Акумулятар з'яўляецца асноўным кампанентам электрамабіля, і яго прадукцыйнасць вызначае тэхнічныя паказчыкі, такія як тэрмін службы акумулятара, спажыванне энергіі і тэрмін службы электрамабіля. Акумулятарны латок у акумулятарным модулі з'яўляецца асноўным кампанентам, які выконвае функцыі пераноскі, абароны і астуджэння. Модульны акумулятарны блок размешчаны ў акумулятарным латку, замацаваным на шасі аўтамабіля праз акумулятарны латок, як паказана на малюнку 1. Паколькі ён усталяваны ў ніжняй частцы кузава аўтамабіля, а працоўнае асяроддзе з'яўляецца жорсткім, акумулятарны латок павінен выконваць функцыю прадухілення ўдару камянёў і праколаў, каб прадухіліць пашкоджанне акумулятарнага модуля. Акумулятарны латок з'яўляецца важнай канструкцыйнай часткай бяспекі электрамабіляў. Ніжэй прадстаўлены працэс фармавання і канструкцыя прэс-формы алюмініевых акумулятарных латкоў для электрамабіляў.
Малюнак 1 (Акумулятарны латок з алюмініевага сплаву)
1 Аналіз працэсу і праектаванне прэс-формы
1.1 Аналіз адліўкі
Алюмініевы акумулятарны латок для электрамабіляў паказаны на малюнку 2. Агульныя памеры складаюць 1106 мм × 1029 мм × 136 мм, таўшчыня асноўнай сценкі — 4 мм, якасць адліўкі — каля 15,5 кг, а якасць адліўкі пасля апрацоўкі — каля 12,5 кг. Матэрыял — A356-T6, трываласць на расцяжэнне ≥ 290 МПа, мяжа цякучасці ≥ 225 МПа, адноснае падаўжэнне ≥ 6%, цвёрдасць па Брынелю ≥ 75~90HBS, павінен адпавядаць патрабаванням герметычнасці і IP67 і IP69K.
Малюнак 2 (Акумулятарны латок з алюмініевага сплаву)
1.2 Аналіз працэсу
Ліццё пад нізкім ціскам — гэта спецыяльны метад ліцця, які адрозніваецца ад ліцця пад ціскам і ліцця пад ціскам. Ён мае не толькі перавагі выкарыстання металічных формаў для абодвух, але і характарыстыкі стабільнага запаўнення. Ліццё пад нізкім ціскам мае перавагі нізкай хуткасці запаўнення знізу ўверх, лёгкага кантролю хуткасці, малога ўдару і разбрызгвання вадкага алюмінію, меншай колькасці аксіднага шлаку, высокай шчыльнасці тканіны і высокіх механічных уласцівасцяў. Пры ліцці пад нізкім ціскам вадкі алюміній запаўняецца плаўна, і адліўка застывае і крышталізуецца пад ціскам, у выніку чаго можна атрымаць адліўку з высокай шчыльнай структурай, высокімі механічнымі ўласцівасцямі і прыгожым знешнім выглядам, што падыходзіць для фармавання вялікіх тонкасценных адлівак.
Згодна з механічнымі ўласцівасцямі, неабходнымі для адліўкі, ліцейны матэрыял - A356, які можа задаволіць патрэбы кліентаў пасля апрацоўкі T6, але цякучасць гэтага матэрыялу пры разліўцы звычайна патрабуе разумнага кантролю тэмпературы формы для атрымання вялікіх і тонкіх адлівак.
1.3 Сістэма залівання
Улічваючы характарыстыкі вялікіх і тонкіх адлівак, неабходна распрацаваць некалькі затвораў. Адначасова, каб забяспечыць плаўнае запаўненне вадкім алюмініем, у акне дадаюцца каналы для запаўнення, якія неабходна выдаліць падчас пасляапрацоўкі. На ранняй стадыі былі распрацаваны дзве схемы працэсу разліўной сістэмы, і кожная схема была параўнана. Як паказана на малюнку 3, схема 1 прадугледжвае 9 затвораў і дадае каналы падачы ў акно; схема 2 прадугледжвае 6 затвораў, якія разліваюць з боку адліўкі, якая падлягае фармаванню. Аналіз мадэлявання CAE паказаны на малюнках 4 і 5. Выкарыстоўвайце вынікі мадэлявання для аптымізацыі канструкцыі формы, паспрабуйце пазбегнуць негатыўнага ўплыву канструкцыі формы на якасць адлівак, знізіце верагоднасць дэфектаў адліўкі і скараціце цыкл распрацоўкі адлівак.
