Живильний елемент для лиття металів

1. Живильний елемент для використання при литті металів, який має перший кінець для установлення на ливарну модель, протилежний другий кінець для введення живильної вставки і канал між першим і другим кінцями, що утворюється бічною стінкою, при цьому живильний елемент виконаний з можливістю незворотного стиснення при використанні для зменшення відстані між першим і другим кінцями. 2. Живильний елемент за п. 1, в якому початкова межа міцності на стиснення складає не більше 5000 Н. 3. Живильний елемент за п. 1 або п. 2, в якому початкова межа міцності на стиснення становить щонайменше 500 Н. 4. Живильний елемент за будь-яким з пп. 1-3, в якому початкова межа міцності на стиснення становить щонайменше 500 Н і не більше 3000 Н. 5. Живильний елемент за будь-яким з пп. 1-4, в якому при стисненні відбувається деформація некрихкого матеріалу. 6. Живильний елемент за п. 5, в якому некрихким матеріалом є метал. 7. Живильний елемент за п. 6, в якому згаданий метал вибраний зі сталі, алюмінію, алюмінієвих сплавів, латуні. 8. Живильний елемент за п. 7, в якому згаданим металом є сталь. 9. Живильний елемент за будь-яким з пп. 1-8, в якому живильний елемент має ступінчасту бічну стінку, яка містить першу групу зон бічної стінки у вигляді кілець з діаметром, що збільшується, взаємозв'язану і утворену як одне ціле з другою групою зон бічної стінки. 10. Живильний елемент за п. 9, в якому живильний елемент утворений за допомогою одного кільця між парою зон бічної стінки з другої групи. 2 (19) 1 3 82131 4 26. Живильна система за п. 25, в якій живильна контурами, які приводять до деформації бічної вставка прикріплена до живильного елемента за стінки під дією заданого навантаження. допомогою клеючої речовини або за допомогою 24. Живильний елемент за будь-яким з пп. 21-23, в установлення на живильний елемент по щільній якому канал виконаний у вигляді зрізаного конуса і посадці, або за допомогою формування вставки обмежений бічною стінкою, що має щонайменше навколо частини живильного елемента. одну канавку, яка проходить по колу. 25. Живильна система для лиття металів, яка містить живильний елемент за будь-яким з пп. 124 і прикріплену до нього живильну вставку. Даний винахід належить до вдосконаленого живильного елемента для використання при операціях лиття металів із застосуванням ливарних форм, головним чином, але не виключно, в системах з високим тиском з формування піщано-глинистої суміші. При типовому процесі лиття виконують подачу розплавленого металу в заздалегідь утворену ливарну порожнину, яка визначає форму відливка. Однак, коли метал затвердіває, він дає усадку, що призводить до утворення усадкових раковин, які, в свою чергу, призводять до неприйнятних дефектів готового лиття. Ця проблема добре відома в ливарній промисловості і її вирішують за допомогою використання живильних вставок або стояків, які вбудовують в форму протягом її створення. Кожна живильна вставка забезпечує додатковий (звичайно замкнений) об'єм або порожнину, що сполучається з порожниною ливарної форми, тому розплавлений метал також надходить в живильну вставку. Протягом затвердівання розплавлений метал з живильної вставки перетікає назад в порожнину форми для компенсації усадки лиття. Важливо, щоб метал в порожнині живильної вставки залишався розплавленим довше, ніж метал в порожнині форми, тому живильні вставки виготовляють таким чином, щоб вони мали високу ізоляційну здатність або звичайно були б більшою мірою екзотермічними, так щоб при контакті з розплавленим металом було б утримане додаткове тепло для затримки затвердівання. Після затвердівання і видалення матеріалу форми небажаний залишковий метал всередині живильної вставки залишається прикріпленим до відливка і повинен бути видалений. Щоб полегшити видалення залишкового металу, порожнина живильної вставки може вужчати до її основи (тобто, до того кінця живильної вставки, який є найближчим до порожнини форми), при цьому таку конструкцію звичайно називають прибутком тонкою шийкою. Коли на залишковий метал впливають