CN108941234A - 一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,包括1)、采用挤出设备对原材料铝棒进行挤压,挤压开始后,微通道铝扁管挤出速度从0开始以第一加速度A1匀加速增加;2)、监测到微通道铝扁管挤出速度达到稳定速度V1时,挤出设备控制微通道铝扁管以稳定速度V1匀速挤出,以稳定速度V1匀速挤出的持续时间为T;3)、挤出设备控制微通道铝扁管挤出速度从V1开始以第二加速度A2匀加速增加,至微通道铝扁管挤出速度达到最大速度Vmax,然后以最大速度Vmax匀速挤出。本发明采用挤压设备自动控制,分段对微通道铝扁管挤出速度进行控制,控制精度高,设备运行稳定,扁管加强筋部位供料充分,不易使加强筋发生变形,产品的稳定性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法。
背景技术
微通道铝扁管主要用于汽车空调和家用空调中的换热器,其功能是作为空调冷媒的流通管路。空调行业对扁管的性能要求主要有两点:尺寸要求和***压力要求。尺寸要求通常精确到0.01mm,部分型号扁管***压力要求会超过30MPa。微通道扁管尺寸最难控制的就是加强筋厚度,而扁管***压力受加强筋厚度的影响也非常大。所以,扁管加强筋厚度是产品最主要的性能之一,也是最难以保证的性能之一。
扁管的加强筋厚度难以控制,主要原因是:微通道扁管的挤压比非常大,很多型号的挤压比超过500,挤压过程中,摩擦阻力非常大,很容易出现扁管加强筋供料不足,导致加强筋由矩形变为漏斗形,加强筋厚度超出下公差,且扁管***压力达不到要求。(备注:挤压比表征从原材料铝棒到产品扁管的变形程度,表示为铝棒的截面积除以扁管的截面积.)
通过收集大量的产品数据,发现加强筋变形主要发生在挤压初始阶段,即挤压速度提升阶段。分析原因为:挤压初始阶段,原材料铝棒最长,挤压时的阻力最大,且挤压速度在提升,需要挤压压力克服阻力并为产品提供一个加速度。该阶段容易发生挤压压力不能满足需求,以致扁管加强筋供料不足发生变形。目前的挤压方法主要靠工人手动控制,人为因素影响很大,难以保证加强筋的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,解决现有技术中靠工人手动控制微通道铝扁管的挤出,挤出速度难以控制,稳定性差,导致微通道铝扁管加强筋变形,扁管尺寸***压力不满足要求的技术问题。
本发明为了解决上述技术问题,采用如下技术方案:
一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,包括如下步骤:
1)、采用挤出设备对原材料铝棒进行挤压,生产微通道铝扁管;挤压开始后,微通道铝扁管挤出速度从0开始以第一加速度A1匀加速增加,挤压设备实时监测微通道铝扁管挤出速度;
2)、监测到微通道铝扁管挤出速度达到稳定速度V1时,挤出设备控制微通道铝扁管以稳定速度V1匀速挤出,以稳定速度V1匀速挤出的持续时间为T;
3)、挤出设备控制微通道铝扁管挤出速度从V1开始以第二加速度A2匀加速增加,至微通道铝扁管挤出速度达到最大速度Vmax,然后以最大速度Vmax匀速挤出,至原材料铝棒挤压结束;
所述第一加速度A1、第二加速度A2的单位为m/s2,V1、Vmax的单位为m/s,持续时间T的单位为s。
现有的挤压方式主要靠工人手动控制,人为因素影响很大,难以保证产品的稳定性。如果工人的经验不足,挤压初始阶段提速过快,就有可能产生扁管加强筋供料不足发生变形,导致扁管尺寸和***压力不符合要求。本发明采用挤压设备自动控制,通过对控制器的软件部分进行改进,对微通道铝扁管挤出速度进行分段控制,控制精度高,设备运行稳定,使该阶段挤压压力满足需求,扁管加强筋部位供料充分,不易使加强筋发生变形,消除了人为因素的影响,产品的稳定性强。
采用分段控制的原因是:挤压初始阶段,原材料铝棒最长,挤压时的阻力最大,且挤压速度在提升,需要挤压压力克服阻力并为产品提供一个加速度。该阶段容易发生挤压压力不能满足需求的情况,以致扁管加强筋供料不足发生变形。对挤压速度采用分段控制,在挤压速度从0加速到设定值后,速度不再增加,保持恒速运行。恒速运行阶段,不需要挤压压力来提供加速度,挤压压力只需要克服阻力,使挤压压力容易满足需求,避免出现扁管加强筋供料不足发生变形。待扁管恒速运行一段时间后,部分铝棒已被挤压成扁管,铝棒长度减小,阻力减小,这时候扁管速度增加,挤压压力足以克服阻力并未扁管提供一个加速度。
