Razlog, zakaj se profili iz aluminijeve zlitine široko uporabljajo v življenju in proizvodnji, je v tem, da vsi v celoti priznavajo njegove prednosti, kot so nizka gostota, odpornost proti koroziji, odlična električna prevodnost, neferomagnetne lastnosti, sposobnost oblikovanja in možnost recikliranja.
Kitajska industrija aluminijastih profilov je rasla iz nič, od majhnih do velikih, dokler se ni razvila v glavno državo proizvajalcev aluminijastih profilov, s proizvodnjo na prvem mestu na svetu. Ker pa zahteve trga po izdelkih iz aluminijastih profilov še naprej naraščajo, se je proizvodnja aluminijastih profilov razvila v smeri kompleksnosti, visoke natančnosti in obsežne proizvodnje, kar je povzročilo vrsto proizvodnih težav.
Aluminijasti profili se večinoma proizvajajo z ekstrudiranjem. Med proizvodnjo je treba poleg upoštevanja zmogljivosti ekstruderja, zasnove kalupa, sestave aluminijaste palice, toplotne obdelave in drugih procesnih dejavnikov upoštevati tudi zasnovo preseka profila. Najboljša zasnova prečnega prereza profila lahko ne samo zmanjša težave pri procesu od vira, ampak tudi izboljša kakovost in učinek uporabe izdelka, zmanjša stroške in skrajša čas dostave.
Ta članek povzema več pogosto uporabljenih tehnik pri načrtovanju prečnega prereza aluminijastega profila skozi dejanske primere v proizvodnji.
1. Načela načrtovanja aluminijastega profila
Ekstrudiranje aluminijastega profila je metoda obdelave, pri kateri se segreta aluminijasta palica naloži v ekstruzijski sod, skozi ekstruder pa se izvaja pritisk, da se iztisne iz luknje matrice dane oblike in velikosti, kar povzroči plastično deformacijo, da dobimo zahtevani izdelek. Ker na aluminijasto palico vplivajo različni dejavniki, kot so temperatura, hitrost iztiskanja, količina deformacije in plesen med postopkom deformacije, je enakomernost kovinskega toka težko nadzorovati, kar povzroča določene težave pri oblikovanju kalupa. Da bi zagotovili trdnost kalupa in se izognili razpokam, zrušitvam, krušenju itd., se je treba pri načrtovanju profila profila izogibati: velikim konzolam, majhnim odprtinam, majhnim luknjam, poroznim, asimetričnim, tankostenskim, neravnim stenam debelina ipd. Pri projektiranju moramo najprej zadovoljiti njegovo uporabnost, okrasnost ipd. Dobljeni prerez je uporaben, ni pa najboljša rešitev. Ker ko oblikovalci nimajo znanja o procesu ekstrudiranja in ne razumejo ustrezne procesne opreme ter so zahteve proizvodnega procesa previsoke in stroge, se bo stopnja kvalifikacije zmanjšala, stroški se bodo povečali in idealen profil ne bo izdelan. Zato je načelo oblikovanja profila aluminijastega profila uporaba čim bolj enostavnega postopka ob zagotavljanju njegove funkcionalne zasnove.
2. Nekaj nasvetov o oblikovanju vmesnika aluminijastega profila
2.1 Kompenzacija napak
Zapiranje je ena izmed pogostih napak pri izdelavi profilov. Glavni razlogi so naslednji:
(1) Profili z globokimi prečnimi odprtinami se pri iztiskanju pogosto zaprejo.
(2) Raztezanje in ravnanje profilov bo okrepilo zapiranje.
(3) Z lepilom vbrizgani profili z določenimi strukturami bodo imeli tudi zapiranje zaradi krčenja koloida po vbrizganju lepila.
Če zgoraj omenjeno zapiranje ni resno, se mu je mogoče izogniti z nadzorom pretoka skozi zasnovo kalupa; vendar če je več dejavnikov naloženih in zasnova kalupa in z njim povezani procesi ne morejo rešiti zapiranja, se lahko v zasnovi prečnega prereza izvede predkompenzacija, to je predodpiranje.
Znesek nadomestila pred odprtjem je treba izbrati glede na njegovo specifično strukturo in predhodne izkušnje pri zaprtju. V tem času se zasnova risbe odprtine kalupa (predodpiranje) in končne risbe razlikujeta (slika 1).