за допомогою швидкого і сильного удару, він відділяється в ослабленому місці, яке буде знаходитися поблизу форми (процес, звичайно званий «обрубуванням»). Також бажано, щоб слід на литті був невеликим для можливості розташування живильних вставок в тих зонах лиття, де доступ може бути обмежений суміжними деталями. Хоч живильні вставки можуть бути встановлені безпосередньо на поверхню порожнини ливарної форми, їх часто використовують спільно зі стрижнем-перемичкою. Стрижень-перемичка звичайноявляє собою диск з вогнетривкого матеріалу (звичайно піщаний стрижень на смоляній зв'язці, або керамічний стрижень, або стрижень з матеріалу живильної вставки) з отвором в його центрі, який встановлюють між порожниною форми і живильною вставкою. Діаметр отвору, що проходить через стриженьперемичку задають таким, щоб він був меншим, ніж діаметр внутрішньої порожнини живильної вставки (яка необов'язково повинна бути звужуваною), так що обрубання відбувається біля стрижня-перемички поблизу форми. Ливарні форми звичайно створюють за допомогою використання формувальної моделі, яка визначає порожнину форми. На модельній плиті в заданих місцях передбачають штирі як місця установки живильних вставок. Як тільки необхідні вставки встановлені на модельній плиті, форма буде утворена за допомогою засипки формувального піску на модельну плиту і навколо живильних вставок, поки живильні вставки не будуть покриті. Форма повинна мати достатню міцність, щоб протистояти ерозії протягом лиття розплавленого металу, витримувати феростатичний тиск, що діє на форму, коли вона заповнена, і протистояти силам розширення/стиснення, коли відбувається затвердівання металу. Формувальні суміші можна віднести до двох основних категорій: з хімічним зв'язком (на основі органічних або неорганічних зв'язуючих речовин) або зі зв'язком за допомогою глини. Хімічно сполучені формувальні зв'язуючі речовини звичайно являють собою самозатвердіваючі системи, в яких зв'язуюча речовина і хімічний отверджувач змішують з піском, при цьому зв'язуюча речовина і отверджувач починають негайно вступати в реакцію, але це відбувається досить повільно, щоб забезпечити можливість одержання певної конфігурації формувальної суміші навколо модельної плити і подальшу можливість достатнього затвердівання для видалення і лиття. У разі формування зі зв'язком за допомогою глини, використовують глину і воду як зв'язуючу речовину, яка може бути використана в «сирому» або непросушеному стані, і яку звичайно називають сирою формувальною сумішшю. Під дією сил стиснення не відбувається сама по собі швидкий плин або легке переміщення сирих 5 82131 6 зумовлений вушками або фланцями, які потрібні сумішей, тому для ущільнення сирої для збереження первинного проміжку між двома формувальної суміші навколо моделі і для частинами форми (вставки). Протягом придання формі достатніх міцнісних властивостей, формування ці невеликі вушки відламуються про що було детально сказано раніше, (забезпечуючи за допомогою цього можливість прикладають різноманітні поєднання струшування, виконання всувної дії) і просто падають в вібрації, обтиснення і трамбування для створення формувальну суміш. Протягом певного періоду форм з рівномірною міцністю при високій часу ці шматки будуть введені в формувальну продуктивності. Формувальну суміш звичайно суміш. Проблема стоїть особливо гостро, якщо ці стискають (ущільнюють) під високим тиском, як шматки виготовлені з екзотермічного матеріалу. правило, використовуючи гідравлічний поршень Волога, що міститься в формувальній суміші, (процес, званий «трамбуванням»). При підвищенні потенційно може вступати в реакцію з вимог, що стосуються складності лиття і екзотермічним матеріалом (наприклад, продуктивності, виникає необхідність в формах, алюмінієм), що створює потенційну небезпеку більш стабільних відносно розмірів, і виникнення дефектів, зумовлених невеликими простежується тенденція до застосування більш розривами. високого тиску при трамбуванні, що може Задача даного винаходу згідно з його першим призвести до поломки живильної