而且,由设备自动控制挤压过程,控制精度高,设备运行稳定,消除了人为因素的影响,产品的稳定性强。该挤出设备为现有的设备,具体结构不再赘述,型号XJ-2500T,购买于无锡市源昌机械制造有限公司公司。
进一步改进,挤压开始前,通过输入端将第一加速度A1、第二加速度A2、稳定速度V1、最大速度Vmax和持续时间T各参数值输入给挤压设备的控制器。根据待挤出微通道铝扁管的规格,事先在挤出设备上设定第一加速度A1、第二加速度A2、稳定速度V1、最大速度Vmax和持续时间T各参数值,然后挤出设备的控制器根据设定参数自动运行进行挤压。
进一步改进,所述稳定速度V1小于微通道铝扁管喷锌启动速度。因为当扁管挤出稳定速度V1小于喷锌启动速度时,喷锌设备不会启动,扁管是不喷锌的,属于工艺报废,即使这部分扁管出现加强筋供料不足,也不会流入客户端。喷锌启动速度为0.5m/s,稳定速度V1的范围为0.33-0.42m/s。部分挤压铝型材产品对耐腐蚀性能有较高的要求,为了提高产品的耐腐蚀性能,行业内通用的处理办法是在挤压过程中,使用喷锌设备在微通道铝扁管表面喷涂一层锌。喷锌启动速度表示喷锌设备启动时,微通道铝扁管挤出速度。当微通道铝扁管挤出速度小于喷锌启动速度时,喷锌设备处于关闭状态,不对微通道铝扁管挤出速度表面进行喷锌,微通道铝扁管端头不喷锌的这一段属于工艺报废段。通常喷锌启动速度为0.5m/s,稳定速度V1的设定范围是0.33-0.42m/s。
进一步改进,所述第一加速度A1的范围为0.02-0.05m/s2,第二加速度A2的范围为0.02-0.08m/s2,A1和A2的范围是根据挤压设备的特性和长期生产经验的总结决定的,在上述参数范围内,扁管加强筋部位供料充分,不易使加强筋发生变形,产品的稳定性强。且微通道铝扁管的米重越大,第一加速度A1、第二加速度A2值越小。米重是指微通道铝扁管每米的重量,当挤压速度一定时,米重越大,表示每秒挤出的扁管重量越大。
进一步改进,所述最大速度Vmax的范围为0.75-1.67m/s。Vmax的范围由挤压设备的特性和扁管的特性综合决定。
进一步改进,所述持续时间T的范围为5-15s。T的选择范围要达到两点要求:一是其下限要使稳定时间过后,挤压压力有降低趋势,表示挤压压力有余力来为扁管提供一个加速度;二是其上限要使微通道铝扁管端头实际不喷新长度≤工艺规定不喷锌长度。因为扁管的稳定速度V1是小于喷锌启动速度的,即恒速运行阶段,扁管是不喷锌报废的,所以时间不能太长,否则报废太多,增加生产成本。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用挤压设备自动控制,通过对控制器的软件部分进行改进,在挤压初始阶段,原材料铝棒最长,挤压时的阻力最大,且挤压速度在不断提升,需要挤压压力克服阻力并为产品提供一个加速度,通过分段对微通道铝扁管挤出速度进行控制,控制精度高,设备运行稳定,使该阶段挤压压力满足需求,扁管加强筋部位供料充分,不易使加强筋发生变形,消除了人为因素的影响,产品的稳定性强。
附图说明
图1为微通道铝扁管端面。
图2为实施例一中手动控制挤压出的微通道铝扁管端面。
图3为实施例一中采用设备自动挤出的微通道铝扁管端面。
图4为实施例二中手动控制挤压出的微通道铝扁管端面。
图5为实施例二中采用设备自动挤出的微通道铝扁管端面。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一:
扬州瑞斯乐复合金属材料有限公司是一家生产微通道铝扁管的企业。公司某一型号扁管,如图1所示,采用现有的手动控制挤压方式,有一定概率发生扁管加强筋变形,如图2所示(图2是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图),导致扁管尺寸和***压力不符合要求。
采用使用本发明所述的挤压控制方法进行挤压:
1)设定稳定速度V1为0.33m/s(20m/min)。
2)该型号扁管米重为75.3g/m,属于米重比较大的型号,第一加速度A1在设定范围内取较小值0.02m/s2。
3)设定持续时间T为10s。
4)第二加速度A2在设定范围内取较小值0.03m/s2。
5)最大速度Vmax在设定范围内取较小值0.83m/s(50m/min)。
设定完成后,挤压设备按照设定程序自动生产该型号扁管,生产中未发生扁管加强筋严重变形,扁管尺寸和***压力符合要求的情况,如图3所示,图3是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图。
实施例二:
