Baterie je základní součástí elektrického vozidla a její výkon určuje technické ukazatele, jako je životnost baterie, spotřeba energie a životnost elektrického vozidla.Bateriová přihrádka v bateriovém modulu je hlavní komponentou, která plní funkce přenášení, ochrany a chlazení.Modulární bateriová sada je umístěna v bateriové přihrádce, upevněné na podvozku vozu přes bateriovou přihrádku, jak je znázorněno na obrázku 1. Protože je instalována na spodní části karoserie vozidla a pracovní prostředí je drsné, přihrádka na baterie musí mít funkci zabránění nárazu kamenů a proražení, aby se zabránilo poškození bateriového modulu.Přihrádka na baterie je důležitou bezpečnostní konstrukční součástí elektrických vozidel.V následujícím textu je představen proces tváření a konstrukce forem přihrádek baterií z hliníkové slitiny pro elektrická vozidla.
Obrázek 1 (Přihrádka na baterie z hliníkové slitiny)
1 Procesní analýza a konstrukce forem
1.1 Analýza slévání
Přihrádka na baterie z hliníkové slitiny pro elektrická vozidla je znázorněna na obrázku 2. Celkové rozměry jsou 1106 mm×1029 mm×136 mm, základní tloušťka stěny je 4 mm, kvalita odlitku je asi 15,5 kg a kvalita odlitku po zpracování je asi 12,5 kg.Materiál je A356-T6, pevnost v tahu ≥ 290MPa, mez kluzu ≥ 225MPa, tažnost ≥ 6 %, tvrdost podle Brinella ≥ 75~90HBS, musí splňovat požadavky na vzduchotěsnost a IP67&IP69K.
Obrázek 2 (Přihrádka na baterie z hliníkové slitiny)
1.2 Procesní analýza
Nízkotlaké tlakové lití je speciální metoda lití mezi tlakovým litím a gravitačním litím.Má nejen výhody použití kovových forem pro obojí, ale má také vlastnosti stabilního plnění.Nízkotlaké tlakové lití má výhody nízkorychlostního plnění zdola nahoru, snadno ovladatelnou rychlost, malý náraz a rozstřik tekutého hliníku, méně oxidové strusky, vysokou hustotu tkáně a vysoké mechanické vlastnosti.Při nízkotlakém tlakovém lití se tekutý hliník hladce naplní a odlitek pod tlakem tuhne a krystalizuje a lze získat odlitek s vysokou hustou strukturou, vysokými mechanickými vlastnostmi a krásným vzhledem, který je vhodný pro vytváření velkých tenkostěnných odlitků. .
Podle mechanických vlastností požadovaných odlitkem je odlévacím materiálem A356, který může vyhovět potřebám zákazníků po úpravě T6, ale tekutost odlévání tohoto materiálu obecně vyžaduje přiměřenou kontrolu teploty formy pro výrobu velkých a tenkých odlitků.
1.3 Systém nalévání
S ohledem na vlastnosti velkých a tenkých odlitků je třeba navrhnout více bran.Současně, aby bylo zajištěno hladké plnění tekutého hliníku, jsou u okna přidány plnicí kanály, které je třeba odstranit následným zpracováním.V rané fázi byla navržena dvě procesní schémata licího systému a každé schéma bylo porovnáno.Jak je znázorněno na obrázku 3, schéma 1 uspořádává 9 bran a přidává napájecí kanály u okna;schéma 2 zařazuje 6 vtok vylévajících ze strany odlitku, který má být tvarován.Simulační analýza CAE je znázorněna na obrázku 4 a obrázku 5. Pomocí výsledků simulace optimalizujte strukturu formy, snažte se vyhnout nepříznivému vlivu konstrukce formy na kvalitu odlitků, snižte pravděpodobnost výskytu vad odlitku a zkraťte vývojový cyklus odlitků.
Obrázek 3 (Porovnání dvou schémat procesu pro nízký tlak
Obrázek 4 (Porovnání teplotního pole během plnění)
Obrázek 5 (Porovnání defektů smršťovací pórovitosti po ztuhnutí)
Výsledky simulace výše uvedených dvou schémat ukazují, že tekutý hliník v dutině se pohybuje směrem nahoru přibližně paralelně, což je v souladu s teorií paralelního plnění tekutého hliníku jako celku, a části odlitku se simulovanou smršťovací pórovitostí jsou řešeno posilováním chlazení a dalšími metodami.
Výhody těchto dvou schémat: Soudě podle teploty tekutého hliníku během simulovaného plnění má teplota distálního konce odlitku vytvořeného podle schématu 1 vyšší rovnoměrnost než u schématu 2, což přispívá k vyplnění dutiny .Odlitek vytvořený podle schématu 2 nemá zbytky hradla jako schéma 1. smršťovací pórovitost je lepší než u schématu 1.
Nevýhody obou schémat: Vzhledem k tomu, že hradítko je uspořádáno na odlitku, který má být vytvořen ve schématu 1, bude na odlitku zůstat zbytek hradla, který se zvýší o cca 0,7 ka oproti původnímu odlitku.z teploty tekutého hliníku v simulovaném plnění na schématu 2 je teplota tekutého hliníku na distálním konci již nízká a simulace je v ideálním stavu teploty formy, takže kapacita toku tekutého hliníku může být nedostatečná. skutečného stavu a nastane problém s obtížemi při odlévání.
V kombinaci s analýzou různých faktorů bylo jako licí systém zvoleno schéma 2.S ohledem na nedostatky schématu 2 jsou licí systém a topný systém optimalizovány v konstrukci formy.Jak je znázorněno na obrázku 6, je přidána přepadová stoupačka, která je výhodná pro plnění tekutého hliníku a snižuje nebo zabraňuje výskytu defektů u lisovaných odlitků.
