ელექტრო ავტომობილის ალუმინის შენადნობის ბატარეის უჯრის დაბალი წნევის ჩამოსხმის ყალიბის დიზაინი

ბატარეა არის ელექტრო სატრანსპორტო საშუალების ძირითადი კომპონენტი და მისი შესრულება განსაზღვრავს ტექნიკურ მაჩვენებლებს, როგორიცაა ბატარეის ხანგრძლივობა, ენერგიის მოხმარება და ელექტრომობილის მომსახურების ვადა. ბატარეის უჯრა ბატარეის მოდულში არის მთავარი კომპონენტი, რომელიც ასრულებს ტარების, დაცვისა და გაგრილების ფუნქციებს. მოდულური ბატარეის ნაკრები განლაგებულია ბატარეის უჯრაში, რომელიც ფიქსირდება მანქანის შასიზე ბატარეის უჯრის მეშვეობით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1. ვინაიდან იგი დამონტაჟებულია მანქანის კორპუსის ქვედა ნაწილში და სამუშაო გარემო მკაცრია, ბატარეის უჯრა უნდა ჰქონდეს ქვის ზემოქმედებისა და პუნქციის თავიდან აცილების ფუნქცია, რათა თავიდან აიცილოს ბატარეის მოდულის დაზიანება. ბატარეის უჯრა ელექტრო მანქანების უსაფრთხოების მნიშვნელოვანი სტრუქტურული ნაწილია. ქვემოთ წარმოგიდგენთ ელექტრო მანქანებისთვის ალუმინის შენადნობის ბატარეის უჯრების ფორმირების პროცესს და ყალიბის დიზაინს.

სურათი 1 (ალუმინის შენადნობის ბატარეის უჯრა)
1 პროცესის ანალიზი და ყალიბის დიზაინი
1.1 ჩამოსხმის ანალიზი
ელექტრო მანქანების ალუმინის შენადნობის ბატარეის უჯრა ნაჩვენებია სურათზე 2. საერთო ზომებია 1106მმ×1029მმ×136მმ, კედლის ძირითადი სისქე არის 4მმ, ჩამოსხმის ხარისხი დაახლოებით 15.5კგ და ჩამოსხმის ხარისხი დამუშავების შემდეგ არის დაახლოებით 12.5კგ. მასალა არის A356-T6, დაჭიმვის სიძლიერე ≥ 290 MPa, მოსავლიანობის სიძლიერე ≥ 225 MPa, დრეკადობა ≥ 6%, ბრინელის სიმტკიცე ≥ 75~90HBS, საჭიროა აკმაყოფილებდეს ჰაერის შებოჭილობას და IP67&IP69K მოთხოვნებს.

სურათი 2 (ალუმინის შენადნობის ბატარეის უჯრა)
1.2 პროცესის ანალიზი
დაბალი წნევის ჩამოსხმა არის სპეციალური ჩამოსხმის მეთოდი წნევით ჩამოსხმასა და გრავიტაციულ ჩამოსხმას შორის. მას არა მხოლოდ აქვს ორივესთვის ლითონის ფორმების გამოყენების უპირატესობა, არამედ აქვს სტაბილური შევსების მახასიათებლები. დაბალი წნევის ჩამოსხმას აქვს დაბალი სიჩქარით შევსების უპირატესობები ქვემოდან ზემოდან, სიჩქარის მარტივი კონტროლით, თხევადი ალუმინის მცირე ზემოქმედებითა და ჩახშობით, ნაკლები ოქსიდის წიდა, ქსოვილის მაღალი სიმკვრივე და მაღალი მექანიკური თვისებები. დაბალი წნევის ჩამოსხმის პირობებში, თხევადი ალუმინი ივსება შეუფერხებლად, ხოლო ჩამოსხმა მყარდება და კრისტალიზდება წნევის ქვეშ, ხოლო მაღალი მკვრივი სტრუქტურის, მაღალი მექანიკური თვისებების და ლამაზი გარეგნობის მქონე ჩამოსხმა შეიძლება მიღებულ იქნას, რომელიც შესაფერისია დიდი თხელკედლიანი ჩამოსხმის შესაქმნელად. .
ჩამოსხმისთვის საჭირო მექანიკური თვისებების მიხედვით, ჩამოსხმის მასალაა A356, რომელსაც შეუძლია დააკმაყოფილოს მომხმარებლების მოთხოვნილებები T6 დამუშავების შემდეგ, მაგრამ ამ მასალის ჩამოსხმის სითხე ზოგადად მოითხოვს ფორმის ტემპერატურის გონივრულ კონტროლს დიდი და თხელი ჩამოსხმის წარმოებისთვის.
1.3 ჩამოსხმის სისტემა
დიდი და თხელი ჩამოსხმის მახასიათებლების გათვალისწინებით, საჭიროა მრავალი კარიბჭის დაპროექტება. ამავდროულად, თხევადი ალუმინის გლუვი შევსების უზრუნველსაყოფად, ფანჯარასთან ემატება შემავსებელი არხები, რომლებიც უნდა მოიხსნას შემდგომი დამუშავებით. ადრეულ ეტაპზე ჩამოსხმის სისტემის ორი პროცესის სქემა შეიქმნა და თითოეული სქემა შედარება მოხდა. როგორც სურათზე 3-ზეა ნაჩვენები, სქემა 1 აწყობს 9 კარიბჭეს და ამატებს კვების არხებს ფანჯარასთან; სქემა 2 აწყობს 6 ჭიშკარს ჩამოსხმის მხრიდან ჩამოსხმის ფორმირებისთვის. CAE სიმულაციური ანალიზი ნაჩვენებია სურათზე 4 და 5-ზე. გამოიყენეთ სიმულაციის შედეგები ყალიბის სტრუქტურის ოპტიმიზაციისთვის, შეეცადეთ თავიდან აიცილოთ ჩამოსხმის დიზაინის უარყოფითი გავლენა ჩამოსხმის ხარისხზე, შეამციროთ ჩამოსხმის დეფექტების ალბათობა და შეამციროთ განვითარების ციკლი. კასტინგების.

