इलेक्ट्रिक वाहनाच्या ॲल्युमिनियम मिश्र धातुच्या बॅटरी ट्रेसाठी लो प्रेशर डाय कास्टिंग मोल्डचे डिझाइन

बॅटरी हा इलेक्ट्रिक वाहनाचा मुख्य घटक आहे आणि त्याची कार्यक्षमता बॅटरीचे आयुष्य, ऊर्जेचा वापर आणि इलेक्ट्रिक वाहनाचे सेवा आयुष्य यासारखे तांत्रिक निर्देशक निर्धारित करते. बॅटरी मॉड्यूलमधील बॅटरी ट्रे हा मुख्य घटक आहे जो वाहून नेणे, संरक्षण करणे आणि थंड करणे ही कार्ये करतो. आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, बॅटरी ट्रेमध्ये मॉड्यूलर बॅटरी पॅकची व्यवस्था केली जाते, बॅटरी ट्रेद्वारे कारच्या चेसिसवर निश्चित केली जाते. ते वाहनाच्या मुख्य भागाच्या तळाशी स्थापित केलेले असल्याने आणि कार्य वातावरण कठोर असल्याने, बॅटरी ट्रे बॅटरी मॉड्युल खराब होण्यापासून रोखण्यासाठी दगडाचा प्रभाव आणि पंक्चर रोखण्याचे कार्य असणे आवश्यक आहे. बॅटरी ट्रे हा इलेक्ट्रिक वाहनांचा एक महत्त्वाचा सुरक्षा संरचनात्मक भाग आहे. खाली इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी ॲल्युमिनियम मिश्र धातुच्या बॅटरी ट्रेची निर्मिती प्रक्रिया आणि मोल्ड डिझाइन सादर केले आहे.

आकृती 1 (ॲल्युमिनियम मिश्र धातुची बॅटरी ट्रे)
1 प्रक्रिया विश्लेषण आणि साचा डिझाइन
1.1 कास्टिंग विश्लेषण
इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी ॲल्युमिनियम मिश्र धातुची बॅटरी ट्रे आकृती 2 मध्ये दर्शविली आहे. एकूण परिमाणे 1106mm×1029mm×136mm आहेत, मूळ भिंतीची जाडी 4mm आहे, कास्टिंग गुणवत्ता सुमारे 15.5kg आहे आणि प्रक्रिया केल्यानंतर कास्टिंग गुणवत्ता सुमारे 12.5kg आहे. सामग्री A356-T6, तन्य शक्ती ≥ 290MPa, उत्पन्न शक्ती ≥ 225MPa, विस्तार ≥ 6%, ब्रिनेल कडकपणा ≥ 75~ 90HBS, हवा घट्टपणा आणि IP67 आणि IP69K आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे.

आकृती 2 (ॲल्युमिनियम मिश्र धातुची बॅटरी ट्रे)
1.2 प्रक्रिया विश्लेषण
लो प्रेशर डाय कास्टिंग ही प्रेशर कास्टिंग आणि ग्रॅव्हिटी कास्टिंगमधील एक विशेष कास्टिंग पद्धत आहे. यात दोन्हीसाठी मेटल मोल्ड वापरण्याचे फायदेच नाहीत तर स्थिर भरण्याची वैशिष्ट्ये देखील आहेत. लो प्रेशर डाय कास्टिंगमध्ये खालपासून वरपर्यंत कमी-स्पीड फिलिंग, वेग नियंत्रित करण्यास सोपा, लिक्विड ॲल्युमिनियमचा लहान प्रभाव आणि स्प्लॅश, कमी ऑक्साईड स्लॅग, उच्च ऊतक घनता आणि उच्च यांत्रिक गुणधर्मांचे फायदे आहेत. कमी दाबाच्या डाई कास्टिंगमध्ये, द्रव ॲल्युमिनियम सहजतेने भरले जाते आणि दबावाखाली कास्टिंग मजबूत आणि स्फटिक बनते आणि उच्च दाट रचना, उच्च यांत्रिक गुणधर्म आणि सुंदर देखावा असलेले कास्टिंग मिळवता येते, जे मोठ्या पातळ-भिंतींच्या कास्टिंगसाठी योग्य आहे. .
कास्टिंगसाठी आवश्यक असलेल्या यांत्रिक गुणधर्मांनुसार, कास्टिंग सामग्री A356 आहे, जी T6 उपचारानंतर ग्राहकांच्या गरजा पूर्ण करू शकते, परंतु या सामग्रीच्या ओतण्याच्या प्रवाहामुळे मोठ्या आणि पातळ कास्टिंग्ज तयार करण्यासाठी सामान्यत: मोल्ड तापमानाचे वाजवी नियंत्रण आवश्यक असते.
1.3 ओतण्याची प्रणाली
मोठ्या आणि पातळ कास्टिंगची वैशिष्ट्ये लक्षात घेऊन, अनेक गेट्सची रचना करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, द्रव ॲल्युमिनियमचे गुळगुळीत भरणे सुनिश्चित करण्यासाठी, खिडकीवर फिलिंग चॅनेल जोडले जातात, जे पोस्ट-प्रोसेसिंगद्वारे काढले जाणे आवश्यक आहे. ओतण्याच्या प्रणालीच्या दोन प्रक्रिया योजना प्रारंभिक टप्प्यात तयार केल्या गेल्या आणि प्रत्येक योजनेची तुलना केली गेली. आकृती 3 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, योजना 1 9 गेट्सची व्यवस्था करते आणि खिडकीवर फीडिंग चॅनेल जोडते; योजना 2 तयार होण्याच्या कास्टिंगच्या बाजूने 6 गेट्स ओतण्याची व्यवस्था करते. CAE सिम्युलेशन विश्लेषण आकृती 4 आणि आकृती 5 मध्ये दर्शविले आहे. मोल्ड स्ट्रक्चर ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी सिम्युलेशन परिणामांचा वापर करा, कास्टिंगच्या गुणवत्तेवर मोल्ड डिझाइनचा प्रतिकूल प्रभाव टाळण्याचा प्रयत्न करा, कास्टिंग दोषांची संभाव्यता कमी करा आणि विकास चक्र लहान करा. कास्टिंगचे.

