Ο λόγος για τον οποίο τα προφίλ κραμάτων αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως στη ζωή και την παραγωγή είναι ότι όλοι αναγνωρίζουν πλήρως τα πλεονεκτήματά τους, όπως η χαμηλή πυκνότητα, η αντοχή στη διάβρωση, η εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα, οι μη σιδηρομαγνητικές ιδιότητες, η δυνατότητα μορφοποίησης και η ανακυκλωσιμότητα.
Η βιομηχανία προφίλ αλουμινίου της Κίνας αναπτύχθηκε από το μηδέν, από μικρή σε μεγάλη, μέχρι που εξελίχθηκε σε μια σημαντική χώρα παραγωγής προφίλ αλουμινίου, με την παραγωγή να κατατάσσεται πρώτη στον κόσμο. Ωστόσο, καθώς οι απαιτήσεις της αγοράς για προϊόντα προφίλ αλουμινίου συνεχίζουν να αυξάνονται, η παραγωγή προφίλ αλουμινίου έχει εξελιχθεί προς την κατεύθυνση της πολυπλοκότητας, της υψηλής ακρίβειας και της παραγωγής μεγάλης κλίμακας, γεγονός που έχει επιφέρει μια σειρά από προβλήματα παραγωγής.
Τα προφίλ αλουμινίου παράγονται κυρίως με εξώθηση. Κατά την παραγωγή, εκτός από την εξέταση της απόδοσης του εξωθητήρα, του σχεδιασμού του καλουπιού, της σύνθεσης της ράβδου αλουμινίου, της θερμικής επεξεργασίας και άλλων παραγόντων της διεργασίας, πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη ο σχεδιασμός της διατομής του προφίλ. Ο καλύτερος σχεδιασμός διατομής προφίλ μπορεί όχι μόνο να μειώσει τη δυσκολία της διεργασίας από την πηγή, αλλά και να βελτιώσει την ποιότητα και το αποτέλεσμα χρήσης του προϊόντος, να μειώσει το κόστος και να συντομεύσει τον χρόνο παράδοσης.
Αυτό το άρθρο συνοψίζει αρκετές συνήθως χρησιμοποιούμενες τεχνικές στο σχεδιασμό διατομών προφίλ αλουμινίου μέσω πραγματικών περιπτώσεων σε παραγωγή.
1. Αρχές σχεδιασμού διατομών προφίλ αλουμινίου
Η εξώθηση προφίλ αλουμινίου είναι μια μέθοδος επεξεργασίας κατά την οποία μια θερμαινόμενη ράβδος αλουμινίου φορτώνεται σε ένα βαρέλι εξώθησης και ασκείται πίεση μέσω ενός εξωθητήρα για να εξωθείται από μια οπή μήτρας δεδομένου σχήματος και μεγέθους, προκαλώντας πλαστική παραμόρφωση για να ληφθεί το απαιτούμενο προϊόν. Δεδομένου ότι η ράβδος αλουμινίου επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η ταχύτητα εξώθησης, η ποσότητα παραμόρφωσης και η φόρμα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραμόρφωσης, η ομοιομορφία της ροής του μετάλλου είναι δύσκολο να ελεγχθεί, γεγονός που δημιουργεί ορισμένες δυσκολίες στο σχεδιασμό του καλουπιού. Προκειμένου να διασφαλιστεί η αντοχή του καλουπιού και να αποφευχθούν ρωγμές, κατάρρευση, θραύση κ.λπ., θα πρέπει να αποφεύγονται τα ακόλουθα στο σχεδιασμό της διατομής προφίλ: μεγάλες προβόλους, μικρά ανοίγματα, μικρές οπές, πορώδη, ασύμμετρα, λεπτά τοιχώματα, ανώμαλο πάχος τοιχώματος κ.λπ. Κατά το σχεδιασμό, πρέπει πρώτα να ικανοποιήσουμε την απόδοσή του όσον αφορά τη χρήση, τη διακόσμηση κ.λπ. Το προκύπτον τμήμα είναι χρησιμοποιήσιμο, αλλά όχι η καλύτερη λύση. Επειδή όταν οι σχεδιαστές δεν γνωρίζουν τη διαδικασία εξώθησης και δεν κατανοούν τον σχετικό εξοπλισμό διεργασίας και οι απαιτήσεις της παραγωγικής διαδικασίας είναι πολύ υψηλές και αυστηρές, το ποσοστό προσόντων θα μειωθεί, το κόστος θα αυξηθεί και το ιδανικό προφίλ δεν θα παραχθεί. Επομένως, η αρχή του σχεδιασμού διατομών αλουμινίου είναι η χρήση της απλούστερης δυνατής διαδικασίας, ικανοποιώντας παράλληλα τον λειτουργικό σχεδιασμό της.
