Литейный стержень

.ОЛИСАИИГ Соаз Светский Социалистических Республик-02 1 (53) М. Кл,Р 15 0 осударствеииын комитет ссср по делам изобретений и открытий,088.8) Дата опубликования описа 0 5.08.7 72) Автор изобретения ностранец рл ВустроИностранная фирма енкинг Айзек -унд металл(71) Заявител гмб.:4) литейный стержеЯ к литейнок констоук 1 О Изобретение относитсяму производству, а именноциям литейных стержней.Известен литейный стержень вклю- чающий навитую на основу спираль из плотно прилегающих друг к другу витков стальной проволоки 11).Недостатком этого стержня является невозможность получения отливок с тонкими криволинейными каналами,Целью изобретения является устранение указанного недостатка.Поставленная цель достигается тем, что основа выполнена в виде центрального прутка и расположенных вокруг него отдельных проволок основа выполняется из мягкого металла, например из меди; стержень выполняется с ответвлениями; на части основы навиты две спирали; на части стальной спирали выполнено утолщение из формовочной смеси.На фиг.1 и 2 изображены варианты выполнения стержня, вид спереди; на фиг,3 и 4 - то же, вид сверху; на фиг.5 - конец стержня, снабженный стержневым замком; на Фиг.6 стержень с обуженным диаметром 1 на Фиг,7 и 8 - стержень для получения разветвленных каналов;. на фиг.9 2стержень для Образования большого полсгс пространства внутри канала,Стержень состоит из трех основных частей: из центрального прутка 1, средних проволос 2 н наружной спирали 3, Наружная проволочная спираль 3 образована одной проволокой 4,. намотанной так, что отдельные витки ее соприкасаются, .-3 та про= волока в поперечном сечении может иметь круглую или многогранную по" верхность. В качестве материала при изготовлении можно использовать пружинную сталь для пружин растяжения, так как такой материал лурде всего обеспечивает плотное прилегание один к другому витков наружной проволочной спирали 3, Центральный патрубок 1 и средние проволоки 2, которые вместе образуют внутреннее устройство стержня изготавливают, например, из меди, мягкого железа или пластичного гибкого, достато прочного на растяжение и мало поддающегося воздействию условий литья материала, В каждом определенном случае наружная пружинная спираль 3 определяет рабочий диаметр стержня и является оболочкой для внутреннего.устройства стержня.Средние проволоки 2 целесообразно изготавливать из нескольких спиралеобразно изготовленных проволок, витки которых могут соприкасаться, Центральный пруток 1 проходит прямо вдоль оси стержня,причем средние проволоки в виде распорки Фиксируют осевое положениецентрального прутка 1 относительно наружной проволочной спирали 3. При прямолинейной или немного изогнутой Форме образуемого канала можно полностью отказаться от средних проволок, поэтому в этом случае внутреннее устройство, будет состоять только из центрального прутка 1. При изготовлении стержня вначале создают внутреннее устройство, На центральный пруток 1 витки средних проволок 2 наматывают с легким прилеганием, причем спирали, в случае использования двух проволок, двухходовые (Фиг,1), а при использовании более, чем двух проволок, соответственно, многоходовые. После изготовления внутреннего устройства на него надвигают заготовленную заранее стальную спираль 3, причем поперечное сечение этой спирали необходимо подбирать таким образом, чтобы центральный пруток легко входил в эту спираль.Если при помощи стержня необходимо изготовить не прямой, а в какойто его части изогнутый канал, сам стержень необходимо предварительно изогнуть. Это делается при помощи специального изгибающего устройства по шаблону. Стержень также можно изогнуть от руки,Перед помещением в форму стержень необходимо покрыть Формовочной краской, т.е. снабдить разделительным покрытием. При этом используют обычную Формовочную краску на базе талька для сплавов легких металлов или графит-цирконовой основе для железоуглеродистых сплавов. Формовочную краску можно наносить кисточкой, опрыскиванием или погружным способом При этом необходимо иметь в виду, что наносить формовочную краску можно только после завершения всех предварительных операций.После покрытия формовочный краской стержень приобретает равномерную закрытую поверхность и даже при наиболее сложных условиях, в которых, когда возникает опасность возникновения в результате изгиба разрывов между отдельными витками наружной спирали 3, благодаря достаточному слою смазки удается избежать этого нежелательного явления, и жидкий металл .не попадает в эти промежуточйые пространства.При симметричном расположении стержня в Форме его помещают концами в плоскости разъема Формы, При 510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ассиметричном положении стержня наего концы можно нанести стержневыезнаки из обычной стержневой смеси(Фиг.5). При этом целесообразноконцы стержня слегка подравнять,чтобы обеспечить .удовлетворительнуюсвязь концов стержня со стержневымизнаками. Насколько позволяет Формапри ассиметричном положении стержняконец стержня следует поместить таким образом, чтобы его изогнутыеконцы в Форме представляли собойопору.