სურათი 3 (დაბალი წნევის ორი პროცესის სქემის შედარება

სურათი 4 (ტემპერატურის ველის შედარება შევსებისას)

სურათი 5 (შემცირების ფორიანობის დეფექტების შედარება გამაგრების შემდეგ)
ზემოაღნიშნული ორი სქემის სიმულაციის შედეგები აჩვენებს, რომ ღრუში თხევადი ალუმინი ზევით მოძრაობს დაახლოებით პარალელურად, რაც შეესაბამება მთლიანად თხევადი ალუმინის პარალელური შევსების თეორიას და ჩამოსხმის იმიტირებული შეკუმშვის ფორიანობის ნაწილები. წყდება გაგრილების გაძლიერებით და სხვა მეთოდებით.
ორი სქემის უპირატესობები: სიმულაციური შევსების დროს თხევადი ალუმინის ტემპერატურიდან გამომდინარე, სქემით 1-ით ჩამოყალიბებული ჩამოსხმის დისტალური ბოლოს ტემპერატურა უფრო მაღალი ერთგვაროვნებაა, ვიდრე სქემ 2-ში, რაც ხელს უწყობს ღრუს შევსებას. . სქემ 2-ით წარმოქმნილ ჩამოსხმას არ აქვს კარიბჭის ნარჩენი, როგორც სქემა 1. შეკუმშვის ფორიანობა უკეთესია, ვიდრე სქემა 1-ის.
ორი სქემის ნაკლოვანებები: იმის გამო, რომ ჭიშკარი განლაგებულია ჩამოსხმაზე, რომელიც უნდა ჩამოყალიბდეს სქემა 1-ში, ჩამოსხმაზე იქნება კარიბჭის ნარჩენი, რომელიც გაიზრდება დაახლოებით 0,7 კ.-ით თავდაპირველ ჩამოსხმასთან შედარებით. თხევადი ალუმინის ტემპერატურიდან სქემა 2-ის სიმულაციური შევსებისას, თხევადი ალუმინის ტემპერატურა დისტალურ ბოლოში უკვე დაბალია და სიმულაცია ყალიბის ტემპერატურის იდეალურ მდგომარეობაშია, ამიტომ თხევადი ალუმინის ნაკადის სიმძლავრე შეიძლება არასაკმარისი იყოს რეალურ მდგომარეობას და იქნება ჩამოსხმის სირთულის პრობლემა.
სხვადასხვა ფაქტორების ანალიზთან ერთად, ჩამოსხმის სისტემად აირჩიეს სქემა 2. სქემის 2-ის ნაკლოვანებების გათვალისწინებით, ჩამოსხმის სისტემა და გათბობის სისტემა ოპტიმიზირებულია ფორმის დიზაინში. როგორც სურათზე 6-ზეა ნაჩვენები, დამატებულია გადინების ამწე, რომელიც სასარგებლოა თხევადი ალუმინის შევსებისთვის და ამცირებს ან თავიდან აიცილებს დეფექტების წარმოქმნას ჩამოსხმულ ჩამოსხმაში.