вставки і/або аспектом полягає в створенні вдосконаленого стрижня-перемички, якщо він є, особливо в тому живильного елемента, який може бути випадку, коли стрижень-перемичка або живильна використаний при виконанні формування для вставка знаходяться в безпосередньому контакті з лиття. Зокрема, задача даного винаходу згідно з модельною плитою перед трамбуванням. його першим аспектом полягає в створенні Вказана вище проблема може бути частково живильного елемента, який забезпечує одну або усунена за допомогою використання пружинних більше (а переважно всі) з наступних переваг: штирів. Живильна вставка і використовуваний за (і) невелику площу контакту живильного розсудом встановлювальний стрижень (за елемента (отвори до відливка); складом і загальними розмірами подібний (іі) невеликий слід (контакт зовнішнього стрижням-перемичкам) спочатку знаходяться на профілю) на поверхні відливка; відстані від модельної плити і переміщаються до (ііі) знижену імовірність руйнування живильної неї при трамбуванні. Пружинний штир і живильна вставки під дією високого тиску при створенні вставка можуть бути сконструйовані таким чином, форми; що після трамбування кінцеве положення вставки (iv) прийнятне обрубування зі значним буде таке, що вона не буде знаходитися в зниженням вимог відносно очищення. безпосередньому контакті з модельною плитою, і Ще одна задача даного винаходу полягає в може знаходяться на відстані від поверхні моделі, усуненні або в зменшенні одного або більше з яка звичайно становить 5-25мм. Місце недоліків, пов'язаних з всувною живильною обрубування часто непередбачуване, оскільки вставкою, яка складається з двох частин, воно залежить від розмірів і профілю основи розкритою в [європейському патенті ЕР-Апружинних штирів, і це призводить до додаткових 1184104]. витрат на очищення. Інші проблеми, пов'язані з Задача згідно з другим аспектом даного пружинними штирями, розкриті в [європейському винаходу полягає в створенні альтернативної патенті ЕР-А-1184104]. Рішення, запропоноване в живильної системи по відношенню до системи, [патенті ЕР-А-1184104], полягає у виконанні запропонованої в [європейському патенті ЕР-Аживильної вставки з двох частин. При стисненні в 1184104]. процесі формування одну частину форми Згідно з першим аспектом даного винаходу (вставки) всувають в іншу частину. Одна з частин створений живильний елемент, призначений для форми (вставки) завжди знаходиться в контакті з його використання при литті металів, причому модельною плитою і в цьому випадку не потрібний живильний елемент має перший кінець для пружинний штир. Однак є проблеми, пов'язані з установлення на ливарну модель (плиту), всувним пристроєм згідно з [патентом ЕР-Апротилежний другий кінець для заходження 1184104]. Наприклад, внаслідок всувної дії об'єм живильної вставки і канал між першим і другим живильної вставки після формування змінюється і кінцями, що утворюється бічними стінками, при залежить від ряду факторів, що включають в себе цьому живильний елемент під час його тиск формувальної машини, геометрію відливання використання може бути безповоротно стиснутий, і властивості формувальної суміші. Така щоб таким чином зменшити відстань між першим і непередбачуваність може негативно позначитися другим кінцями. на характеристиці подачі. Крім того, пристрій не Буде зрозуміло, що на величину стиснення і ідеально підходить в тих випадках, коли потрібні на силу, яка необхідна для забезпечення вставки з екзотермічними властивостями. Якщо стиснення, буде впливати ряд факторів, що використовують екзотермічні вставки, включають в себе матеріал для виготовлення безпосередній контакт екзотермічного матеріалу з живильного елемента, а також форму і товщину поверхнею лиття небажаний і може призвести до бічної стінки. Рівною мірою зрозуміло, що окремі поганої обробки поверхні, локальних забруднень живильні елементи будуть сконструйовані поверхні лиття і навіть до дефектів, зумовлених відповідно до передбачуваного застосування, наявністю газу під поверхнею. допустимого тиску і вимог, що стосуються розмірів