Стержень обладает высокой прочностью на излом и хорошо сохраняет заданную Форму. Благодаря этому в форму нетнеобходимости помещать различные многочисленные опорные элементы стержня,предохраняющие его от поломки или прогиба. Образуемые стержневыми маркаминежелательные отверстия в отливке,которые приходится дополнительнозаделывать пробками, образуются только в исключительных случаях,. Крометого, отпадает необходимость принимать меры продувания стержня и предусматривать в этих целях вентиляционные проходы в отливке, Во всяком случае стержень содержит газообразующие материалы только в местеего покрытия формовочной краской, иих образование не достигает номинально определяемой величины, крометого, внутреннее устройство стержнядостаточно открыто и свободнопропускает образующийсястержневойвоздух в атмосферу,После отливки и формировки слиткастержень остается внутри слитка иего удаляют в процессе следующейоперации, которая также не связанас какими-либо трудностями. После захвата выступающего из образованного в отливке канала конца стержнявначале вытягивают центральный пруток 1, а затем отдельные проволоки 2.В заключение вытягивается наружнаяспираль, которая при этом растягивается и превращается в вытянутуюпроволоку, т.е виток за виткомотходит от поверхности образовавшегося в отливке канала. Благодарятому, что после вытяжки отдельныхпроволок внутреннего устройства вканале образуется достаточное пространство для распускания наружнойпроволочной спирали 3, она неконтактирует с поверхностью образовавшегося канала, и вытягиеваниепроисходит практически без скольженин поверхности проволочной спирали по стенке каналаПоэтому даже под большим углом изогнутыестержни можно вытягивать из слиткапочти так же свободно, как и прямые.Для вытягивания особо крутоизогнутых стержней перед началом вытягивания целесообразно через виткиспирали под давлением ввести во внут 67911620 реннее устройство нескольких капельсмазочного масла, чтобы избежатьплотного сцепления отдельных витковв месте перегиба и тем самым облегчить процесс вытягивания стержня,При помощи описываемого стержняможно получать каналы с обуженнымив определенных зонах диаметрами, атакже каналов с одним или несколькими ответвлениями,Пример конструкции стержня для получения каналов с обуженным диаметром приведен на фиг.6. На одну часть;стержня насаживают еще одну проволочную спираль 5, состоящую, как и проволочная спираль 3, из одной плотнонамотанной проволоки (полученнойтакже из пружинной стали для пружинрастяжения), Дополнительная спираль5 наружным диаметром и представляетзону расширенного диаметра каналав отливке и расположена в отливкетаким образом, что один конец проволочной спирали 5 в отливке находится в том месте, где нужно получитьотрезок канала с обуженным диаметром, поэтому проволочная спираль 5выпускается из отливки только с одной стороны, а не с обеих сторон,как проволочная спираль 3.Подготовку, перегиб и покрытиестержня формовочной краской (фиг.6)производят описанными выше способами, причем место соединения проволочной спирали 5 и проволочной спирали3 необходимо покрыть особенно плотным слоем формовочной краскиПроцесс вытягивания стержня из отливки 35также описан выше, причем вначаленеобходимо вытянуть стержень со спиралью 3, а затем вытягивать остальныепроволоки проволочной спирали .5.Средний диаметр спирали широкой 4проволочной спирали 5 и толщину проволоки 6 необходимо подобрать такимобразом, чтобы, с одной стороны обеспечить необходимое расширение получаемого канала, а с другой - свободное 45перемещение широкой проволочной спирали 5 на проволочной спирали 3, Прибольшой разнице диаметра спираль 5должна иметь относительно большуютолщину, в результате чего проволочные спирали 5 приобретают резко выраженную волнистую поверхность, Чтобы избежать этого в случае необходимости получения диаметров с большим перепадом величины диаметра вместо проволочной спирали 5, выполненной иэ одной толстой проволоки, используют две, насаженные одна надругую проволочные спирали, причем,по крайней мере, расположенную снаружи спираль изготавливают из болеетонкой проволоки и, следовательно, сменее волнистой поверхностью.Получение стержней с различнымидиаметрами не обязательно связано спомещением на имеющемся стержне од-,ной или нескольких дополнительных спиралей стержня (фиг,1 и 2). До места расширения диаметра помещается наружная проволочная спираль, изготовленная иэ относительно тонкой проволоки, а начиная от места расширения диаметра, насаживается наружная проволочная спираль, соответственно утолщенной проволоки. Так как в случае использования утолщенной проволоки могут возникнуть описанные выше нежелательные явления, помещение одной или нескольких дополнительных спиралей иэ не столь толстой проволоки на имеющийся стеР- жень является более предпочтительным.Для получения в отливке разветвленных каналов необходимо использовать несколько стержней описанной выше Формы, но соединить их надо в точке разветвления, Такое соединение можно производить различными способами, при условии, что оно достаточно прочно и не препятствует последующему вытягиванию стержня из формы. Пример наиболее простого соединения стержней в точке разветвления представлен на фиг,7 (частично в разрезе и для упрощения без средней проволочной спирали), в котором от сквозного стержня 7 в виде ответвления отходит отрезок стержня 8.