شناخت اصطلاحات و عملکرد قالبها و ابزار اکستروژن (بخش10)

عملکرد قالب اکستروژن و ابزار آن (بخش 10)

قالب مخصوص تولید مقاطع توخالی در صنایع اکستروژن آلومینیوم (2)

نمونه دیگری از قالب چند دریچه مخروطی جهت تولید یک پروفیل توخالی جدار نازک با مقطع مربعی است. به منظور کاهش سرعت ورود فلز در مرکز قالب نسبت به محیط خارجی آن در رویه ماندرل نمونه ای از یک گلویی تعبیه شده است.

طرحهای قالب مخصوص تولید مقاطع توخالی در صنایع اکستروژن آلومینیوم متنوع است. نمونه هایی از قالبهای تولید مقاطع توپر و توخالی به منظور ارائه ایده های واقعی در اشکال مختلف طراحی نشان داده می‌شود.

سیلان فلز از میان یک قالب تولید مقاطع توخالی بسیار پیچیده تر از یک قالب تولید مقاطع توپر است. در قالب مخصوص مقاطع توخالی، اکستروژن در سه مرحله متفاوت انجام می شود. در مرحله اول فلز از بیلت به دریچه ماندرل، در مرجله بعدی از دریچه ماندرل به درون اتاقک جوش و در مرحله نهایی از اتاقک جوش به فاصله بین ماندرل و کلاهک (قالب) سیلان می نماید تا شکل نهایی پروفیل توخالی حاصل شود. اتاقک جوش شامل حجم کل بین نوک پل ماندرل و حفره واقع در کلاهک قالب است.

همانگونه که رابطه ثابت بودن حجم برای یک قالب مخصوص مقاطع توخالی توسط رابطه زیر داده می شود:

(معادله 4-5)                                                     

چنانچه  مساحت دریچه ماندرل،  سرعت جرکت ماده از میان دریچه ماندرل،  سطح اتاقک جوش و  سرعت حرکت ماده از میان اتاقک جوش است.

شناخت اصطلاحات و عملکرد قالبها و ابزار اکستروژن (بخش 9)

عملکرد قالب اکستروژن و ابزار آن (بخش 9)

 قالب مخصوص تولید مقاطع توخالی در صنایع اکستروژن آلومینیوم 

چند نمونه از قالبهای مربوط به تولید مقاطع توخالی نشان داده می شود.یک پله در ورودی ماندرل تعبیه شده تا سرعت سیلان در محیط خارجی بالاتر از مرکز قالب شود. یک پله در نوک ماندرل تعبیه شده تا سیلان ماده را در باله های بحرانی متعادل نماید.از طرح توزیع سطوح دریچه جهت متعادل نمودن سیلان از میان قالب است.

یک قالب چند دریچه با چهار دریچه یکسان و ضخامت جان نامساوی است. این طرح به خوبی در پرس قابل اجراء نیست. جابجایی ماندرل نسبت به کلاهک به دلیل ترک ایجاد شده در چهار پل آن است علت ایجاد ترک می تواند تابیدگی بیشتر پلها با توجه به سختی  استحکام پایین تر آنها باشد. زیرا در جان ماندرل Y کوچکتر از X است. نکته دیگر قابل توجه در این طرح این است که گودی های اطراف شکل (دوپله ای) بجای اتاقک جوش ایجاد شده است یک پل ماندرل را که دارای شعاع تیزی در نوک آن است. گزارشات نشان دهنده آن است که ترکهایی بر روی پلهای این نوع ماندرل نسبت به ماندرل با شعاع بسیار بزرگتر ایجاد می شود.

شناخت اصطلاحات و عملکرد قالبها و ابزار اکستروژن (بخش 8)

عملکرد قالب اکستروژن و ابزار آن ( بخش 8)

مجموعه قالب شامل صفحه تغذیه، قالب مسطح و یک پشت‌بند در شت قالب می باشد

اکستروژن از طریق یک قالب دارای صفحه تغذیه یا قالب پله دار دارای دو مرحله است . در مرحله اول ماده بیلت از درون محفظه به درون پله یا دریچه های صفحه تغذیه وارد می شود. در مرحله بعد ماده از صفحه تغذیه یا پله به محصول نهایی تبدیل می شود. رابطه ثابت بودن حجم بصورت زیر بیان می گردد:

(معادله 4-3)                                                          

(معادله 4-4)                                                                              

چنانچه  سطح حفره در صفحه تغذیه یا پله و  سرعت ماده عبوری از میان صفحه تغذیه یا پله است.