Малюнак 3 (Параўнанне дзвюх тэхналагічных схем для нізкага ціску
Малюнак 4 (Параўнанне тэмпературнага поля падчас напаўнення)
Малюнак 5 (Параўнанне дэфектаў усаджвальнай парыстасці пасля зацвярдзення)
Вынікі мадэлявання двух вышэйзгаданых схем паказваюць, што вадкі алюміній у паражніне рухаецца ўверх прыблізна паралельна, што адпавядае тэорыі паралельнага запаўнення вадкім алюмініем у цэлым, а мадэляваныя ўсаджвальныя часткі адліўкі вырашаюцца шляхам узмацняльнага астуджэння і іншых метадаў.
Перавагі дзвюх схем: Мяркуючы па тэмпературы вадкага алюмінію падчас мадэляванага запаўнення, тэмпература дыстальнага канца адліўкі, сфарміраванай па схеме 1, мае большую аднастайнасць, чым па схеме 2, што спрыяе запаўненню паражніны. Адліўка, сфарміраваная па схеме 2, не мае рэшткаў літой, як схема 1. Усаджвальная парознасць лепшая, чым у схемы 1.
Недахопы дзвюх схем: паколькі ў схеме 1 затвор размешчаны на адліўцы, якая падлягае фармаванню, на адліўцы будзе заставацца рэшту затвора, які павялічыцца прыкладна на 0,7 ккал у параўнанні з першапачатковай адліўкай. Паколькі тэмпература вадкага алюмінію ў схеме 2 мадэляванага запаўнення, тэмпература вадкага алюмінію на дыстальным канцы ўжо нізкая, і мадэляванне знаходзіцца ніжэй за ідэальны стан тэмпературы формы, таму прапускная здольнасць вадкага алюмінію ў рэальным стане можа быць недастатковай, і ўзнікнуць праблемы з фармаваннем адліўкі.
У спалучэнні з аналізам розных фактараў у якасці сістэмы разліўкі была абрана схема 2. Улічваючы недахопы схемы 2, у канструкцыі формы аптымізаваны сістэма разліўкі і сістэма нагрэву. Як паказана на малюнку 6, дададзены пераліўны стаяк, які спрыяе запаўненню вадкім алюмініем і памяншае або прадухіляе ўзнікненне дэфектаў у адліваных вырабах.
Малюнак 6 (Аптымізаваная сістэма залівання)
1.4 Сістэма астуджэння
Дэталі, якія падвяргаюцца напружанню, і зоны адліўкі з высокімі патрабаваннямі да механічных характарыстык неабходна належным чынам астуджаць або падаваць ваду, каб пазбегнуць усаджвальнай сітаватасці або тэрмічнага расколу. Асноўная таўшчыня сценкі адліўкі складае 4 мм, і на зацвярдзенне будзе ўплываць цеплааддача самой формы. Для яе важных дэталяў усталёўваецца сістэма астуджэння, як паказана на малюнку 7. Пасля завяршэння запаўнення прапускаюць ваду для астуджэння, і канкрэтны час астуджэння неабходна рэгуляваць у месцы разліўкі, каб забяспечыць паслядоўнасць зацвярдзення ад канца засаўкі да канца засаўкі, а засаўка і стояк зацвярдзелі ў канцы для дасягнення эфекту падачы. Для дэталяў з большай таўшчынёй сценкі выкарыстоўваецца метад дадання вадзянога астуджэння да ўстаўкі. Гэты метад мае лепшы эфект у рэальным працэсе ліцця і дазваляе пазбегнуць усаджвальнай сітаватасці.
Малюнак 7 (Сістэма астуджэння)
1.5 Выхлапная сістэма
Паколькі паражніна металу пры ліцці пад нізкім ціскам закрытая, яна не мае добрай паветрапранікальнасці, як пясчаныя формы, і не выцягваецца праз стаякі пры звычайным ліцці пад ціскам. Выцягванне з паражніны ліцця пад нізкім ціскам будзе ўплываць на працэс напаўнення вадкім алюмініем і якасць адлівак. Выцягванне з формы для ліцця пад нізкім ціскам можа адбывацца праз зазоры, выпускныя канаўкі і выпускныя коркі ў паверхні раздзялення, штурхач і г.д.
