Akku on sähköajoneuvon ydinkomponentti, ja sen suorituskyky määrittelee tekniset indikaattorit, kuten akun keston, energiankulutuksen ja sähköajoneuvon käyttöiän. Akkumoduulin akkulokero on pääkomponentti, joka suorittaa kanto-, suoja- ja jäähdytystoiminnot. Modulaarinen akkupaketti on sijoitettu akkukoteloon kiinnitettynä auton runkoon akkukotelon kautta, kuten kuvassa 1. Koska se on asennettu ajoneuvon korin pohjaan ja työympäristö on ankara, akkupesä tulee estää kiven iskeminen ja puhkaisu, jotta akkumoduuli ei vaurioidu. Akkulokero on tärkeä sähköajoneuvojen turvallisuusrakenneosa. Seuraavassa esitellään sähköajoneuvojen alumiiniseoksesta valmistettujen akkualustojen muovausprosessi ja muottisuunnittelu.
Kuva 1 (alumiiniseoksesta valmistettu akkulokero)
1 Prosessianalyysi ja muottien suunnittelu
1.1 Valuanalyysi
Sähköajoneuvojen alumiiniseoksesta valmistettu akkupesä on esitetty kuvassa 2. Kokonaismitat ovat 1106mm × 1029mm × 136mm, perusseinän paksuus on 4mm, valulaatu noin 15,5kg ja valulaatu käsittelyn jälkeen noin 12,5kg. Materiaali on A356-T6, vetolujuus ≥ 290 MPa, myötöraja ≥ 225 MPa, venymä ≥ 6 %, Brinell-kovuus ≥ 75 ~ 90HBS, on täytettävä ilmatiiviys ja IP67 & IP69K vaatimukset.
Kuva 2 (alumiiniseoksesta valmistettu akkulokero)
1.2 Prosessianalyysi
Matalapainevalu on erityinen valumenetelmä painevalun ja painovoiman välillä. Sillä ei ole ainoastaan metallimuottien käytön etuja molemmille, vaan sillä on myös vakaan täytön ominaisuudet. Matalan painevalun etuna on hidas täyttö alhaalta ylöspäin, helppo hallita nopeus, pieni isku ja nestemäisen alumiinin roiske, vähemmän oksidikuonaa, korkea kudostiheys ja korkeat mekaaniset ominaisuudet. Matalan painevalussa nestemäinen alumiini täytetään tasaisesti ja valu jähmettyy ja kiteytyy paineen alaisena, ja voidaan saada valu, jolla on tiheä rakenne, korkeat mekaaniset ominaisuudet ja kaunis ulkonäkö, joka soveltuu suurten ohutseinäisten valukappaleiden muodostamiseen. .
Valun vaatimien mekaanisten ominaisuuksien mukaan valumateriaali on A356, joka voi vastata asiakkaiden tarpeisiin T6-käsittelyn jälkeen, mutta tämän materiaalin kaaton juoksevuus vaatii yleensä kohtuullisen muotin lämpötilan hallinnan suurten ja ohuiden valukappaleiden valmistamiseksi.
1.3 Kaatojärjestelmä
Suurten ja ohuiden valukappaleiden ominaisuudet huomioon ottaen on suunniteltava useita portteja. Samaan aikaan nestemäisen alumiinin tasaisen täytön varmistamiseksi ikkunaan lisätään täyttökanavia, jotka on poistettava jälkikäsittelyllä. Kaatojärjestelmän alkuvaiheessa suunniteltiin kaksi prosessikaaviota ja kutakin kaaviota verrattiin. Kuten kuviossa 3 esitetään, kaavio 1 järjestää 9 porttia ja lisää syöttökanavat ikkunaan; kaavio 2 järjestää 6 porttia, jotka valuvat muovattavan valun puolelta. CAE-simulaatioanalyysi on esitetty kuvassa 4 ja 5. Käytä simulointituloksia muotin rakenteen optimointiin, yritä välttää muotin suunnittelun haitallinen vaikutus valujen laatuun, vähentää valuvirheiden todennäköisyyttä ja lyhentää kehityssykliä. valukappaleista.