برای سطح محصولیکسان،  سرعت از میان قالب با یک سطح تماس، از قالب با صفحه تغذیه است. از آنجایی که شکل حفره در قالب تک سطح تماس بصورت همگراست، سرعت ماده در حال سیلان از میان حفره، بالاتر از سرعت در قالب دارای صفحه تغذیه از نوع واگراست.

شناخت اصطلاحات و عملکرد قالبها و ابزار اکستروژن (بخش 7)

عملکرد قالب اکستروژن و ابزار آن (بخش 7)

قالبهای دارای صفحه تغذیه

قالب دارای صفحه تغذیه بزرگ که قالب اتاقک دار نیز نامیده می شود، یک قالب مخصوص تولید مقاطع توپر است که برای تولید پروفیلی بزرگتر از اندازه بیلت طراحی شده است. قطر خارجی قالب برابر با قطر خارجی رینگ قالب بوده و به صفحه تغذیه مربوطه یا قالبهای پله دار جفت می شود. قطر دایره محیطی (CCD) دریچه صفحه تغذیه باید کوچکتر از قطر بیلت باشد. حجم آلومینیوم درون محفظه جوش شبیه اسلب مستطیلی شکلی است که از طریق دریچه قالب اکسترود می شود تا سیلان را با مرکز و مابقی قسمتهای محصول متعادل نماید.

قالب دارای صفحه تغذیه منظم از سه جزء تشکیل شدهف در حالیکه یک قالب پله دار دارای دو جزء می باشد. طراحی هر دو نوع قالب براساس اصول یکسانی همچون تعبیه یک اتاقک جوش در جلوی دریچه قالب صورت گرفته است. سازنده قالب بسته به شکل و اندازه محصول، یک قالب دارای تغذیه یا قالب پله دار را انتخاب می نماید.

شناخت اصطلاحات و عملکرد قالبها و ابزار اکستروژن (بخش 6)

عملکرد قالب اکستروژن و ابزار آن (بخش 6)

گاهی اوقات تنطیمات ظریف مربوط به قالب نیز، با کنترل عرض سطح تماس قالب (b1-b4) و طول آن (14-11) جهت اصلاح یا تغییر سرعت سیلان فلز ضروری است. تغییر شیب سطوح تماس قالب در جلو و عقب دریچه ان، به ترتیب با عناوین گلویی یا پله و رهایی یا تقلیل دهنده فشار نامیده می شوند. در اکستروژن آلیاژهای سخت (سریهای 2000 و 7000) عموما جلوی سطح تماس قالب دارای گلوگاهی با زاویه می شود. این باعث کند شدن سیلان فلز و در نتیجه پر شدن دریچه قالب برای ایجاد پایداری ابعادی بهتر می گردد. افزایش زاویه رهایی در عقب یا سمت خروجی سطح تماس قالب تا  باعث کاهش طول اولیه سطح تماس و در نتیجه افزایش سرعت سیلان فلز می گردد. زوایای گلویی و رهایی معمولاً به کمک ماشینکاری از طریق تخلیه الکتریکی (EDM) ایجاد می شوند.

قالب دارای یک سطح تماس نوع اصلاح شده ای از قالب پله دار است. در یک قالب، پله دار، یک حفره تک پله ای وجود دارد. در صورتیکه در یک قالب دارای یک سطح تماس یک حفره چند پله ای بصورت همگرا وجود دارد. شماتیکی از یک قالب با یک سطح تماس سه پله ای را نشان می دهدو. با کنترل سطح حفره، سیلان آلومینیوم متعادل شده و باعث یکسان نگه داشتن سطح تماس قالب بر روی دریچه آن می شود. قالبهای با یک سطح تماس (یا با سطح تماس ثابت)،عرضه شده توسط رادریگز به آلومینیوم این امکان را می دهد تا در سرعتهای تولید بالاتری به سهولت از میان قالب عبور نماید.

افزایش سرعت اکستروژن در قالبهای تک سطح تماس می تواند با استفاده از اصل ثابت بودن حجم توسط رابطه زیر بیان شودک

(معادله 4-1)                                                         

چنانچه  مساحت جداره داخلی محفظه،  سرعت کوبه (رام)،  میانگین سطح پله های حفره ( که تقریباً برابر است با    سرعت فلز در حال سیلان از طریق پله های حفره،  سطح نهایی میلگرد یا پروفیل اکسترود شده و  سرعت اکستروژن است. سرعت اکستروژن توسط رابطه زیر داده می شود:

(معادله 4-2)                                                                       

برای سطح معینی از محصول اکسترودی  متناسب با سطح حفره و سرعت فلز در حال سیلان از میان آن است.