Ще один недолік всувного пристрою згідно з живильника. Хоч винахід особливо вигідний у [європейським патентом ЕР-А-1184104] 7 82131 8 бічною стінкою, що має щонайменше одну кругову випадку формувальних систем зі значним об'ємом, канавку. Така щонайменше одна канавка може призначених для високого тиску, він також знаходитися на внутрішній або (переважно) на корисний для використання при низькому тиску зовнішній поверхні бічної стінки і при використанні (при відповідній конфігурації), наприклад, у разі забезпечує місце ослаблення, яке ливарних форм, що трамбуються вручну. передбачуваним чином зазнає деформації або Переважно, щоб початкова межа міцності на зрізу при прикладанні навантаження (відповідної стиснення (тобто сила, необхідна для початкового межі міцності на стиснення). стиснення і безповоротної деформації живильного У особливо переважному варіанті конструкції елемента понад природну пружність, яку він має в живильний елемент має ступінчасту бічну стінку, його не використовуваному і не стислому стані) яка містить першу групу зон в формі кілець (які складала не більше 5000Н, а більш переважно, необов'язково повинні бути плоскими) зі щоб вона не перевищувала 3000Н. Якщо збільшуваним діаметром, взаємозв'язаних і початкова межа міцності на стиснення вельми виконаних як одне ціле з другою групою зон бічної висока, то формувальний тиск може викликати стінки. Переважно, щоб зони бічної стінки мали пошкодження живильної вставки перед фактично рівномірну товщину, так щоб діаметр початковим стисненням. Переважно, щоб каналу живильного елемента збільшувався від початкова межа міцності на стиснення становила першого кінця до його другого кінця. Звичайно щонайменше 500Н. Якщо межа міцності на другу групу зон бічної стінки виконують стиснення вельми низька, то стиснення елемента кільцеподібними (тобто, паралельними осі може бути почате ненавмисно, наприклад, якщо каналу), хоч вони можуть бути виконані у вигляді велика кількість елементів укладена в штабель усіченого конуса (тобто, нахиленими до осі для зберігання або при транспортуванні. каналу). Обидві групи зон бічної стінки можуть Живильний елемент згідно з даним винаходом мати некруглу форму (наприклад, овальну, можна розглядати як стрижень-перемичку, квадратну, прямокутну або зіркоподібну). оскільки цей термін належним чином описує деякі Характер стиснення живильного елемента функції елемента при його використанні. Стрижніможе бути змінений за допомогою регулювання перемички традиційно містять формувальну діаметра кожної зони стінки. У одному з варіантів суміш, зв'язану смолою, або їх виконують з конструкції всі зони з першої групи зон бічної керамічного матеріалу, або вони являють собою стінки мають одну і ту ж довжину, і всі зони з другої стрижні з такого ж матеріалу, що і матеріал групи зон бічної стінки також мають одну і ту ж живильних вставок. Однак живильний елемент довжину (яка може бути такою ж, що і довжина зон згідно з даним винаходом може бути виготовлений першої групи, або відрізняється від неї). Однак, в з інших різних прийнятних матеріалів. У разі переважному варіанті конструкції, довжина зон певних конфігурацій може виявитися більш першої групи зон бічної стінки змінюється, при прийнятним вважати живильний елемент цьому зони стінки в напрямі до другого кінця живильною горловиною. живильного елемента довше, ніж зони бічної стінки Використовуваний тут термін «стискуваний» в напрямі до першого кінця живильного елемента. застосований в його найбільш широкому значенні і Живильний елемент може бути утворений за призначений тільки для зазначення того, що допомогою одного кільця між парою зон бічної довжина живильного елемента між його першим і стінки з другої групи. Однак живильний елемент другим кінцями буде менше після стиснення, ніж може мати до шести або більше зон кожної з перед стисненням. Стиснення безповоротно, першої і другої груп зон бічної стінки. тобто важливо, щоб після припинення дії сили, що Переважно, щоб кут, утворений між віссю викликає стиснення, живильний елемент не каналу і першими зонами бічної стінки (особливо повертався до своєї первинної форми. тоді, коли другі зони бічної стінки паралельні осі Стиснення може бути забезпечене за каналу), складав приблизно від 55° до 90°, а більш допомогою деформації некрихкого матеріалу, переважно, щоб він складав приблизно від 70° до такого як метал (наприклад, сталі, алюмінію, 90°. Переважно, щоб товщина зон бічної стінки алюмінієвих сплавів, латуні і т.