इलेक्ट्रिक वाहन के एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे के लिए कम प्रेशर डाई कास्टिंग मोल्ड का डिजाइन

बैटरी एक इलेक्ट्रिक वाहन का मुख्य घटक है, और इसका प्रदर्शन तकनीकी संकेतकों जैसे कि बैटरी जीवन, ऊर्जा की खपत और इलेक्ट्रिक वाहन के सेवा जीवन को निर्धारित करता है। बैटरी मॉड्यूल में बैटरी ट्रे मुख्य घटक है जो ले जाने, सुरक्षा और कूलिंग के कार्य करता है। मॉड्यूलर बैटरी पैक को बैटरी ट्रे में व्यवस्थित किया जाता है, बैटरी ट्रे के माध्यम से कार के चेसिस पर तय किया गया है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। चूंकि यह वाहन के शरीर के तल पर स्थापित है और काम का माहौल कठोर है, बैटरी ट्रे बैटरी मॉड्यूल को क्षतिग्रस्त होने से रोकने के लिए पत्थर के प्रभाव और पंचर को रोकने का कार्य करने की आवश्यकता है। बैटरी ट्रे इलेक्ट्रिक वाहनों का एक महत्वपूर्ण सुरक्षा संरचनात्मक हिस्सा है। निम्नलिखित इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे की गठन प्रक्रिया और मोल्ड डिजाइन का परिचय देता है।

चित्रा 1 (एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे)
1 प्रक्रिया विश्लेषण और मोल्ड डिजाइन
1.1 कास्टिंग विश्लेषण
इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे को चित्र 2 में दिखाया गया है। समग्र आयाम 1106 मिमी × 1029 मिमी × 136 मिमी हैं, मूल दीवार की मोटाई 4 मिमी है, कास्टिंग की गुणवत्ता लगभग 15.5 किग्रा है, और प्रसंस्करण के बाद कास्टिंग गुणवत्ता लगभग 12.5 किग्रा है। सामग्री A356-T6, तन्यता ताकत, 290MPA, उपज ताकत, 225MPA, बढ़ाव, 6%, Brinell Hastness, 75 ~ 90hbs, हवा की जकड़न और IP67 और IP69K आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता है।

चित्रा 2 (एल्यूमीनियम मिश्र धातु बैटरी ट्रे)
1.2 प्रक्रिया विश्लेषण
लो प्रेशर डाई कास्टिंग प्रेशर कास्टिंग और ग्रेविटी कास्टिंग के बीच एक विशेष कास्टिंग विधि है। इसमें न केवल दोनों के लिए धातु के साँचे का उपयोग करने के फायदे हैं, बल्कि स्थिर भरने की विशेषताएं भी हैं। लो प्रेशर डाई कास्टिंग में नीचे से ऊपर से कम गति भरने के फायदे हैं, गति को नियंत्रित करने में आसान, तरल एल्यूमीनियम के छोटे प्रभाव और छींटे, कम ऑक्साइड स्लैग, उच्च ऊतक घनत्व और उच्च यांत्रिक गुण। कम दबाव डाई कास्टिंग के तहत, तरल एल्यूमीनियम सुचारू रूप से भर जाता है, और कास्टिंग दबाव में जम जाता है और क्रिस्टलीकृत करता है, और उच्च घने संरचना के साथ कास्टिंग, उच्च यांत्रिक गुण और सुंदर उपस्थिति प्राप्त की जा सकती है, जो बड़ी पतली-दीवार वाली कास्टिंग बनाने के लिए उपयुक्त है ।
कास्टिंग द्वारा आवश्यक यांत्रिक गुणों के अनुसार, कास्टिंग सामग्री A356 है, जो T6 उपचार के बाद ग्राहकों की जरूरतों को पूरा कर सकती है, लेकिन इस सामग्री की तरलता को आम तौर पर बड़े और पतले कास्टिंग का उत्पादन करने के लिए मोल्ड तापमान के उचित नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
1.3 पोरिंग सिस्टम
बड़ी और पतली कास्टिंग की विशेषताओं के मद्देनजर, कई गेटों को डिजाइन करने की आवश्यकता है। उसी समय, तरल एल्यूमीनियम के चिकनी भरने को सुनिश्चित करने के लिए, खिड़की पर भरने वाले चैनलों को जोड़ा जाता है, जिसे पोस्ट-प्रोसेसिंग द्वारा हटाने की आवश्यकता होती है। डालने वाली प्रणाली की दो प्रक्रिया योजनाओं को प्रारंभिक चरण में डिज़ाइन किया गया था, और प्रत्येक योजना की तुलना की गई थी। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, स्कीम 1 9 गेट्स की व्यवस्था करता है और खिड़की पर फीडिंग चैनल जोड़ता है; स्कीम 2 कास्टिंग के किनारे से 6 द्वारों की व्यवस्था करता है। सीएई सिमुलेशन विश्लेषण चित्रा 4 और चित्रा 5 में दिखाया गया है। मोल्ड संरचना को अनुकूलित करने के लिए सिमुलेशन परिणामों का उपयोग करें, कास्टिंग की गुणवत्ता पर मोल्ड डिजाइन के प्रतिकूल प्रभाव से बचने की कोशिश करें, कास्टिंग दोषों की संभावना को कम करें, और विकास चक्र को छोटा करें कास्टिंग की।