Памер выхлапной трубы ў выхлапной сістэме павінен спрыяць адтоку газу без перапаўнення. Разумная выхлапная сістэма можа прадухіліць такія дэфекты адлівак, як недастатковае напаўненне, друзлая паверхня і нізкая трываласць. Канчатковая зона напаўнення вадкім алюмініем падчас працэсу разліўкі, такая як бакавая апора і стояк верхняй формы, павінна быць абсталявана адводам газу. Улічваючы той факт, што вадкі алюміній лёгка трапляе ў шчыліну выхлапной коркі ў рэальным працэсе ліцця пад нізкім ціскам, што прыводзіць да сітуацыі, калі паветраная корка выцягваецца пры адкрыцці формы, пасля некалькіх спроб і ўдасканаленняў былі прыняты тры метады: метад 1 выкарыстоўвае спечаную паветраную корку парашковай металургіі, як паказана на малюнку 8(a), недахопам з'яўляецца высокі кошт вытворчасці; метад 2 выкарыстоўвае выхлапную корку швом з зазорам 0,1 мм, як паказана на малюнку 8(b), недахопам з'яўляецца тое, што выхлапны шво лёгка закаркоўваецца пасля распылення фарбы; метад 3 выкарыстоўвае выхлапную корку, разрэзаную дротам, зазор складае 0,15~0,2 мм, як паказана на малюнку 8(c). Недахопамі з'яўляюцца нізкая эфектыўнасць апрацоўкі і высокі кошт вытворчасці. У залежнасці ад фактычнай плошчы адліўкі неабходна выбіраць розныя выхлапныя адтуліны. Як правіла, для поласці адліўкі выкарыстоўваюцца спечаныя і дроцяныя вентыляцыйныя адтуліны, а для пясчанай галоўкі - шовныя.
Малюнак 8 (3 тыпы выпускных свечак, прыдатных для ліцця пад нізкім ціскам)
1.6 Сістэма ацяплення
Адліўка мае вялікі памер і тонкую сценку. Пры аналізе патоку ў форме хуткасць патоку вадкага алюмінію ў канцы запаўнення недастатковая. Прычына ў тым, што вадкі алюміній занадта доўга цячэ, тэмпература падае, і вадкі алюміній застывае раней часу і губляе сваю цякучасць, адбываецца халоднае закрыццё або недастатковае разліванне, і пад'ёмнік верхняй формы не зможа дасягнуць эфекту падачы. Зыходзячы з гэтых праблем, без змены таўшчыні сценкі і формы адліўкі, павысьце тэмпературу вадкага алюмінію і тэмпературу формы, палепшыце цякучасць вадкага алюмінію і вырашыце праблему халоднага закрыцця або недастатковага разлівання. Аднак празмерная тэмпература вадкага алюмінію і тэмпература формы прывядуць да новых цеплавых спаяў або ўсаджвальнай порыстасці, што прывядзе да празмерных плоскіх адтулін пасля апрацоўкі ліцця. Таму неабходна выбраць адпаведную тэмпературу вадкага алюмінію і адпаведную тэмпературу формы. Згодна з вопытам, тэмпература вадкага алюмінію кантралюецца на ўзроўні каля 720℃, а тэмпература формы - на ўзроўні 320~350℃.
Улічваючы вялікі аб'ём, тонкую таўшчыню сценак і невялікую вышыню адліўкі, у верхняй частцы формы ўсталявана сістэма нагрэву. Як паказана на малюнку 9, полымя накіравана да дна і бакоў формы для нагрэву ніжняй плоскасці і бакоў адліўкі. У залежнасці ад сітуацыі на месцы залівання, рэгулюйце час нагрэву і полымя, кантралюйце тэмпературу верхняй часткі формы на ўзроўні 320~350 ℃, забяспечвайце цякучасць вадкага алюмінію ў разумных межах і запаўняйце вадкім алюмініем поласць і стояк. У рэальных умовах выкарыстання сістэма нагрэву можа эфектыўна забяспечваць цякучасць вадкага алюмінію.
Малюнак 9 (Сістэма ацяплення)
2. Структура і прынцып працы формы
Згодна з працэсам ліцця пад нізкім ціскам, у спалучэнні з характарыстыкамі адліўкі і канструкцыяй абсталявання, для таго, каб адліўка заставалася ў верхняй форме, на верхняй форме распрацаваны пярэдняя, задняя, левая і правая канструкцыі для выцягвання стрыжня. Пасля таго, як адліўка сфарміравана і зацвярдзее, спачатку адкрываюцца верхняя і ніжняя формы, затым стрыжань выцягваецца ў 4 напрамках, і, нарэшце, верхняя пліта верхняй формы выштурхоўвае адліўку. Канструкцыя формы паказана на малюнку 10.
Малюнак 10 (Структура формы)
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminum
Час публікацыі: 11 мая 2023 г.