Kuva 3 (Kahden prosessikaavion vertailu matalapaineelle
Kuva 4 (Lämpötilakentän vertailu täytön aikana)
Kuva 5 (kutistumishuokoisuusvirheiden vertailu jähmettymisen jälkeen)
Edellä olevien kahden kaavion simulaatiotulokset osoittavat, että ontelossa oleva nestemäinen alumiini liikkuu ylöspäin suunnilleen yhdensuuntaisesti, mikä on linjassa nestemäisen alumiinin yhdensuuntaisen täytön teorian kanssa kokonaisuutena, ja valun simuloidut kutistumishuokoisuusosat ovat ratkaistaan vahvistamalla jäähdytystä ja muita menetelmiä.
Kahden kaavion edut: Nestemäisen alumiinin lämpötilasta simuloidun täytön aikana päätellen kaavion 1 mukaisen valukappaleen distaalisen pään lämpötila on tasaisempi kuin kaaviossa 2, mikä edistää onkalon täyttymistä. . Kaavion 2 mukaisessa valussa ei ole kaavion 1 kaltaista porttijäännöstä. kutistumishuokoisuus on parempi kuin kaaviossa 1.
Kahden mallin haitat: Koska portti on järjestetty kaaviossa 1 muodostettavaan valuun, valuun jää portin jäännös, joka kasvaa noin 0,7 kaa alkuperäiseen valuun verrattuna. nestemäisen alumiinin lämpötilasta kaaviossa 2 simuloidussa täytössä nestemäisen alumiinin lämpötila distaalipäässä on jo alhainen ja simulointi on ihanteellisen muotin lämpötilan alla, joten nestemäisen alumiinin virtauskapasiteetti voi olla riittämätön todelliseen tilaan, ja muovauksen valussa tulee olemaan vaikeusongelma.
Yhdessä eri tekijöiden analyysin kanssa kaatojärjestelmäksi valittiin kaavio 2. Kaavion 2 puutteet huomioon ottaen kaatojärjestelmä ja lämmitysjärjestelmä on optimoitu muotin suunnittelussa. Kuten kuvasta 6 on esitetty, ylivuotokorkeus on lisätty, mikä on hyödyllistä nestemäisen alumiinin täytössä ja vähentää tai välttää vikojen esiintymistä valetuissa valukappaleissa.
Kuva 6 (Optimoitu kaatojärjestelmä)
1.4 Jäähdytysjärjestelmä
Valukappaleiden jännitystä kantavat osat ja alueet, joilla on korkeat mekaaniset suorituskykyvaatimukset, on jäähdytettävä tai syötettävä kunnolla, jotta vältetään kutistumishuokoisuus tai lämpöhalkeilu. Valukappaleen seinämän peruspaksuus on 4 mm, ja jähmettymiseen vaikuttaa itse muotin lämmönpoisto. Tärkeitä osia varten asennetaan jäähdytysjärjestelmä, kuten kuvassa 7. Kun täyttö on valmis, anna vesi jäähtyä, ja erityistä jäähdytysaikaa on säädettävä kaatopaikalla sen varmistamiseksi, että jähmettymisjakso on muodostetaan portin päässä olevasta päästä portin päähän, ja portti ja nousuputki jähmettyvät päässä syöttövaikutuksen saavuttamiseksi. Seinämäpaksuudeltaan paksumpi osa käyttää menetelmää lisätä vesijäähdytystä sisäosaan. Tällä menetelmällä on parempi vaikutus varsinaisessa valuprosessissa ja sillä voidaan välttää kutistumishuokoisuus.
Kuva 7 (Jäähdytysjärjestelmä)
1.5 Pakokaasujärjestelmä
Koska matalapaineisen painevalumetallin onkalo on suljettu, sillä ei ole hyvää ilmanläpäisevyyttä kuten hiekkamuotit, eikä se poistu nousuputkien kautta yleisessä painovoimavalussa, matalapainevaluontelon poisto vaikuttaa nesteen täyttöprosessiin alumiini ja valukappaleiden laatu. Matalapaineinen painevalumuotti voidaan tyhjentää rakojen, poistourien ja jakopinnan pakotulppien, työntötangon jne. kautta.