სურათი 6 (ოპტიმიზებული ჩამოსხმის სისტემა)
1.4 გაგრილების სისტემა
სტრესის მატარებელი ნაწილები და უბნები ჩამოსხმის მექანიკური მუშაობის მაღალი მოთხოვნებით უნდა იყოს სათანადოდ გაცივებული ან იკვებება, რათა თავიდან იქნას აცილებული შეკუმშვის ფორიანობა ან თერმული ბზარი. ჩამოსხმის კედლის ძირითადი სისქე არის 4 მმ, ხოლო გამაგრებაზე გავლენას მოახდენს თავად ფორმის სითბოს გაფრქვევა. მისი მნიშვნელოვანი ნაწილებისთვის დაყენებულია გაგრილების სისტემა, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 7. შევსების დასრულების შემდეგ, გადაიტანეთ წყალი გასაციებლად და კონკრეტული გაგრილების დრო უნდა დარეგულირდეს ჩამოსხმის ადგილზე, რათა უზრუნველყოფილი იყოს გამაგრების თანმიმდევრობა. იქმნება კარიბჭის ბოლოდან კარიბჭის ბოლოდან და კარიბჭე და ამწე მყარდება ბოლოს კვების ეფექტის მისაღწევად. უფრო სქელი კედლის სისქის ნაწილი იყენებს ჩანართში წყლის გაგრილების დამატების მეთოდს. ამ მეთოდს აქვს უკეთესი ეფექტი ფაქტობრივი ჩამოსხმის პროცესში და შეუძლია თავიდან აიცილოს შეკუმშვის ფორიანობა.

სურათი 7 (გაგრილების სისტემა)
1.5 გამონაბოლქვი სისტემა
იმის გამო, რომ დაბალი წნევის ჩამოსხმის ლითონის ღრუ დახურულია, მას არ აქვს კარგი ჰაერგამტარობა, როგორც ქვიშის ყალიბები, და არც გამონაბოლქვი აწევის მეშვეობით ხდება ზოგადი სიმძიმის ჩამოსხმისას, დაბალი წნევის ჩამოსხმის ღრუს გამონაბოლქვი გავლენას მოახდენს სითხის შევსების პროცესზე. ალუმინი და ჩამოსხმის ხარისხი. დაბალი წნევის ჩამოსხმის ყალიბი შეიძლება ამოიწუროს უფსკრულიდან, გამონაბოლქვი ღარებითა და გამონაბოლქვი შტეფსით გამყოფ ზედაპირზე, ბიძგის ღეროში და ა.შ.
გამონაბოლქვის ზომის დიზაინი გამოსაბოლქვი სისტემაში უნდა იყოს ხელსაყრელი გამონაბოლქვის გადაჭარბების გარეშე, გონივრულმა გამონაბოლქვი სისტემამ შეიძლება თავიდან აიცილოს ჩამოსხმა ისეთი დეფექტებისგან, როგორიცაა არასაკმარისი შევსება, ფხვიერი ზედაპირი და დაბალი სიმტკიცე. ჩამოსხმის პროცესში თხევადი ალუმინის საბოლოო შევსების არე, როგორიცაა გვერდითი საყრდენი და ზედა ყალიბის ამწე, უნდა იყოს აღჭურვილი გამონაბოლქვი აირებით. იმის გათვალისწინებით, რომ თხევადი ალუმინი ადვილად მიედინება გამონაბოლქვი შტეფსელის უფსკრულიში დაბალი წნევის ჩამოსხმის ფაქტობრივ პროცესში, რაც იწვევს იმ სიტუაციას, რომ ჰაერის საცობი ამოღებულია ფორმის გახსნისას, მიიღება სამი მეთოდი. რამდენიმე მცდელობა და გაუმჯობესება: მეთოდი 1 იყენებს ფხვნილის მეტალურგიის აგლომერირებულ ჰაერს, როგორც ნაჩვენებია 8(a) სურათზე, მინუსი არის ის, რომ წარმოების ღირებულება არის მაღალი; მეთოდი 2 იყენებს ნაკერის ტიპის გამონაბოლქვს 0,1 მმ უფსკრულით, როგორც ნაჩვენებია 8(ბ) სურათზე, მინუსი არის ის, რომ გამოსაბოლქვი ნაკერი ადვილად იკეტება საღებავის შესხურების შემდეგ; მეთოდი 3 იყენებს მავთულის გამონაბოლქვი საცავს, უფსკრული არის 0,15~0,2 მმ, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 8(c). ნაკლოვანებები არის დაბალი დამუშავების ეფექტურობა და მაღალი წარმოების ღირებულება. სხვადასხვა გამოსაბოლქვი შტეფსელი უნდა შეირჩეს ჩამოსხმის რეალური არეალის მიხედვით. ზოგადად, ჩამოსხმის ღრუსთვის გამოიყენება აგლომერირებული და მავთულით მოჭრილი სავენტილაციო საცობები, ხოლო ნაკერის ტიპი გამოიყენება ქვიშის ბირთვისთვის.

