Причина, по которой профили из алюминиевых сплавов широко используются в быту и производстве, заключается в том, что все полностью признают их преимущества, такие как низкая плотность, коррозионная стойкость, отличная электропроводность, неферромагнитные свойства, формуемость и возможность вторичной переработки.
Китайская промышленность алюминиевых профилей выросла с нуля, от малого к большому, пока не превратилась в крупную страну-производителя алюминиевых профилей, занимающую первое место в мире по объему производства. Однако, поскольку требования рынка к продукции алюминиевого профиля продолжают расти, производство алюминиевых профилей развивалось в сторону сложности, высокой точности и крупносерийного производства, что привело к ряду производственных проблем.
Алюминиевые профили в основном производятся методом экструзии. Во время производства, помимо рассмотрения производительности экструдера, конструкции формы, состава алюминиевого стержня, термической обработки и других технологических факторов, необходимо также учитывать конструкцию поперечного сечения профиля. Лучшая конструкция поперечного сечения профиля может не только снизить сложность процесса, но также улучшить качество и эффективность использования продукта, снизить затраты и сократить время доставки.
В этой статье обобщены несколько часто используемых методов проектирования поперечного сечения алюминиевого профиля на реальных примерах производства.
1. Принципы проектирования секций алюминиевого профиля.
Экструзия алюминиевого профиля — это метод обработки, при котором нагретый алюминиевый стержень загружается в экструзионный цилиндр и через экструдер применяется давление для выдавливания его из отверстия матрицы заданной формы и размера, вызывая пластическую деформацию для получения необходимого продукта. Поскольку на алюминиевый стержень влияют различные факторы, такие как температура, скорость экструзии, степень деформации и форма в процессе деформации, однородность течения металла трудно контролировать, что создает определенные трудности при проектировании формы. Чтобы обеспечить прочность формы и избежать трещин, обрушений, сколов и т. д., при проектировании сечения профиля следует избегать: больших консолей, маленьких проемов, маленьких отверстий, пористых, несимметричных, тонкостенных, неровных стенок. толщина и т. д. При проектировании мы должны в первую очередь удовлетворить его эксплуатационные качества с точки зрения использования, отделки и т. д. Полученное сечение является пригодным для использования, но не лучшим решением. Потому что, когда дизайнерам не хватает знаний о процессе экструзии и они не понимают соответствующее технологическое оборудование, а требования к производственному процессу слишком высоки и строги, уровень квалификации будет снижен, стоимость увеличится, и идеальный профиль не будет произведен. Таким образом, принцип проектирования секций алюминиевых профилей заключается в использовании максимально простого процесса, сохраняя при этом его функциональный дизайн.
2. Несколько советов по дизайну интерфейса алюминиевого профиля
2.1 Компенсация ошибок
Закрытие – один из распространенных дефектов при производстве профилей. Основные причины заключаются в следующем:
(1) Профили с глубокими отверстиями в поперечном сечении часто закрываются при выдавливании.
(2) Растягивание и выпрямление профилей усилят закрытие.
(3) Профили с определенной структурой, обработанные клеем, также будут иметь закрытие из-за усадки коллоида после введения клея.
Если вышеупомянутое закрытие не является серьезным, его можно избежать, контролируя скорость потока с помощью конструкции формы; но если накладываются несколько факторов и конструкция пресс-формы и связанные с ней процессы не могут решить проблему закрытия, в конструкции поперечного сечения может быть предусмотрена предварительная компенсация, то есть предварительное открытие.
Размер предоткрывающей компенсации следует выбирать исходя из ее конкретной структуры и предыдущего опыта закрытия. В настоящее время конструкция чертежа открытия формы (предварительного открытия) и готового чертежа различается (рис. 1).
2.2 Разделение больших секций на несколько маленьких секций
С развитием крупномасштабных алюминиевых профилей поперечное сечение многих профилей становится все больше и больше, а это означает, что для их поддержки необходим ряд оборудования, такого как большие экструдеры, большие формы, большие алюминиевые стержни и т. д. и издержки производства резко возрастают. Некоторые секции большого размера, которые можно получить путем сращивания, при проектировании следует разделить на несколько небольших секций. Это может не только снизить затраты, но и облегчить обеспечение плоскостности, кривизны и точности (рис. 2).
2.3 Установите ребра жесткости для улучшения плоскостности.
Требования плоскостности часто встречаются при проектировании сечений профиля. Малопролетным профилям легко обеспечить плоскостность благодаря высокой конструктивной прочности. Длиннопролетные профили будут прогибаться под действием собственной силы тяжести сразу после экструзии, а часть с наибольшим изгибающим напряжением в середине будет самой вогнутой. Кроме того, поскольку стеновая панель длинная, на ней легко образуются волны, что ухудшает прерывистость плоскости. Поэтому при проектировании поперечного сечения следует избегать крупногабаритных плоских пластинчатых конструкций. При необходимости в середине можно установить ребра жесткости для улучшения ее плоскостности. (рис. 3)
2.4 Вторичная обработка
В процессе производства профилей некоторые секции сложно выполнить экструзионной обработкой. Даже если это удастся сделать, затраты на обработку и производство будут слишком высокими. В настоящее время можно рассмотреть другие методы обработки.
Случай 1: Отверстия диаметром менее 4 мм на участке профиля сделают форму недостаточно прочной, легко повреждаемой и трудно поддающейся обработке. Рекомендуется удалить небольшие отверстия и вместо них использовать сверление.