2. Μερικές συμβουλές για το σχεδιασμό διεπαφής προφίλ αλουμινίου
2.1 Αντιστάθμιση σφάλματος
Το κλείσιμο είναι ένα από τα συνηθισμένα ελαττώματα στην παραγωγή προφίλ. Οι κύριοι λόγοι είναι οι εξής:
(1) Τα προφίλ με βαθιά ανοίγματα διατομής συχνά κλείνουν κατά την εξώθηση.
(2) Το τέντωμα και η ευθυγράμμιση των προφίλ θα εντείνουν το κλείσιμο.
(3) Τα προφίλ με έγχυση κόλλας και ορισμένες δομές θα έχουν επίσης κλείσιμο λόγω της συρρίκνωσης του κολλοειδούς μετά την έγχυση της κόλλας.
Εάν το προαναφερθέν κλείσιμο δεν είναι σοβαρό, μπορεί να αποφευχθεί ελέγχοντας τον ρυθμό ροής μέσω του σχεδιασμού του καλουπιού. Αλλά εάν επικαλυπτονται διάφοροι παράγοντες και ο σχεδιασμός του καλουπιού και οι σχετικές διαδικασίες δεν μπορούν να λύσουν το κλείσιμο, μπορεί να δοθεί προ-αντιστάθμιση στον σχεδιασμό της διατομής, δηλαδή στο προ-άνοιγμα.
Το ποσό της αντιστάθμισης πριν από το άνοιγμα θα πρέπει να επιλέγεται με βάση τη συγκεκριμένη δομή του και την προηγούμενη εμπειρία κλεισίματος. Αυτή τη στιγμή, ο σχεδιασμός του σχεδίου ανοίγματος καλουπιού (προ-άνοιγμα) και το τελικό σχέδιο είναι διαφορετικά (Σχήμα 1).
2.2 Διαχωρίστε τα μεγάλα τμήματα σε πολλά μικρά τμήματα
Με την ανάπτυξη προφίλ αλουμινίου μεγάλης κλίμακας, τα σχέδια διατομής πολλών προφίλ γίνονται όλο και μεγαλύτερα, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτείται μια σειρά εξοπλισμού όπως μεγάλοι εξωθητήρες, μεγάλα καλούπια, μεγάλες ράβδοι αλουμινίου κ.λπ. για την υποστήριξή τους, και το κόστος παραγωγής αυξάνεται απότομα. Για ορισμένες διατομές μεγάλου μεγέθους που μπορούν να επιτευχθούν με συγκόλληση, θα πρέπει να χωρίζονται σε πολλά μικρά τμήματα κατά τον σχεδιασμό. Αυτό όχι μόνο μπορεί να μειώσει το κόστος, αλλά και να διευκολύνει την εξασφάλιση επιπεδότητας, καμπυλότητας και ακρίβειας (Σχήμα 2).