სურათი 8 (3 ტიპის გამონაბოლქვი, რომელიც შესაფერისია დაბალი წნევის ჩამოსხმისთვის)
1.6 გათბობის სისტემა
ჩამოსხმა არის დიდი ზომის და თხელი კედლის სისქით. ჩამოსხმის ნაკადის ანალიზში, თხევადი ალუმინის ნაკადის სიჩქარე შევსების ბოლოს არასაკმარისია. მიზეზი ის არის, რომ თხევადი ალუმინი ძალიან გრძელია იმისთვის, რომ მიედინება, ტემპერატურა ეცემა და თხევადი ალუმინი წინასწარ მყარდება და კარგავს დენის უნარს. კვების ეფექტი. ამ პრობლემებიდან გამომდინარე, ჩამოსხმის კედლის სისქის და ფორმის შეცვლის გარეშე, გაზარდეთ თხევადი ალუმინის ტემპერატურა და ყალიბის ტემპერატურა, გააუმჯობესეთ თხევადი ალუმინის სითხე და მოაგვარეთ ცივი დახურვის ან არასაკმარისი ჩამოსხმის პრობლემა. თუმცა, თხევადი ალუმინის გადაჭარბებული ტემპერატურა და ყალიბის ტემპერატურა წარმოქმნის ახალ თერმულ შეერთებებს ან შეკუმშვის ფორიანობას, რაც გამოიწვევს ზედმეტ სიბრტყის ხვრელებს ჩამოსხმის დამუშავების შემდეგ. ამიტომ აუცილებელია თხევადი ალუმინის შესაბამისი ტემპერატურისა და ფორმის შესაბამისი ტემპერატურის შერჩევა. გამოცდილების მიხედვით, თხევადი ალუმინის ტემპერატურა კონტროლდება დაახლოებით 720℃, ხოლო ფორმის ტემპერატურა კონტროლდება 320~350℃.
დიდი მოცულობის, თხელი კედლის სისქის და ჩამოსხმის დაბალი სიმაღლის გათვალისწინებით, ყალიბის ზედა ნაწილზე დამონტაჟებულია გათბობის სისტემა. როგორც სურათზე 9-ზეა ნაჩვენები, ალის მიმართულება ყალიბის ქვედა და გვერდითაა მიმართული, რათა გაათბოს ქვედა სიბრტყე და ჩამოსხმის მხარე. ადგილზე ჩამოსხმის სიტუაციიდან გამომდინარე, დაარეგულირეთ გათბობის დრო და ალი, აკონტროლეთ ფორმის ზედა ნაწილის ტემპერატურა 320-350 ℃, უზრუნველყოთ თხევადი ალუმინის სითხე გონივრულ დიაპაზონში და აავსეთ თხევადი ალუმინის ღრუ. და ამწე. ფაქტობრივი გამოყენებისას, გათბობის სისტემას შეუძლია ეფექტურად უზრუნველყოს თხევადი ალუმინის სითხე.

სურათი 9 (გათბობის სისტემა)
2. ყალიბის სტრუქტურა და მუშაობის პრინციპი
დაბალი წნევის ჩამოსხმის პროცესის მიხედვით, ჩამოსხმის მახასიათებლებთან და აღჭურვილობის სტრუქტურასთან ერთად, იმისთვის, რომ ჩამოყალიბებული ჩამოსხმა დარჩეს ზედა ყალიბში, წინა, უკანა, მარცხენა და მარჯვენა ბირთვის გამწევი სტრუქტურებია. შექმნილია ზედა ყალიბზე. ჩამოსხმის ფორმირებისა და გამაგრების შემდეგ ჯერ იხსნება ზედა და ქვედა ყალიბები, შემდეგ კი ბირთვი 4 მიმართულებით ათრევს და ბოლოს ზედა ყალიბის ზედა ფირფიტა გამოაქვს წარმოქმნილი ჩამოსხმა. ფორმის სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 10.

სურათი 10 (ყალიბის სტრუქტურა)
რედაქტირებულია May Jiang-ის მიერ MAT Aluminum-დან