2.2 Velike dele razdelite na več majhnih odsekov
Z razvojem obsežnih aluminijastih profilov postaja prečni prerez številnih profilov vedno večji, kar pomeni, da je za njihovo podporo potrebna vrsta opreme, kot so veliki ekstruderji, veliki kalupi, velike aluminijaste palice itd. , proizvodni stroški pa močno narastejo. Za nekatere velike odseke, ki jih je mogoče doseči s spajanjem, jih je treba med načrtovanjem razdeliti na več majhnih odsekov. To ne more samo zmanjšati stroškov, ampak tudi olajša zagotavljanje ravnosti, ukrivljenosti in natančnosti (slika 2).
2.3 Nastavite ojačitvena rebra, da izboljšate njegovo ravnost
Zahteve glede ravnosti se pogosto pojavljajo pri načrtovanju profilnih odsekov. Pri profilih z majhnim razponom je enostavno zagotoviti ravnost zaradi njihove visoke konstrukcijske trdnosti. Profili z velikim razponom se bodo zaradi lastne gravitacije povesili takoj po iztiskanju, del z največjo upogibno obremenitvijo v sredini pa bo najbolj konkaven. Tudi, ker je stenska plošča dolga, je enostavno ustvariti valove, kar bo poslabšalo prekinitev ravnine. Zato se je treba pri načrtovanju prečnega prereza izogibati velikim ploščatim strukturam. Če je potrebno, lahko na sredini namestite ojačitvena rebra, da izboljšate ravnost. (slika 3)
2.4 Sekundarna predelava
V proizvodnem procesu profila je nekatere dele težko dokončati z ekstruzijsko obdelavo. Tudi če bo to mogoče, bodo stroški predelave in proizvodnje previsoki. V tem času je mogoče razmisliti o drugih metodah obdelave.
Primer 1: Luknje s premerom, manjšim od 4 mm na odseku profila, bodo povzročile nezadostno trdnost kalupa, ki se bo zlahka poškodoval in ga bo težko obdelati. Priporočljivo je, da odstranite majhne luknje in namesto tega uporabite vrtanje.
Primer 2: Izdelava običajnih utorov v obliki črke U ni težka, vendar če globina utora in širina utora presegata 100 mm ali če je razmerje med širino utora in globino utora nerazumno, lahko pride do težav, kot sta nezadostna trdnost kalupa in težave pri zagotavljanju odprtine. se bodo srečali tudi med proizvodnjo. Pri načrtovanju odseka profila se lahko šteje, da je odprtina zaprta, tako da se lahko prvotni trdni kalup z nezadostno trdnostjo spremeni v stabilen razcepljeni kalup in ne bo težav z deformacijo odprtine med iztiskanjem, zaradi česar je oblika lažja vzdrževati. Poleg tega je mogoče med projektiranjem narediti nekaj podrobnosti na povezavi med obema koncema odprtine. Na primer: nastavite oznake v obliki črke V, majhne utore itd., tako da jih je med končno obdelavo mogoče enostavno odstraniti (slika 4).
2.5 Zapleteno na zunaj, a preprosto navznoter
Kalupi za iztiskanje aluminijastih profilov se lahko razdelijo na trdne kalupe in kalupe za premik glede na to, ali ima prečni prerez votlino. Obdelava masivnih kalupov je razmeroma preprosta, medtem ko obdelava ranžirnih kalupov vključuje relativno zapletene postopke, kot so votline in glave jedra. Zato je treba v celoti upoštevati zasnovo profila, to pomeni, da je zunanja kontura profila lahko zasnovana tako, da je bolj zapletena, utori, luknje za vijake itd. pa morajo biti nameščeni čim bolj na obodu , medtem ko mora biti notranjost čim bolj preprosta, zahteve glede natančnosti pa ne smejo biti previsoke. Na ta način bo tako obdelava kalupov kot vzdrževanje veliko enostavnejša, izboljšan pa bo tudi izkoristek.