चित्रा 3 (कम दबाव के लिए दो प्रक्रिया योजनाओं की तुलना

चित्रा 4 (भरने के दौरान तापमान क्षेत्र की तुलना)

चित्रा 5 (ठोसकरण के बाद संकोचन पोरसिटी दोषों की तुलना)
उपरोक्त दो योजनाओं के सिमुलेशन परिणाम बताते हैं कि गुहा में तरल एल्यूमीनियम लगभग समानांतर में ऊपर की ओर बढ़ता है, जो एक पूरे के रूप में तरल एल्यूमीनियम के समानांतर भरने के सिद्धांत के अनुरूप है, और कास्टिंग के सिम्युलेटेड सिकुड़न पोरसिटी पार्ट्स हैं। शीतलन और अन्य तरीकों को मजबूत करके हल किया गया।
दो योजनाओं के लाभ: नकली भरने के दौरान तरल एल्यूमीनियम के तापमान से देखते हुए, स्कीम 1 द्वारा गठित कास्टिंग के डिस्टल एंड का तापमान योजना 2 की तुलना में अधिक एकरूपता है, जो गुहा के भरने के लिए अनुकूल है । स्कीम 2 द्वारा गठित कास्टिंग में स्कीम 1 की तरह गेट अवशेष नहीं है। संकोचन पोरसिटी स्कीम 1 की तुलना में बेहतर है।
दो योजनाओं के नुकसान: क्योंकि गेट को योजना 1 में गठित होने वाली कास्टिंग पर व्यवस्थित किया गया है, कास्टिंग पर एक गेट अवशेष होगा, जो मूल कास्टिंग की तुलना में लगभग 0.7ka बढ़ेगा। स्कीम 2 में तरल एल्यूमीनियम के तापमान से, नकली भरने में, डिस्टल एंड पर तरल एल्यूमीनियम का तापमान पहले से ही कम है, और सिमुलेशन मोल्ड तापमान की आदर्श स्थिति के तहत है, इसलिए तरल एल्यूमीनियम की प्रवाह क्षमता अपर्याप्त हो सकती है। वास्तविक स्थिति, और कास्टिंग मोल्डिंग में कठिनाई की समस्या होगी।
विभिन्न कारकों के विश्लेषण के साथ संयुक्त, स्कीम 2 को डालने वाली प्रणाली के रूप में चुना गया था। स्कीम 2 की कमियों के मद्देनजर, पोरिंग सिस्टम और हीटिंग सिस्टम को मोल्ड डिज़ाइन में अनुकूलित किया जाता है। जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, ओवरफ्लो रिसर को जोड़ा गया है, जो तरल एल्यूमीनियम के भरने के लिए फायदेमंद है और ढाला कास्टिंग में दोषों की घटना को कम या कम करता है।