公司某一型号扁管,加强筋厚度要求0.16±0.04mm,因为该型号扁管加强筋厚度过小,采用现有的手动控制挤压方式,扁管加强筋发生变形甚至开裂,导致扁管尺寸和***压力不符合要求,如图4所示,图4是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图。
采用使用本发明所述的挤压控制方法进行挤压:
1)设定稳定速度V1为0.33m/s(20m/min)。
2)该型号扁管米重为31.7g/m,属于米重中等的型号,第一加速度A1在设定范围内取中间值0.04m/s2。
3)设定持续时间T为10s。
4)设定第二加速度A2在设定范围内取中间值0.05m/s2。
5)最大速度Vmax在设定范围内取中间值1m/s(60m/min)。
设定完成后,挤压设备按照设定程序自动生产该型号扁管,生产中未发生扁管加强筋严重变形甚至开裂,扁管尺寸和***压力符合要求的情况,如图5所示,图5是采用影像测量仪拍摄的微通道铝扁管截面形貌图。
实施例三:
公司某一型号扁管,采用现有的手动控制挤压方式,扁管尺寸和***压力稳定性中等,基本能够满足要求。
采用使用本发明所述的挤压控制方法进行挤压:
1)设定稳定速度V1为0.33m/s(20m/min)。
2)该型号扁管米重为26.3g/m,属于米重较小的型号,第一加速度A1在设定范围内取较大值0.05m/s2。
3)设定持续时间T为10s。
4)第二加速度A2在设定范围内取较大值0.08m/s2.
5)最大速度Vmax在设定范围内取较大值1.33m/s(80m/min).
设定完成后,挤压设备按照设定程序自动生产该型号扁管,扁管尺寸和***压力稳定性良好,生产对工人的职业技能要求降低,工人的劳动强度也有一定程度降低。
本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现,而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应作为本发明的技术范畴。
Claims (6)
1.一种微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)、采用挤出设备对原材料铝棒进行挤压,生产微通道铝扁管;挤压开始后,微通道铝扁管挤出速度从0开始以第一加速度A1匀加速增加,挤压设备实时监测微通道铝扁管挤出速度;
2)、监测到微通道铝扁管挤出速度达到稳定速度V1时,挤出设备控制微通道铝扁管以稳定速度V1匀速挤出,以稳定速度V1匀速挤出的持续时间为T;
3)、挤出设备控制微通道铝扁管挤出速度从V1开始以第二加速度A2匀加速增加,至微通道铝扁管挤出速度达到最大速度Vmax,然后以最大速度Vmax匀速挤出,至原材料铝棒挤压结束;
所述第一加速度A1、第二加速度A2的单位为m/s2,V1、Vmax的单位为m/s,持续时间T的单位为s。
2.根据权利要求1所述的微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,其特征在于,挤压开始前,通过输入端将第一加速度A1、第二加速度A2、稳定速度V1、最大速度Vmax和持续时间T各参数值输入给挤压设备的控制器。
3.根据权利要求2所述的微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,其特征在于,所述稳定速度V1小于微通道铝扁管喷锌启动速度;喷锌启动速度为0.5m/s,稳定速度V1的范围为0.33-0.42m/s。
4.根据权利要求3所述的微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,其特征在于,所述第一加速度A1的范围为0.02-0.05m/s2,第二加速度A2的范围为0.02-0.08m/s2,且微通道铝扁管的米重越大,第一加速度A1、第二加速度A2值越小。
5.根据权利要求4所述的微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,其特征在于,所述最大速度Vmax的范围为0.75-1.67m/s。
6.根据权利要求5所述的微通道铝扁管的挤出速度的控制方法,其特征在于,所述持续时间T的范围为5-15s,持续时间T与微通道铝扁管端头工艺规定不喷锌长度值有关,使微通道铝扁管端头实际不喷新长度≤工艺规定不喷锌长度。
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