2.6 Rezervirana marža
Po iztiskanju imajo aluminijasti profili različne metode površinske obdelave glede na potrebe kupca. Med njimi imata metodi anodiziranja in elektroforeze majhen vpliv na velikost zaradi tanke plasti filma. Če se uporabi metoda površinske obdelave praškastega lakiranja, se prah zlahka nabira v vogalih in utorih, debelina posameznega sloja pa lahko doseže 100 μm. Če je to položaj sestavljanja, kot je drsnik, bo to pomenilo, da obstajajo 4 plasti pršilnega premaza. Debelina do 400 μm onemogoča montažo in vpliva na uporabo.
Poleg tega, ko se število iztiskov povečuje in se kalup obrablja, bo velikost profilnih rež postajala vedno manjša, medtem ko bo velikost drsnika vedno večja, kar otežuje montažo. Na podlagi zgornjih razlogov je treba med načrtovanjem rezervirati ustrezne rezerve glede na posebne pogoje, da se zagotovi montaža.
2.7 Tolerančna oznaka
Za projektiranje prereza se najprej izdela montažna risba in nato risba profila izdelka. Pravilna montažna risba ne pomeni, da je risba profila izdelka popolna. Nekateri oblikovalci zanemarjajo pomen označevanja dimenzij in toleranc. Označeni položaji so na splošno dimenzije, ki jih je treba zagotoviti, kot so: montažni položaj, odprtina, globina utora, širina utora itd., in jih je enostavno izmeriti in pregledati. Za splošne dimenzijske tolerance je mogoče izbrati ustrezno stopnjo natančnosti v skladu z nacionalnim standardom. Nekatere pomembne mere sklopa je treba na risbi označiti s posebnimi tolerančnimi vrednostmi. Če je toleranca prevelika, bo montaža težja, če je toleranca premajhna, pa se povečajo proizvodni stroški. Razumno območje tolerance zahteva oblikovalčevo dnevno nabiranje izkušenj.
2.8 Podrobne prilagoditve
Podrobnosti določajo uspeh ali neuspeh, enako velja za oblikovanje prereza profila. Majhne spremembe lahko ne samo zaščitijo kalup in nadzorujejo pretok, ampak tudi izboljšajo kakovost površine in povečajo stopnjo izkoristka. Ena izmed pogosto uporabljenih tehnik je zaokroževanje vogalov. Ekstrudirani profili ne morejo imeti popolnoma ostrih vogalov, ker imajo tudi tanke bakrene žice, ki se uporabljajo pri rezanju žice, premere. Vendar pa je hitrost pretoka na vogalih počasna, trenje je veliko in napetost je koncentrirana, pogosto so situacije, ko so sledi iztiskanja očitne, velikost je težko nadzorovati in plesni so nagnjeni k krušenju. Zato je treba polmer zaokroževanja čim bolj povečati, ne da bi to vplivalo na njegovo uporabo.
Tudi če je izdelan z majhnim ekstruzijskim strojem, debelina stene profila ne sme biti manjša od 0,8 mm, debelina stene vsakega dela odseka pa se ne sme razlikovati za več kot 4-krat. Med načrtovanjem se lahko pri nenadnih spremembah debeline stene uporabijo diagonalne črte ali ločni prehodi, da se zagotovi pravilna oblika izpusta in enostavno popravilo kalupa. Poleg tega imajo tankostenski profili boljšo elastičnost, debelina sten nekaterih vstavkov, letev ipd. pa je lahko približno 1 mm. Obstaja veliko aplikacij za prilagajanje podrobnosti v načrtovanju, kot so prilagajanje kotov, spreminjanje smeri, skrajšanje konzol, povečanje vrzeli, izboljšanje simetrije, prilagajanje toleranc itd. Skratka, oblikovanje preseka profila zahteva stalno povzetek in inovacije ter v celoti upošteva odnos z oblikovanjem kalupov, proizvodnjo in proizvodnimi procesi.
3. Zaključek
Kot oblikovalec mora za pridobitev najboljših gospodarskih koristi iz proizvodnje profila med načrtovanjem upoštevati vse dejavnike celotnega življenjskega cikla izdelka, vključno s potrebami uporabnikov, dizajnom, proizvodnjo, kakovostjo, stroški itd. prvi uspeh pri razvoju izdelka. Ti zahtevajo dnevno sledenje proizvodnje izdelkov ter zbiranje in kopičenje informacij iz prve roke, da bi predvideli rezultate oblikovanja in jih vnaprej popravili.
Čas objave: 10. septembra 2024