चित्रा 6 (अनुकूलित डालने प्रणाली)
1.4 शीतलन प्रणाली
कास्टिंग के उच्च यांत्रिक प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले तनाव-असर वाले भागों और क्षेत्रों को संकोचन पोरसिटी या थर्मल क्रैकिंग से बचने के लिए ठीक से ठंडा या खिलाया जाना चाहिए। कास्टिंग की मूल दीवार की मोटाई 4 मिमी है, और ठोसकरण मोल्ड की गर्मी अपव्यय से प्रभावित होगा। इसके महत्वपूर्ण भागों के लिए, एक शीतलन प्रणाली स्थापित की जाती है, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है। भरने के बाद, पानी को ठंडा करने के लिए पास करें, और विशिष्ट शीतलन समय को यह सुनिश्चित करने के लिए कि ठोसकरण का अनुक्रम है गेट के छोर से गेट के अंत तक दूर से गठित, और गेट और रिसर फ़ीड प्रभाव को प्राप्त करने के लिए अंत में जम जाते हैं। मोटी दीवार की मोटाई वाला हिस्सा पानी को ठंडा करने की विधि को सम्मिलित करने की विधि को अपनाता है। इस विधि का वास्तविक कास्टिंग प्रक्रिया में बेहतर प्रभाव पड़ता है और यह संकोचन पोरसिटी से बच सकता है।

चित्रा 7 (शीतलन प्रणाली)
1.5 निकास प्रणाली
चूंकि लो प्रेशर डाई कास्टिंग मेटल की गुहा बंद है, इसलिए इसमें रेत के सांचों की तरह अच्छी हवा की पारगम्यता नहीं है, और न ही यह सामान्य गुरुत्व कास्टिंग में राइजर के माध्यम से निकलता है, कम दबाव वाली कास्टिंग गुहा का निकास तरल की भरने की प्रक्रिया को प्रभावित करेगा एल्यूमीनियम और कास्टिंग की गुणवत्ता। कम दबाव डाई कास्टिंग मोल्ड को अंतराल, निकास खांचे और थकावट प्लग के माध्यम से बिगड़ने की सतह, पुश रॉड आदि के माध्यम से समाप्त किया जा सकता है।
निकास प्रणाली में निकास आकार का डिज़ाइन बहने के बिना निकास के लिए अनुकूल होना चाहिए, एक उचित निकास प्रणाली अपर्याप्त भरने, ढीली सतह और कम ताकत जैसे दोषों से कास्टिंग को रोक सकती है। तरल एल्यूमीनियम के अंतिम भरने वाले क्षेत्र, जैसे कि साइड रेस्ट और ऊपरी मोल्ड के राइजर के रूप में, निकास गैस से लैस होने की आवश्यकता है। इस तथ्य को देखते हुए कि तरल एल्यूमीनियम आसानी से कम दबाव वाले डाई कास्टिंग की वास्तविक प्रक्रिया में निकास प्लग के अंतराल में बहता है, जो उस स्थिति की ओर जाता है जो हवा के प्लग को बाहर निकाल दिया जाता है जब मोल्ड खोला जाता है, तीन तरीकों को अपनाया जाता है। कई प्रयास और सुधार: विधि 1 पाउडर धातु विज्ञान पापी हवा प्लग का उपयोग करता है, जैसा कि चित्र 8 (ए) में दिखाया गया है, नुकसान यह है कि विनिर्माण लागत अधिक है; विधि 2 0.1 मिमी के अंतराल के साथ एक सीम-प्रकार के निकास प्लग का उपयोग करता है, जैसा कि चित्र 8 (बी) में दिखाया गया है, नुकसान यह है कि निकास सीम पेंट को छिड़काव के बाद आसानी से अवरुद्ध हो जाता है; विधि 3 एक तार-कट निकास प्लग का उपयोग करता है, अंतर 0.15 ~ 0.2 मिमी है, जैसा कि चित्र 8 (सी) में दिखाया गया है। नुकसान कम प्रसंस्करण दक्षता और उच्च विनिर्माण लागत हैं। कास्टिंग के वास्तविक क्षेत्र के अनुसार विभिन्न निकास प्लग को चुना जाना चाहिए। आम तौर पर, सिनडेड और वायर-कट वेंट प्लग का उपयोग कास्टिंग के गुहा के लिए किया जाता है, और सीम प्रकार का उपयोग रेत कोर के सिर के लिए किया जाता है।