Случай 2: Изготовление обычных U-образных пазов не представляет сложности, но если глубина и ширина паза превышают 100 мм или соотношение ширины паза к глубине паза необоснованно, возникают такие проблемы, как недостаточная прочность формы и трудности с обеспечением открытия. также будут встречаться во время производства. При проектировании сечения профиля отверстие можно считать закрытым, так что исходную твердую форму с недостаточной прочностью можно превратить в стабильную разъемную форму, и не будет проблем с деформацией отверстия во время экструзии, что упрощает обработку формы. поддерживать. Кроме того, некоторые детали можно сделать на месте соединения двух концов проема еще во время проектирования. Например: установить V-образные метки, небольшие канавки и т.п., чтобы их можно было легко удалить при чистовой обработке (рис. 4).
2.5 Сложный снаружи, но простой внутри
Формы для экструзии алюминиевого профиля можно разделить на сплошные и шунтирующие формы в зависимости от того, имеет ли поперечное сечение полость. Обработка твердых форм относительно проста, тогда как обработка шунтовых форм включает в себя относительно сложные процессы, такие как полости и стержневые головки. Поэтому конструкции сечения профиля необходимо уделить полное внимание, то есть внешний контур сечения может быть выполнен более сложным, а пазы, отверстия для винтов и т. д. должны располагаться как можно больше на периферии. , при этом внутренняя часть должна быть максимально простой, а требования к точности не могут быть слишком высокими. Таким образом, обработка и обслуживание пресс-форм станут намного проще, а производительность также повысится.
2.6 Резервная маржа
После экструзии алюминиевые профили подвергаются различным методам обработки поверхности в соответствии с потребностями клиента. Среди них методы анодирования и электрофореза мало влияют на размер из-за тонкого слоя пленки. Если используется метод обработки поверхности порошковой окраской, порошок легко скапливается в углах и канавках, а толщина одного слоя может достигать 100 мкм. Если это монтажное положение, например ползунок, это будет означать, что имеется 4 слоя напыляемого покрытия. Толщина до 400 мкм сделает сборку невозможной и повлияет на использование.
Кроме того, по мере увеличения количества выдавливаний и износа формы размер пазов профиля будет становиться все меньше и меньше, а размер ползуна будет становиться все больше и больше, что затрудняет сборку. По вышеуказанным причинам во время проектирования необходимо зарезервировать соответствующие запасы в соответствии с конкретными условиями, чтобы обеспечить сборку.
2.7 Маркировка допусков
При проектировании поперечного сечения сначала создается сборочный чертеж, а затем чертеж профильного изделия. Правильный сборочный чертеж не означает, что чертеж профильного изделия идеален. Некоторые проектировщики игнорируют важность маркировки размеров и допусков. Отмеченные положения обычно представляют собой размеры, которые необходимо гарантировать, например: положение сборки, отверстие, глубина канавки, ширина канавки и т. д., и их легко измерить и проверить. Для общих допусков на размеры соответствующий уровень точности может быть выбран в соответствии с национальным стандартом. Некоторые важные размеры сборки должны быть отмечены на чертеже конкретными значениями допусков. Если допуск слишком велик, сборка будет сложнее, а если допуск слишком мал, стоимость производства увеличится. Разумный диапазон допуска требует ежедневного накопления опыта проектировщика.
2.8 Подробные настройки
Детали определяют успех или неудачу, и то же самое верно и для проектирования поперечного сечения профиля. Небольшие изменения могут не только защитить форму и контролировать скорость потока, но также улучшить качество поверхности и увеличить производительность. Один из часто используемых приемов – закругление углов. Экструдированные профили не могут иметь абсолютно острые углы, поскольку тонкие медные проволоки, используемые при резке проволоки, тоже имеют диаметр. Однако скорость потока в углах низкая, трение велико, а напряжение сконцентрировано, часто возникают ситуации, когда следы экструзии очевидны, размер трудно контролировать, а формы склонны к сколам. Поэтому радиус скругления следует увеличить максимально, не влияя при этом на его использование.
Даже если он изготовлен на небольшой экструзионной машине, толщина стенки профиля не должна быть менее 0,8 мм, а толщина стенки каждой части сечения не должна отличаться более чем в 4 раза. При проектировании можно использовать диагональные линии или дуговые переходы при резких изменениях толщины стенок, чтобы обеспечить правильную форму выпускного отверстия и облегчить ремонт формы. Кроме того, тонкостенные профили обладают большей эластичностью, а толщина стенок некоторых фасонок, реек и т. д. может составлять около 1 мм. Существует множество применений для регулировки деталей в конструкции, таких как регулировка углов, изменение направлений, укорачивание консолей, увеличение зазоров, улучшение симметрии, регулировка допусков и т. д. Короче говоря, проектирование поперечного сечения профиля требует постоянного обобщения и инноваций и полностью учитывает взаимосвязь с проектированием пресс-форм, производством и производственными процессами.
3. Заключение
Как проектировщик, чтобы получить максимальную экономическую выгоду от производства профиля, при проектировании необходимо учитывать все факторы всего жизненного цикла продукта, включая потребности пользователя, проектирование, производство, качество, стоимость и т. д., стремиться к достижению успех разработки продукта с первого раза. Они требуют ежедневного отслеживания производства продукции, а также сбора и накопления информации из первых рук, чтобы прогнозировать результаты проектирования и заранее их корректировать.
Время публикации: 10 сентября 2024 г.