д.), або пластику. У складала приблизно від 4% до 24%, більш першому варіанті конструкції бічну стінку переважно приблизно від 6% до 20%, а ще більш живильного елемента виконують з одним або переважно приблизно від 8% до 16% відстані між більше ослабленими місцями, які призначені для внутрішнім і зовнішнім діаметрами перших зон деформації (або навіть зрізу) під дією заданого бічної стінки (тобто, кільцевої товщини у разі навантаження (пов'язаного з міцністю на плоских кілець (поясків). стиснення). Переважно, щоб відстань між внутрішнім і Бічна стінка може бути виконана щонайменше зовнішнім діаметрами першої групи зон бічної з однією зоною, що має зменшену товщину, яка стінки складала від 4мм до 10мм, а більш деформується під дією заданого навантаження. Як переважно, щоб вона складала від 5мм до 7,5мм. варіант, або на доповнення до вказаного, бічна Переважно, щоб товщина зон бічної стінки стінка може мати один або більше зламів, вигинів, складала від 0,4мм до 1,5мм, а більш переважно складок або контурів іншого виду, які приводять до від 0,5мм до 1,2мм. деформації бічної стінки під дією заданого Загалом, кожна з бічних стінок в межах першої навантаження (відповідної межі міцності на і другої груп буде паралельна, так що описана стиснення). вище кутова залежність застосовна до всіх зон У другому варіанті конструкції канал бічної стінки. Однак цей випадок необов'язковий і виконують у вигляді усіченого конуса і обмежують 9 82131 10 на Фігурах 7 і 8 відповідно представлені бічний одна (або більше) із зон бічної стінки може бути вигляд і вигляд зверху другого живильного нахилена до осі каналу під іншим кутом, ніж інші елемента згідно з даним винаходом; зони з тієї ж групи, особливо тоді, коли зона бічної на Фігурах 7А і 7В представлені поперечні стінки утворює перший кінець (основу) живильного перерізи частини живильного елемента згідно з елемента. Фігурою 7, встановленого відповідно на У звичайному варіанті конструкції між стандартному штирі і на модифікованому штирі; живильним елементом і литтям буде утворений на Фігурах 9 і 10 представлені відповідно тільки кромковий контакт, при цьому перший бічний вигляд і вигляд зверху третього живильного кінець (основа) живильного елемента буде елемента згідно з даним винаходом; визначений зоною бічної стінки першої або другої на Фігурі 11 представлений бічний вигляд групи, яка не перпендикулярна до осі каналу. З четвертого живильного елемента згідно з даним наведеного вище обговорення буде зрозуміло, що винаходом; такий пристрій переважний відносно доведення до на Фігурах 12 і 13 представлені поперечні мінімуму сліду і площі контакту живильного перерізи п'ятого живильного елемента згідно з елемента. У таких варіантах конструкції зона даним винаходом відповідно до і після стиснення; бічної стінки, яка визначає перший кінець на Фігурах 14 і 15 представлені схематичні живильного елемента, може мати іншу довжину поперечні перерізи живильного вузла, який і/або орієнтацію по відношенню до інших зон бічної включає в себе шостий живильний елемент згідно стінки цієї групи. Наприклад, зона бічної стінки, що з даним винаходом, відповідно до і після визначає основу, може бути нахилена до осі стиснення; каналу під кутом від 5° до 30°, а переважна від 5° на Фігурі 16 представлений бічний вигляд до 15°. Переважно, щоб вільний край зони бічної сьомого живильного елемента згідно з даним стінки, що визначає перший кінець живильного винаходом; елемента, мав направлений всередину кільцевий на Фігурах 17 і 18 представлені вигляди в фланець або буртик. поперечному перерізі живильної вставки в зборці, Звичайно, зона бічної стінки першої