चित्रा 8 (कम दबाव वाले डाई कास्टिंग के लिए उपयुक्त 3 प्रकार के निकास प्लग)
1.6 हीटिंग सिस्टम
कास्टिंग आकार में बड़ी है और दीवार की मोटाई में पतली है। मोल्ड प्रवाह विश्लेषण में, भरने के अंत में तरल एल्यूमीनियम की प्रवाह दर अपर्याप्त है। इसका कारण यह है कि तरल एल्यूमीनियम प्रवाह करने के लिए बहुत लंबा है, तापमान गिरता है, और तरल एल्यूमीनियम अग्रिम में जम जाता है और अपनी प्रवाह क्षमता खो देता है, ठंडा बंद या अपर्याप्त डालना होता है, ऊपरी मर का रिसर प्राप्त करने में सक्षम नहीं होगा। खिलाने का प्रभाव। इन समस्याओं के आधार पर, दीवार की मोटाई और कास्टिंग के आकार को बदलने के बिना, तरल एल्यूमीनियम और मोल्ड तापमान के तापमान में वृद्धि, तरल एल्यूमीनियम की तरलता में सुधार करें, और कोल्ड शट या अपर्याप्त डालने की समस्या को हल करें। हालांकि, अत्यधिक तरल एल्यूमीनियम तापमान और मोल्ड तापमान नए थर्मल जंक्शनों या संकोचन पोरसिटी का उत्पादन करेंगे, जिसके परिणामस्वरूप प्रसंस्करण के बाद अत्यधिक विमान पिनहोल होंगे। इसलिए, एक उपयुक्त तरल एल्यूमीनियम तापमान और एक उपयुक्त मोल्ड तापमान का चयन करना आवश्यक है। अनुभव के अनुसार, तरल एल्यूमीनियम का तापमान लगभग 720 ℃ पर नियंत्रित होता है, और मोल्ड तापमान को 320 ~ 350 ℃ पर नियंत्रित किया जाता है।
बड़ी मात्रा में, पतली दीवार की मोटाई और कास्टिंग की कम ऊंचाई के मद्देनजर, मोल्ड के ऊपरी हिस्से पर एक हीटिंग सिस्टम स्थापित किया जाता है। जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है, लौ की दिशा कास्टिंग के निचले विमान और किनारे को गर्म करने के लिए मोल्ड के नीचे और किनारे का सामना करती है। साइट पर डालने की स्थिति के अनुसार, हीटिंग समय और लौ को समायोजित करें, ऊपरी मोल्ड भाग के तापमान को 320 ~ 350 ℃ पर नियंत्रित करें, एक उचित सीमा के भीतर तरल एल्यूमीनियम की तरलता सुनिश्चित करें, और तरल एल्यूमीनियम को गुहा को भरें और रिसर। वास्तविक उपयोग में, हीटिंग सिस्टम प्रभावी रूप से तरल एल्यूमीनियम की तरलता सुनिश्चित कर सकता है।

चित्रा 9 (हीटिंग सिस्टम)
2। मोल्ड संरचना और कार्य सिद्धांत
लो प्रेशर डाई कास्टिंग प्रक्रिया के अनुसार, कास्टिंग की विशेषताओं और उपकरणों की संरचना के साथ संयुक्त, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि गठित कास्टिंग ऊपरी मोल्ड, सामने, पीछे, बाएं और दाएं कोर-पुलिंग संरचनाएं हैं ऊपरी सांचे पर डिज़ाइन किया गया। कास्टिंग के गठन और जमने के बाद, ऊपरी और निचले मोल्ड पहले खोले जाते हैं, और फिर 4 दिशाओं में कोर को खींचते हैं, और अंत में ऊपरी मोल्ड की शीर्ष प्लेट गठित कास्टिंग को बाहर धकेलता है। मोल्ड संरचना को चित्र 10 में दिखाया गया है।

चित्रा 10 (मोल्ड संरचना)
मैट एल्यूमीनियम से मई जियांग द्वारा संपादित