2.3 Τοποθετήστε ενισχυτικές νευρώσεις για να βελτιώσετε την επιπεδότητά του
Απαιτήσεις επιπεδότητας συναντώνται συχνά κατά το σχεδιασμό διατομών προφίλ. Τα προφίλ μικρού ανοίγματος είναι εύκολο να εξασφαλιστεί η επιπεδότητα λόγω της υψηλής δομικής τους αντοχής. Τα προφίλ μεγάλου ανοίγματος θα υποχωρήσουν λόγω της δικής τους βαρύτητας αμέσως μετά την εξώθηση και το τμήμα με τη μεγαλύτερη τάση κάμψης στη μέση θα είναι το πιο κοίλο. Επίσης, επειδή το πάνελ τοίχου είναι μακρύ, είναι εύκολο να δημιουργηθούν κύματα, τα οποία θα επιδεινώσουν την ασυνέχεια του επιπέδου. Επομένως, οι μεγάλες επίπεδες κατασκευές πλάκας θα πρέπει να αποφεύγονται στο σχεδιασμό διατομών. Εάν είναι απαραίτητο, μπορούν να εγκατασταθούν ενισχυτικές νευρώσεις στη μέση για να βελτιωθεί η επιπεδότητά του. (Σχήμα 3)
2.4 Δευτερογενής επεξεργασία
Στη διαδικασία παραγωγής προφίλ, ορισμένα τμήματα είναι δύσκολο να ολοκληρωθούν με επεξεργασία εξώθησης. Ακόμα κι αν αυτό μπορεί να γίνει, το κόστος επεξεργασίας και παραγωγής θα είναι πολύ υψηλό. Προς το παρόν, μπορούν να εξεταστούν άλλες μέθοδοι επεξεργασίας.
Περίπτωση 1: Οι οπές με διάμετρο μικρότερη από 4 mm στο τμήμα του προφίλ θα κάνουν το καλούπι ανεπαρκές σε αντοχή, θα καταστρέφεται εύκολα και θα είναι δύσκολο στην επεξεργασία. Συνιστάται να αφαιρείτε τις μικρές οπές και να χρησιμοποιείτε τρύπημα.
Περίπτωση 2: Η παραγωγή συνηθισμένων αυλακώσεων σχήματος U δεν είναι δύσκολη, αλλά εάν το βάθος και το πλάτος της αυλάκωσης υπερβαίνουν τα 100 mm ή η αναλογία πλάτους αυλάκωσης προς βάθος αυλάκωσης είναι παράλογη, θα προκύψουν προβλήματα όπως η ανεπαρκής αντοχή του καλουπιού και η δυσκολία διασφάλισης του ανοίγματος κατά την παραγωγή. Κατά το σχεδιασμό της διατομής προφίλ, το άνοιγμα μπορεί να θεωρηθεί κλειστό, έτσι ώστε το αρχικό συμπαγές καλούπι με ανεπαρκή αντοχή να μπορεί να μετατραπεί σε ένα σταθερό καλούπι σχισίματος και δεν θα υπάρχει πρόβλημα παραμόρφωσης του ανοίγματος κατά την εξώθηση, καθιστώντας το σχήμα ευκολότερο στη διατήρηση. Επιπλέον, ορισμένες λεπτομέρειες μπορούν να γίνουν στη σύνδεση μεταξύ των δύο άκρων του ανοίγματος κατά το σχεδιασμό. Για παράδειγμα: τοποθετήστε σημάδια σχήματος V, μικρές αυλακώσεις κ.λπ., ώστε να μπορούν να αφαιρεθούν εύκολα κατά την τελική κατεργασία (Σχήμα 4).