Pakokaasujärjestelmän pakokaasun koon tulisi olla sellainen, että se suotuisasti poistuu ilman ylivuotoa. Kohtuullinen pakojärjestelmä voi estää valujen muodostumista virheistä, kuten riittämättömästä täytöstä, löysästä pinnasta ja heikosta lujuudesta. Nestemäisen alumiinin lopullinen täyttöalue valuprosessin aikana, kuten sivutuki ja ylämuotin nousuputki, on varustettava pakokaasulla. Ottaen huomioon, että nestemäinen alumiini virtaa helposti pakotulpan rakoon varsinaisessa matalapainevaluprosessissa, mikä johtaa tilanteeseen, jossa ilmatulppa vedetään ulos, kun muotti avataan, sen jälkeen otetaan käyttöön kolme menetelmää. useita yrityksiä ja parannuksia: Menetelmässä 1 käytetään jauhemetallurgisesti sintrattua ilmatulppaa, kuten kuviossa 8(a) esitetään, haittana on, että valmistuskustannukset ovat korkeat; Menetelmässä 2 käytetään saumatyyppistä pakotulppaa, jonka rako on 0,1 mm, kuten kuvassa 8(b), haittana on, että pakosauma tukkeutuu helposti maalin ruiskutuksen jälkeen; Menetelmässä 3 käytetään langasta leikattua pakotulppaa, rako on 0,15-0,2 mm, kuten kuvassa 8(c). Haittoja ovat alhainen käsittelytehokkuus ja korkeat valmistuskustannukset. Erilaiset pakotulpat on valittava valun todellisen alueen mukaan. Yleensä sintrattuja ja lankaleikattuja tuuletustulppia käytetään valun onteloon ja saumatyyppiä käytetään hiekkaytimen päähän.
Kuva 8 (3 erityyppistä pakotulppaa, jotka sopivat matalapaineiseen painevaluon)
1.6 Lämmitysjärjestelmä
Valu on kooltaan suuri ja seinämäpaksuus ohut. Muotin virtausanalyysissä nestemäisen alumiinin virtausnopeus täytteen lopussa on riittämätön. Syynä on, että nestemäinen alumiini on liian pitkä virtaamaan, lämpötila laskee ja nestemäinen alumiini jähmettyy etukäteen ja menettää virtauskykynsä, kylmäsulkeutuminen tai riittämätön kaato tapahtuu, ylemmän suulakkeen nousuputki ei pysty saavuttamaan ruokinnan vaikutus. Näiden ongelmien perusteella, muuttamatta valun seinämän paksuutta ja muotoa, nosta nestemäisen alumiinin lämpötilaa ja muotin lämpötilaa, paranna nestemäisen alumiinin juoksevuutta ja ratkaise kylmäsulkemisen tai riittämättömän kaatamisen ongelma. Liiallinen nestemäisen alumiinin lämpötila ja muotin lämpötila aiheuttavat kuitenkin uusia lämpöliitoksia tai kutistumishuokoisuutta, mikä johtaa liiallisiin tasoihin valuprosessin jälkeen. Siksi on tarpeen valita sopiva nestemäisen alumiinin lämpötila ja sopiva muotin lämpötila. Kokemuksen mukaan nestemäisen alumiinin lämpötilaa säädetään noin 720 ℃ ja muotin lämpötilaa 320 ~ 350 ℃.
Valun suuren tilavuuden, ohuen seinämän paksuuden ja matalan korkeuden vuoksi muotin yläosaan asennetaan lämmitysjärjestelmä. Kuten kuvassa 9 näkyy, liekin suunta on muotin pohjaa ja sivua kohti lämmittääkseen valun pohjatason ja sivun. Paikan päällä vallitsevan kaatotilanteen mukaan säädä lämmitysaikaa ja liekkiä, säädä ylemmän muotin osan lämpötilaa 320 ~ 350 ℃, varmista nestemäisen alumiinin juoksevuus kohtuullisella alueella ja tee nestemäinen alumiini täyttämään ontelo. ja nousuputki. Varsinaisessa käytössä lämmitysjärjestelmä voi tehokkaasti varmistaa nestemäisen alumiinin juoksevuuden.
Kuva 9 (Lämmitysjärjestelmä)
2. Muotin rakenne ja toimintaperiaate
Matalapainevaluprosessin mukaisesti yhdistettynä valun ominaisuuksiin ja laitteiston rakenteeseen, jotta varmistetaan, että muodostunut valu pysyy ylämuotissa, etu-, taka-, vasen- ja oikea hylsyvetorakenteet suunniteltu ylämuottiin. Kun valu on muodostettu ja jähmettynyt, avataan ensin ylä- ja alamuotti ja vedetään sitten ydintä 4 suuntaan ja lopuksi ylemmän muotin ylälevy työntää muodostetun valukappaleen ulos. Muotin rakenne näkyy kuvassa 10.
Kuva 10 (Muotin rakenne)
Toimittanut May Jiang, MAT Aluminium
Postitusaika: 11.5.2023