Стержень 7 и отрезок ст пжня 8 при этом можно выполнить в соответствии с фиг.1,2 или 6, причем они необязательно должны иметь одинаковый диаметр. Для соединения отрезка стержня 8 со стержнем 7 центральная проволока 3 отрезка стержня 8 удлинена превыщает длину самого отрезка и своим концом входит в отверстие 10 центральной проволоки 9 сплошного стержня 7, В зависимости от соотношения диаметров отверстие 10 займет положение примерно до середины центральной проволоки 11 или в случае необходимости проходит ее насквозь.В месте расположения отверстия 10(фиг.3) витки наружной проволочной спирали 3 раздвинуты настолько, что проволока 4 при подготовке отверстия 10 и перемещении центральной проволоки 9 разрывается, Это относится и к средним проволокам 2, Место соединения сплошного стержня 7 и отрезка стержня 8 необходимо хорошо промазать Формовочной краской.В случае разрыва центральной проволоки 11 стержень 7 и отрезок стержня 8 можно вытягивать в любой последовательности. Если центральная проволока 11 не разделена, то вначале следует вытянуть отрезок стержня 8, после чего удаляется стержень 7, Ослабление центральной проволоки 11 стержня 7 в результате образования отверстий 10 в местеответвления обычно не представляет серьезной проблемы,Другой вариант соединения отрезка стержня со сквозным стержнем состоит в том, что наружная спираль отрезка стержня 8 удлиняется свыше длины самого отрезка и образовавшийся на конце отрезка стержня 8 свободный конец проволоки 12 обматывают вокруг сплошного стержня 7 (фиг.8), Этот способ имеет то преимущество, что сплошной стержень не ослабляется, но с другой стороны в результате отсутствия кинематического замыкания трудно предотвратить возможность смещения отрезка стержня вдоль сплошного стержня под воздействием усилий, возникающих при разливке. Отрезок проволоки 12 необходимо прочно затянуть или каким-либо способом прочно закрепить на сплошном стержне 7, например путем помещения и закрепления ега конца между витками наружной проволочной пружины стержня 7, Вытягивание стержня в таком случае происходит в соответствии с вариантом, представленным на фиг.8, т.е. вначале вытягивают сплошной стержень 7, а затем отрезок стержня 8. Фиг.7 и 8 демонстрируют примеры простого ответвления под прямым углом, Таким же образом можно получать ответвления под косыми углами или несколько ответвлений от одного стержня.Иногда возникает необходимость внутри слитка получить большое пространство, например благоприятное в аэродинамическом отношении, или для использования его в качестве сборника или расположения там инструментов. Такие расширенные емкости можно получать беэ особого труда, когда на стержень 13 в необходимом месте в соответствии с требуемым расширением канала можно произвести утолщение стержня 14 из стержневой смеси, как это указывалось выше при изготовлении стержневых знаков с использованием стеожневога ящика.Стержень 13 не обязательно должен быть сплошным, его можно получать иэ двух отдельных частей, например с разными дипоперечными сечениями, От утолщения могут отходить раэлич -.ные ответвления различной толщиныи почти в любом направлении,так чтав одной отливке можно получить сложную систему каналов, например каналс большим диаметром мажет расходитьсяв отливке в виде звезды, образован 5 най каналам . гленьшега диаметра.Если в полученном путем увеличениятолщины стержня полом пространствепрецполагается разместить какие-либоинструменты дополнительно можно10 сделать необходимые сверления отливкиснаружи.Предложенный стержень разработанпрежде всего для сплавов легкихметаллов однако на практике егоможно испольэовать для всех литых материалов включая и синтетические),причем следует использовать падходящие для каждого конкретного случаяпокрытия, В виде способов литьяпрежде всего имели такие вид, каклитье в землю, крчсталлиэатар илилитье под давлением, Стержень можетчайти также применение в Формовкесинтетических материалов под давлением,Формула изобретения1, Литейный стержень, включающийнавитую на основу спираль из плотноприлегающих друг к другу витков сталь=ной проволоки, о т л и ч а ю.щ и йс я тем, что, с целью получения. отливок с тонкими криволинейными канала 35 ми, основа выполнена в виде центральчаго прутка и расположенных вокругнего отдельных проволок,2, Стержень по п.1, а т л и ч а ющ и й с я тем, что основа выпалне 40 на из мягкого мсталла, например измедиа3. Стержень по пп.1 и ,. о т л ич а ю щ и й с я тем, что он выполнен с ответвлениями.45 4, Стерхень по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что начасти основы навиты две спирали,5, Стержень па пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что на частистальной спирали выполнено утолщение из ормовочнай смеси.Источники инФормации, причятыева внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРу В 334006 кл,В 22 33 15/00, 1969,679116 ктор Е.Бр каэ Тиражосударственногоам изобретенийМосква, Ж, Ра о ПП Патентф, г.Ужгород, ул.Проектная,и 16/5 ИИПИ по д 035,Составетель Г.Кибовскийа Техред М. КелемешКорректор Е.Па 945 Подпикомитета СССР открытий шская наб.,д,4