2.5 Πολύπλοκο εξωτερικά αλλά απλό εσωτερικά
Τα καλούπια εξώθησης προφίλ αλουμινίου μπορούν να χωριστούν σε συμπαγή καλούπια και καλούπια διακλάδωσης ανάλογα με το αν η διατομή έχει κοιλότητα. Η επεξεργασία των συμπαγών καλουπιών είναι σχετικά απλή, ενώ η επεξεργασία των καλουπιών διακλάδωσης περιλαμβάνει σχετικά πολύπλοκες διαδικασίες όπως κοιλότητες και κεφαλές πυρήνα. Επομένως, πρέπει να δοθεί πλήρης προσοχή στο σχεδιασμό της διατομής προφίλ, δηλαδή, το εξωτερικό περίγραμμα της διατομής μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να είναι πιο περίπλοκο και οι αυλακώσεις, οι οπές για τις βίδες κ.λπ. πρέπει να τοποθετούνται στην περιφέρεια όσο το δυνατόν περισσότερο, ενώ το εσωτερικό πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο απλό και οι απαιτήσεις ακρίβειας δεν μπορούν να είναι πολύ υψηλές. Με αυτόν τον τρόπο, τόσο η επεξεργασία όσο και η συντήρηση του καλουπιού θα είναι πολύ απλούστερες και θα βελτιωθεί επίσης ο ρυθμός απόδοσης.
2.6 Δεσμευμένο περιθώριο
Μετά την εξώθηση, τα προφίλ αλουμινίου έχουν διαφορετικές μεθόδους επιφανειακής επεξεργασίας ανάλογα με τις ανάγκες του πελάτη. Μεταξύ αυτών, οι μέθοδοι ανοδίωσης και ηλεκτροφόρησης έχουν μικρή επίδραση στο μέγεθος λόγω του λεπτού στρώματος μεμβράνης. Εάν χρησιμοποιηθεί η μέθοδος επιφανειακής επεξεργασίας της ηλεκτροστατικής βαφής, η σκόνη θα συσσωρευτεί εύκολα σε γωνίες και αυλακώσεις και το πάχος ενός μόνο στρώματος μπορεί να φτάσει τα 100 μm. Εάν πρόκειται για θέση συναρμολόγησης, όπως ένας ολισθητήρας, αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν 4 στρώσεις ψεκασμού. Πάχος έως 400 μm θα καταστήσει αδύνατη τη συναρμολόγηση και θα επηρεάσει τη χρήση.
Επιπλέον, καθώς αυξάνεται ο αριθμός των εξωθήσεων και φθείρεται το καλούπι, το μέγεθος των εγκοπών του προφίλ θα γίνεται όλο και μικρότερο, ενώ το μέγεθος του ολισθητήρα θα γίνεται όλο και μεγαλύτερο, καθιστώντας τη συναρμολόγηση πιο δύσκολη. Με βάση τους παραπάνω λόγους, πρέπει να διατηρούνται κατάλληλα περιθώρια σύμφωνα με τις συγκεκριμένες συνθήκες κατά τον σχεδιασμό για να διασφαλιστεί η συναρμολόγηση.
2.7 Σήμανση ανοχής
Για τον σχεδιασμό διατομής, πρώτα παράγεται το σχέδιο συναρμολόγησης και στη συνέχεια παράγεται το σχέδιο του προφίλ προϊόντος. Το σωστό σχέδιο συναρμολόγησης δεν σημαίνει ότι το σχέδιο του προφίλ προϊόντος είναι τέλειο. Ορισμένοι σχεδιαστές αγνοούν τη σημασία της σήμανσης διαστάσεων και ανοχών. Οι σημειωμένες θέσεις είναι γενικά οι διαστάσεις που πρέπει να είναι εγγυημένες, όπως: θέση συναρμολόγησης, άνοιγμα, βάθος αυλάκωσης, πλάτος αυλάκωσης κ.λπ., και είναι εύκολο να μετρηθούν και να επιθεωρηθούν. Για γενικές ανοχές διαστάσεων, το αντίστοιχο επίπεδο ακρίβειας μπορεί να επιλεγεί σύμφωνα με το εθνικό πρότυπο. Ορισμένες σημαντικές διαστάσεις συναρμολόγησης πρέπει να σημειώνονται με συγκεκριμένες τιμές ανοχής στο σχέδιο. Εάν η ανοχή είναι πολύ μεγάλη, η συναρμολόγηση θα είναι πιο δύσκολη και εάν η ανοχή είναι πολύ μικρή, το κόστος παραγωγής θα αυξηθεί. Ένα λογικό εύρος ανοχής απαιτεί την καθημερινή συσσώρευση εμπειρίας του σχεδιαστή.
