sea posible sin afectar su uso.
Incluso si es producido por una pequeña máquina de extrusión, el grosor de la pared del perfil no debe ser inferior a 0,8 mm, y el grosor de la pared de cada parte de la sección no debe diferir en más de 4 veces. Durante el diseño, se pueden usar líneas diagonales o transiciones de arco en los cambios repentinos en el grosor de la pared para garantizar la forma de descarga regular y la reparación fácil del moho. Además, los perfiles de paredes delgadas tienen una mejor elasticidad, y el grosor de la pared de algunos refuerzos, listones, etc. puede ser de aproximadamente 1 mm. Hay muchas aplicaciones para ajustar detalles en el diseño, como ajustar ángulos, cambiar de dirección, acortar voladizos, aumentar los huecos, mejorar la simetría, ajustar tolerancias, etc. En resumen, el diseño de la sección transversal de perfil requiere un resumen e innovación continua, y considera completamente el Relación con el diseño de moho, la fabricación y los procesos de producción.
3. Conclusión
Como diseñador, para obtener los mejores beneficios económicos de la producción de perfil, todos los factores de todo el ciclo de vida del producto deben considerarse durante el diseño, incluidas las necesidades del usuario, el diseño, la fabricación, la calidad, el costo, etc., se esfuerzan por lograr éxito del desarrollo del producto la primera vez. Estos requieren un seguimiento diario de la producción de productos y la recopilación y acumulación de información de primera mano para predecir los resultados del diseño y corregirlos por adelantado.
Tiempo de publicación: septiembre-10-2024