Obrázek 6 (Optimalizovaný systém nalévání)
1.4 Chladicí systém
Díly nesoucí napětí a oblasti s vysokými požadavky na mechanickou výkonnost odlitků musí být řádně chlazeny nebo přiváděny, aby se zabránilo smršťování nebo tepelnému praskání.Základní tloušťka stěny odlitku je 4mm a tuhnutí bude ovlivněno odvodem tepla samotné formy.Pro jeho důležité části je nastaven chladicí systém, jak je znázorněno na obrázku 7. Po dokončení plnění propusťte vodu, aby se ochladila, a v místě lití je třeba upravit specifickou dobu chlazení, aby bylo zajištěno, že sekvence tuhnutí je vytvořené od konce od brány ke konci brány a brána a stoupačka jsou na konci zpevněny, aby se dosáhlo efektu posuvu.Část se silnější tloušťkou stěny využívá metodu přidání vodního chlazení do vložky.Tato metoda má lepší účinek ve skutečném procesu odlévání a může zabránit smršťování pórovitosti.
Obrázek 7 (Chladicí systém)
1.5 Výfukový systém
Vzhledem k tomu, že dutina nízkotlakého licího kovu je uzavřena, nemá dobrou propustnost vzduchu jako pískové formy, ani nevypouští stoupačky při obecném gravitačním lití, výfuk nízkotlaké licí dutiny ovlivní proces plnění kapaliny. hliník a kvalita odlitků.Nízkotlaká forma může být odsávána přes mezery, výfukové drážky a výfukové zátky v dělicí ploše, tlačné tyči atd.
Návrh velikosti výfuku ve výfukovém systému by měl vést k výfuku bez přetékání, rozumný výfukový systém může zabránit vadám odlitků, jako je nedostatečné plnění, uvolněný povrch a nízká pevnost.Oblast konečného plnění tekutého hliníku během procesu lití, jako je boční opěra a nástavec horní formy, musí být vybavena výfukovými plyny.Vzhledem k tomu, že tekutý hliník při vlastním nízkotlakém lití snadno zatéká do mezery výfukové zátky, což vede k situaci, že při otevření formy dojde k vytažení vzduchové zátky, používají se tři způsoby po několik pokusů a vylepšení: Metoda 1 používá sintrovanou vzduchovou zátku práškovou metalurgií, jak je znázorněno na obrázku 8(a), nevýhodou je vysoká výrobní cena;Metoda 2 používá výfukovou zátku švového typu s mezerou 0,1 mm, jak je znázorněno na obrázku 8(b), nevýhodou je, že šev výfuku se po nastříkání barvou snadno ucpe;Metoda 3 používá drátově řezanou výfukovou zátku, mezera je 0,15~0,2 mm, jak je znázorněno na obrázku 8(c).Nevýhodou je nízká efektivita zpracování a vysoké výrobní náklady.Podle skutečné plochy odlitku je třeba zvolit různé výfukové zátky.Obecně se slinuté a drátem řezané odvzdušňovací zátky používají pro dutinu odlitku a typ švu se používá pro hlavu pískového jádra.
Obrázek 8 (3 typy výfukových zátek vhodných pro nízkotlaké tlakové lití)
1.6 Topný systém
Odlitek má velké rozměry a tenkou tloušťku stěny.Při analýze proudění formy je průtok tekutého hliníku na konci plnění nedostatečný.Důvodem je to, že tekutý hliník je příliš dlouhý na to, aby tekl, teplota klesá a tekutý hliník předem tuhne a ztrácí schopnost toku, dochází k studenému uzavření nebo nedostatečnému nalévání, nástavec horního lisu nebude schopen dosáhnout účinek krmení.Na základě těchto problémů, bez změny tloušťky stěny a tvaru odlitku, zvyšte teplotu tekutého hliníku a teplotu formy, zlepšujte tekutost tekutého hliníku a vyřešte problém studeného uzavření nebo nedostatečného lití.Nadměrná teplota tekutého hliníku a teplota formy však způsobí nové tepelné spoje nebo smršťovací pórovitost, což má za následek nadměrné rovinné dírky po zpracování odlitku.Proto je nutné zvolit vhodnou teplotu tekutého hliníku a vhodnou teplotu formy.Podle zkušeností je teplota tekutého hliníku řízena na přibližně 720 ℃ a teplota formy je řízena na 320 ~ 350 ℃.
Vzhledem k velkému objemu, tenké tloušťce stěny a nízké výšce odlitku je na horní části formy instalován topný systém.Jak je znázorněno na obrázku 9, směr plamene směřuje ke dnu a ke straně formy, aby ohříval spodní rovinu a stranu odlitku.Podle situace nalévání na místě upravte dobu ohřevu a plamen, ovládejte teplotu horní části formy na 320 ~ 350 ℃, zajistěte tekutost tekutého hliníku v rozumném rozsahu a nechte tekutý hliník naplnit dutinu a stoupačka.Při skutečném použití může topný systém účinně zajistit tekutost tekutého hliníku.
Obrázek 9 (Systém vytápění)
2. Struktura formy a princip fungování
Podle procesu nízkotlakého lití v kombinaci s charakteristikami odlitku a strukturou zařízení, aby se zajistilo, že tvarovaný odlitek zůstane v horní formě, jsou přední, zadní, levé a pravé jádro tažné konstrukce navrženo na horní formě.Po vytvarování a ztuhnutí odlitku se nejprve otevře horní a spodní forma a poté se vytáhne jádro ve 4 směrech a nakonec horní deska horní formy vytlačí vytvořený odlitek.Struktura formy je znázorněna na obrázku 10.
Obrázek 10 (Struktura formy)
Editoval May Jiang z MAT Aluminium
Čas odeslání: 11. května 2023