2.8 Λεπτομερείς προσαρμογές
Οι λεπτομέρειες καθορίζουν την επιτυχία ή την αποτυχία, και το ίδιο ισχύει και για τον σχεδιασμό διατομής προφίλ. Μικρές αλλαγές μπορούν όχι μόνο να προστατεύσουν το καλούπι και να ελέγξουν τον ρυθμό ροής, αλλά και να βελτιώσουν την ποιότητα της επιφάνειας και να αυξήσουν τον ρυθμό απόδοσης. Μία από τις συνήθως χρησιμοποιούμενες τεχνικές είναι η στρογγυλοποίηση γωνιών. Τα εξωθημένα προφίλ δεν μπορούν να έχουν απόλυτα αιχμηρές γωνίες επειδή τα λεπτά χάλκινα σύρματα που χρησιμοποιούνται στην κοπή σύρματος έχουν επίσης διαμέτρους. Ωστόσο, η ταχύτητα ροής στις γωνίες είναι αργή, η τριβή είναι μεγάλη και η τάση είναι συγκεντρωμένη, υπάρχουν συχνά καταστάσεις όπου τα σημάδια εξώθησης είναι εμφανή, το μέγεθος είναι δύσκολο να ελεγχθεί και τα καλούπια είναι επιρρεπή σε θραύση. Επομένως, η ακτίνα στρογγυλοποίησης πρέπει να αυξηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο χωρίς να επηρεαστεί η χρήση της.
Ακόμα κι αν παράγεται από μια μικρή μηχανή εξώθησης, το πάχος τοιχώματος του προφίλ δεν πρέπει να είναι μικρότερο από 0,8 mm και το πάχος τοιχώματος κάθε τμήματος της διατομής δεν πρέπει να διαφέρει περισσότερο από 4 φορές. Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαγώνιες γραμμές ή μεταβάσεις τόξου σε ξαφνικές αλλαγές στο πάχος του τοιχώματος για να εξασφαλιστεί το κανονικό σχήμα εκκένωσης και η εύκολη επισκευή του καλουπιού. Επιπλέον, τα προφίλ με λεπτά τοιχώματα έχουν καλύτερη ελαστικότητα και το πάχος τοιχώματος ορισμένων γωνιών, σανίδων κ.λπ. μπορεί να είναι περίπου 1 mm. Υπάρχουν πολλές εφαρμογές για τη ρύθμιση των λεπτομερειών στο σχεδιασμό, όπως η ρύθμιση γωνιών, η αλλαγή κατευθύνσεων, η μείωση των προβόλων, η αύξηση των κενών, η βελτίωση της συμμετρίας, η ρύθμιση των ανοχών κ.λπ. Εν ολίγοις, ο σχεδιασμός διατομής προφίλ απαιτεί συνεχή σύνοψη και καινοτομία και λαμβάνει πλήρως υπόψη τη σχέση με τον σχεδιασμό, την κατασκευή και τις διαδικασίες παραγωγής καλουπιών.
3. Συμπέρασμα
Ως σχεδιαστής, για να επιτευχθούν τα καλύτερα οικονομικά οφέλη από την παραγωγή προφίλ, όλοι οι παράγοντες ολόκληρου του κύκλου ζωής του προϊόντος πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τον σχεδιασμό, συμπεριλαμβανομένων των αναγκών των χρηστών, του σχεδιασμού, της κατασκευής, της ποιότητας, του κόστους κ.λπ., με στόχο την επιτυχία της ανάπτυξης του προϊόντος από την πρώτη κιόλας φορά. Αυτά απαιτούν καθημερινή παρακολούθηση της παραγωγής του προϊόντος και τη συλλογή και συσσώρευση πληροφοριών από πρώτο χέρι, προκειμένου να προβλεφθούν τα αποτελέσματα του σχεδιασμού και να διορθωθούν εκ των προτέρων.
Ώρα δημοσίευσης: 10 Σεπτεμβρίου 2024