आकृती 3 (कमी दाबासाठी दोन प्रक्रिया योजनांची तुलना

आकृती 4 (फिलिंग दरम्यान तापमान क्षेत्राची तुलना)

आकृती 5 (घनीकरणानंतर संकोचन सच्छिद्रता दोषांची तुलना)
वरील दोन योजनांचे सिम्युलेशन परिणाम दर्शवतात की पोकळीतील द्रव ॲल्युमिनियम अंदाजे समांतर वर सरकते, जे संपूर्ण द्रव ॲल्युमिनियमच्या समांतर भरण्याच्या सिद्धांताशी सुसंगत आहे आणि कास्टिंगचे सिम्युलेटेड संकोचन सच्छिद्र भाग आहेत. कूलिंग आणि इतर पद्धती मजबूत करून निराकरण.
दोन योजनांचे फायदे: सिम्युलेटेड फिलिंग दरम्यान लिक्विड ॲल्युमिनियमच्या तपमानाचा विचार करता, स्कीम 1 द्वारे तयार केलेल्या कास्टिंगच्या दूरच्या टोकाच्या तापमानात स्कीम 2 पेक्षा जास्त एकसमानता असते, जी पोकळी भरण्यास अनुकूल असते. . स्कीम 2 द्वारे तयार केलेल्या कास्टिंगमध्ये स्कीम 1 प्रमाणे गेट रेसिड्यू नाही. संकोचन सच्छिद्रता स्कीम 1 पेक्षा चांगली आहे.
दोन योजनांचे तोटे: योजना 1 मध्ये बनवल्या जाणाऱ्या कास्टिंगवर गेटची व्यवस्था केल्यामुळे, कास्टिंगवर गेटचे अवशेष असतील, जे मूळ कास्टिंगच्या तुलनेत सुमारे 0.7ka वाढतील. स्कीम 2 सिम्युलेटेड फिलिंगमधील लिक्विड ॲल्युमिनियमच्या तापमानापासून, दूरच्या टोकावरील द्रव ॲल्युमिनियमचे तापमान आधीच कमी आहे, आणि सिम्युलेशन मोल्ड तापमानाच्या आदर्श स्थितीत आहे, त्यामुळे द्रव ॲल्युमिनियमची प्रवाह क्षमता अपुरी असू शकते. वास्तविक स्थिती, आणि कास्टिंग मोल्डिंगमध्ये अडचणीची समस्या असेल.
विविध घटकांच्या विश्लेषणासह, योजना 2 ही ओतण्याची प्रणाली म्हणून निवडली गेली. स्कीम 2 च्या उणीवा लक्षात घेता, ओतण्याची प्रणाली आणि हीटिंग सिस्टम मोल्ड डिझाइनमध्ये ऑप्टिमाइझ केली जाते. आकृती 6 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ओव्हरफ्लो राइजर जोडला आहे, जो द्रव ॲल्युमिनियम भरण्यासाठी फायदेशीर आहे आणि मोल्डेड कास्टिंगमधील दोष कमी करते किंवा टाळते.

