Чем они занимаются?

Перегородки и барботеры - это участки линий охлаждения, которые направляют поток охлаждающей жидкости в те области, которые обычно не охлаждаются. Каналы охлаждения обычно просверливаются в полости пресс-формы и сердцевине. Однако пресс-форма может состоять из участков, расположенных слишком далеко, чтобы в них можно было разместить обычные каналы охлаждения. Альтернативные методы охлаждения этих участков, равномерно распределенные по остальной части детали, предполагают использование перегородок, барботеров или термоштифтов, как показано ниже.

РИСУНОК 1. Перегородка, барботер и термоштырь

Перегородки

Перегородка - это канал охлаждения, просверленный перпендикулярно главной линии охлаждения, с лопастью, которая разделяет один канал охлаждения на два полукруглых канала. Охлаждающая жидкость поступает в одну сторону лопасти из основной линии охлаждения, поворачивает вокруг наконечника к другой стороне перегородки, а затем снова поступает в основную линию охлаждения.

Этот метод обеспечивает максимальное поперечное сечение для охлаждающей жидкости, но трудно установить разделитель точно по центру. Эффект охлаждения, а вместе с ним и распределение температуры на одной стороне сердечника может отличаться от распределения температуры на другой стороне. Этот недостаток экономичного с точки зрения производства решения можно устранить, если металлический лист, образующий перегородку, скрутить. Например, спиральная перегородка, как показано на рис. 2 ниже, подает охлаждающую жидкость к наконечнику и обратно в виде спирали. Она подходит для диаметров от 12 до 50 мм и обеспечивает очень однородное распределение температуры. Другим логическим развитием отбойников являются одно- или двухпоточные спиральные сердечники, как показано на рис. 2 ниже.

РИСУНОК 2. (Слева) Спиральная перегородка. (Справа) Спиральная перегородка.

Bubblers

Пузырьковый фильтр похож на перегородку, только вместо лопасти используется небольшая трубка. Охлаждающая жидкость поступает в нижнюю часть трубки и "пузырится" в верхней части, как в фонтане. Затем охлаждающая жидкость стекает вниз по внешней стороне трубки и продолжает течь по каналам охлаждения.

Наиболее эффективное охлаждение тонких стержней достигается с помощью барботеров. Диаметр обоих должен быть подобран таким образом, чтобы сопротивление потоку в обоих сечениях было одинаковым. Условие для этого следующее:

Внутренний диаметр / Внешний диаметр = 0,707

Пузырьки доступны в продаже и обычно ввинчиваются в керн, как показано на рисунке 3 ниже. До диаметра 4 мм трубки следует скосить на конце, чтобы увеличить поперечное сечение выходного отверстия; эта техника показана на рис. 3. Барботеры могут использоваться не только для охлаждения стержня, но и для охлаждения плоских секций пресс-формы, которые не могут быть оснащены просверленными или фрезерованными каналами.

ФИГУРА 3. (Слева) Барботеры ввинчены в сердечник. (Справа) Скос барботера для увеличения выходного отверстия

ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку и перегородки, и барботеры имеют суженную площадь потока, сопротивление потока увеличивается. Поэтому при проектировании размеров этих устройств следует соблюдать осторожность. Поведение потока и теплопередачи как для отбойников, так и для барботеров может быть легко смоделировано и проанализировано с помощью анализа C-MOLD Cooling.

Термоштыри

Термопистолет - это альтернатива дефлекторам и барботерам. Он представляет собой герметичный цилиндр, заполненный жидкостью. Жидкость испаряется, отводя тепло от инструментальной стали, и конденсируется, отдавая тепло охлаждающей жидкости, как показано на рисунке 4. Эффективность теплопередачи термоштифта почти в десять раз выше, чем у медной трубки. Для обеспечения хорошей теплопроводности избегайте воздушного зазора между термоштифтом и пресс-формой или заполните его высокопроводящим герметиком.

РИСУНОК 4. Эффективность теплопередачи термобулавки

Охлаждение тонких жил

Если диаметр или ширина очень малы (менее 3 мм), возможно только воздушное охлаждение. Воздух нагнетается на стержни снаружи во время открытия формы или поступает через центральное отверстие изнутри, как показано на рис. 5. Эта процедура, конечно, не позволяет поддерживать точную температуру в пресс-форме.

РИСУНОК 5. Воздушное охлаждение тонкого сердечника

Более эффективное охлаждение тонких сердечников (размером менее 5 мм) достигается за счет использования вставок из материалов с высокой теплопроводностью, таких как медь или бериллиево-медные материалы. Эта техника показана на рисунке 6 ниже. Такие вставки впрессовываются в сердечник и своим основанием, имеющим настолько большое поперечное сечение, насколько это возможно, выходят в канал охлаждения.

ФИГУРА 6. Использование материала с высокой теплопроводностью для охлаждения тонкого сердечника

Охлаждение больших ядер

При больших диаметрах активной зоны (40 мм и более) необходимо обеспечить положительную транспортировку охлаждающей жидкости. Это можно сделать с помощью вставок, в которых охлаждающая жидкость поступает к вершине сердечника через центральное отверстие и по спирали направляется к его окружности, а между сердечником и вставкой по спирали - к выходному отверстию, как показано на рис. 7. Такая конструкция значительно ослабляет сердечник.

РИСУНОК 7. Использование спиральной перегородки для охлаждения большого сердечника

Охлаждающие сердечники цилиндров

Охлаждение сердечников цилиндров и других круглых деталей должно осуществляться с помощью двойной спирали, как показано ниже. Охлаждающая жидкость поступает к вершине сердечника по одной спирали и возвращается по другой спирали. По конструктивным соображениям толщина стенки сердечника в этом случае должна составлять не менее 3 мм.

РИСУНОК 8. Двойная спираль с центральным барботером