आकृती 6 (ऑप्टिमाइज्ड ओतण्याची प्रणाली)
1.4 शीतकरण प्रणाली
ताण सहन करणारे भाग आणि कास्टिंगच्या उच्च यांत्रिक कार्यक्षमतेची आवश्यकता असलेले भाग संकुचित सच्छिद्रता किंवा थर्मल क्रॅकिंग टाळण्यासाठी योग्यरित्या थंड किंवा फीड करणे आवश्यक आहे. कास्टिंगची मूळ भिंतीची जाडी 4 मिमी आहे आणि घनतेवर मोल्डच्या उष्णतेच्या विघटनाने परिणाम होईल. त्याच्या महत्त्वाच्या भागांसाठी, आकृती 7 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, शीतकरण प्रणाली स्थापित केली आहे. भरणे पूर्ण झाल्यानंतर, पाणी थंड होण्यासाठी पास करा आणि घनतेचा क्रम निश्चित करण्यासाठी विशिष्ट थंड वेळ ओतण्याच्या ठिकाणी समायोजित करणे आवश्यक आहे. गेटच्या टोकापासून ते गेटच्या टोकापर्यंत तयार होते आणि फीड इफेक्ट साध्य करण्यासाठी गेट आणि राइसर शेवटी घट्ट केले जातात. जाड भिंतीची जाडी असलेला भाग इन्सर्टमध्ये वॉटर कूलिंग जोडण्याच्या पद्धतीचा अवलंब करतो. या पद्धतीचा प्रत्यक्ष कास्टिंग प्रक्रियेत चांगला परिणाम होतो आणि संकोचन सच्छिद्रता टाळता येते.

आकृती 7 (कूलिंग सिस्टम)
1.5 एक्झॉस्ट सिस्टम
लो-प्रेशर डाय कास्टिंग मेटलची पोकळी बंद असल्याने, त्यात वाळूच्या साच्यांप्रमाणे चांगली हवेची पारगम्यता नसते, तसेच सामान्य गुरुत्वाकर्षण कास्टिंगमध्ये ते राइझर्समधून बाहेर पडत नाही, कमी-दाब असलेल्या कास्टिंग पोकळीचा द्रव भरण्याच्या प्रक्रियेवर परिणाम होतो. ॲल्युमिनियम आणि कास्टिंगची गुणवत्ता. कमी दाबाचा डाई कास्टिंग मोल्ड पार्टिंग पृष्ठभाग, पुश रॉड इत्यादीमधील अंतर, एक्झॉस्ट ग्रूव्ह आणि एक्झॉस्ट प्लगमधून बाहेर टाकला जाऊ शकतो.
एक्झॉस्ट सिस्टीममधील एक्झॉस्ट आकाराची रचना ओव्हरफ्लो न करता एक्झॉस्ट करण्यासाठी अनुकूल असावी, वाजवी एक्झॉस्ट सिस्टम अपुरे भरणे, सैल पृष्ठभाग आणि कमी ताकद यासारख्या दोषांपासून कास्टिंगला प्रतिबंध करू शकते. ओतण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान लिक्विड ॲल्युमिनियमचे अंतिम फिलिंग क्षेत्र, जसे की साइड रेस्ट आणि वरच्या मोल्डचा राइजर, एक्झॉस्ट गॅसने सुसज्ज असणे आवश्यक आहे. कमी दाबाच्या डाई कास्टिंगच्या वास्तविक प्रक्रियेत द्रव ॲल्युमिनियम सहजपणे एक्झॉस्ट प्लगच्या अंतरामध्ये वाहते, ज्यामुळे मोल्ड उघडल्यावर एअर प्लग बाहेर काढला जातो अशी परिस्थिती निर्माण होते, त्यानंतर तीन पद्धतींचा अवलंब केला जातो. अनेक प्रयत्न आणि सुधारणा: आकृती 8(अ) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, पद्धत 1 पावडर मेटलर्जी सिंटर्ड एअर प्लग वापरते, तोटा म्हणजे उत्पादन खर्च जास्त आहे; पद्धत 2 आकृती 8(b) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे 0.1 मिमी अंतरासह सीम-प्रकार एक्झॉस्ट प्लग वापरते, तोटा असा आहे की पेंट फवारल्यानंतर एक्झॉस्ट सीम सहजपणे अवरोधित केला जातो; पद्धत 3 वायर-कट एक्झॉस्ट प्लग वापरते, आकृती 8(c) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, अंतर 0.15~0.2 मिमी आहे. कमी प्रक्रिया कार्यक्षमता आणि उच्च उत्पादन खर्च हे तोटे आहेत. कास्टिंगच्या वास्तविक क्षेत्रानुसार वेगवेगळे एक्झॉस्ट प्लग निवडणे आवश्यक आहे. सामान्यतः, कास्टिंगच्या पोकळीसाठी सिंटर्ड आणि वायर-कट व्हेंट प्लग वापरले जातात आणि वाळूच्या कोर हेडसाठी सीम प्रकार वापरला जातो.

आकृती 8 (कमी दाब डाई कास्टिंगसाठी उपयुक्त 3 प्रकारचे एक्झॉस्ट प्लग)
1.6 हीटिंग सिस्टम
कास्टिंग आकाराने मोठे आणि भिंतीची जाडी पातळ आहे. मोल्ड फ्लो ॲनालिसिसमध्ये, फिलिंगच्या शेवटी लिक्विड ॲल्युमिनियमचा प्रवाह दर अपुरा आहे. याचे कारण असे आहे की द्रव ॲल्युमिनियम प्रवाहासाठी खूप लांब आहे, तापमान कमी होते आणि द्रव ॲल्युमिनियम आगाऊ घट्ट होते आणि त्याची प्रवाह क्षमता गमावते, कोल्ड शट किंवा अपुरा ओतणे उद्भवते, वरच्या डाईचा राइजर साध्य करू शकत नाही. आहाराचा परिणाम. या समस्यांच्या आधारे, भिंतीची जाडी आणि कास्टिंगचा आकार न बदलता, लिक्विड ॲल्युमिनियमचे तापमान आणि साचाचे तापमान वाढवा, लिक्विड ॲल्युमिनियमची तरलता सुधारा आणि कोल्ड शट किंवा अपुरा ओतण्याची समस्या सोडवा. तथापि, अत्याधिक द्रव ॲल्युमिनियम तापमान आणि साचाचे तापमान नवीन थर्मल जंक्शन्स किंवा संकोचन सच्छिद्रता निर्माण करेल, परिणामी कास्टिंग प्रक्रियेनंतर जास्त प्रमाणात समतल पिनहोल्स तयार होतील. म्हणून, योग्य द्रव ॲल्युमिनियम तापमान आणि योग्य मोल्ड तापमान निवडणे आवश्यक आहे. अनुभवानुसार, द्रव ॲल्युमिनियमचे तापमान सुमारे 720 ℃ नियंत्रित केले जाते, आणि साचाचे तापमान 320 ~ 350 ℃ नियंत्रित केले जाते.
मोठ्या प्रमाणात, पातळ भिंतीची जाडी आणि कास्टिंगची कमी उंची लक्षात घेता, साच्याच्या वरच्या भागावर एक हीटिंग सिस्टम स्थापित केली जाते. आकृती 9 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, कास्टिंगच्या तळाशी आणि बाजूस गरम करण्यासाठी ज्योतची दिशा साच्याच्या तळाशी आणि बाजूला असते. ऑन-साइट ओतण्याच्या परिस्थितीनुसार, गरम होण्याची वेळ आणि ज्वाला समायोजित करा, वरच्या साच्याच्या भागाचे तापमान 320~350 ℃ वर नियंत्रित करा, द्रव ॲल्युमिनियमची वाजवी मर्यादेत द्रवता सुनिश्चित करा आणि द्रव ॲल्युमिनियमने पोकळी भरा. आणि राइजर. वास्तविक वापरामध्ये, हीटिंग सिस्टम प्रभावीपणे द्रव ॲल्युमिनियमची तरलता सुनिश्चित करू शकते.

आकृती 9 (हीटिंग सिस्टम)
2. मोल्ड संरचना आणि कार्य तत्त्व
कमी दाबाच्या डाई कास्टिंग प्रक्रियेनुसार, कास्टिंगची वैशिष्ट्ये आणि उपकरणांच्या संरचनेसह, तयार झालेले कास्टिंग वरच्या साच्यात राहते याची खात्री करण्यासाठी, पुढील, मागील, डाव्या आणि उजव्या कोर-पुलिंग संरचना आहेत. वरच्या मोल्डवर डिझाइन केलेले. कास्टिंग तयार झाल्यानंतर आणि घट्ट झाल्यानंतर, वरचे आणि खालचे साचे प्रथम उघडले जातात आणि नंतर कोरला 4 दिशांनी खेचतात आणि शेवटी वरच्या मोल्डची वरची प्लेट तयार झालेल्या कास्टिंगला बाहेर ढकलते. मोल्डची रचना आकृती 10 मध्ये दर्शविली आहे.

आकृती 10 (मोल्ड रचना)
MAT ॲल्युमिनियम वरून मे जियांग यांनी संपादित केले