групи яка включає в себе восьмий варіант конструкції утворює другий кінець живильного елемента, при живильного елемента згідно з даним винаходом; цьому зона бічної стінки переважно на Фігурі 19 представлений графік залежності перпендикулярна осі каналу. Такий пристрій стиснення від прикладеної сили для стрижнязабезпечує прийнятну поверхню для монтажу перемички згідно з Фігурою 7; живильної вставки при її використанні. на Фігурі 20 представлена гістограма, яка З наведеного вище обговорення зрозуміло, що демонструє дані стиснення для групи стрижнівживильний елемент призначений для перемичок згідно з даним винаходом; використання спільно з живильною вставкою. на Фігурі 21 представлений графік залежності Таким чином, згідно з другим аспектом, у винаході стиснення від сили для групи стрижнів-перемичок створена живильна система для лиття металів, що такого типу, який показаний на Фігурі 7, з різною містить живильний елемент згідно з першим товщиною бічної стінки; аспектом і прикріплену до нього живильну вставку. на Фігурах 22 і 23 представлений живильний Вид живильної вставки не має конкретних елемент згідно з Фігурою 1 і живильна вставка, обмежень, при цьому вона може бути, наприклад, відмінна від вставки, яка показана на Фігурах 5 і 6, ізолюючою, екзотермічною або може поєднувати встановлені на нерухомому штирі, відповідно до і обидві з цих властивостей; одні з таких вставок, після трамбування. наприклад, продає компанія Foseco з товарним Як показано на Фігурах 1 і 2, живильний знаком KALMIN, FEEDEX або KALMINEX. елемент у вигляді стрижня-перемички 10 має бічну Живильна вставка звичайно прикріплена до стінку 12, загалом, у вигляді усіченого конуса, живильного елемента за допомогою клейкої утворену за допомогою пресування стального речовини, але також може бути встановлена по листа. Внутрішня поверхня бічної стінки 12 щільній посадці, або має муфту, відформовану утворює канал 14, який проходить через стриженьнавколо частини живильного елемента. перемичку 10 від його першого кінця (основи) 16 Варіанти здійснення конструкції згідно з до другого кінця (верхньої частини) 18, при цьому винаходом далі будуть описані лише за канал 14 має менший діаметр біля першого кінця допомогою прикладу з посиланнями на прикладені 16, ніж біля другого кінця 18. Бічна стінка 12 має фігури, на яких: ступінчасту конфігурацію і містить групи перших і на Фігурах 1 і 2 представлені відповідно бічний других зон 12а, 12b бічної стінки, що чергуються. вигляд і вигляд зверху першого живильного Бічну стінку 12 можна розглядати як (першу) групу елемента згідно з даним винаходом. віддалених один від одного поясків або кілець 12а на Фігурах 3 і 4 представлені живильний (є сім таких), при цьому кожний поясок 12а має елемент згідно з Фігурою 1 і живильна вставка, внутрішній діаметр, відповідний зовнішньому встановлені на пружинному штирі, відповідно до і діаметру попереднього пояска, а суміжні пояски після трамбування; 12а взаємозв'язані за допомогою кільцевої зони на Фігурі 3А представлений поперечний другої групи 12b зон бічної стінки (є шість таких). переріз частини вузла згідно з Фігурою 3; Зони 12а, 12b бічної стінки більш зручно описувати на Фігурах 5 і 6 представлені живильний по відношенню до подовжньої осі каналу 14, елемент згідно з Фігурою 1 і живильна вставка, оскільки перша група зон 12а бічної стінки являє встановлені на фіксованому штирі, відповідно до і собою радіальні (показані горизонтальними) зони, після трамбування; 11 82131 12 піску також сприяє поглинанню деяких ударних а друга група зон 12b бічної стінки являє собою впливів. Буде зрозуміло, що оскільки основа 16 осьові (показані вертикальними) зони. Кут a між стрижня-перемички 10 утворює саму вузьку зону, віссю каналу і першими зонами 12а бічної стінки (в яка сполучається з порожниною форми, відсутня цьому випадку також кут між суміжними парами вимога, щоб живильна вставка 20 мала зон бічної стінки) становить 90°. Радіальні зони порожнину, яка звужується, або бічні стінки, що 12а бічної стінки утворюють основу 16 і верхню надмірно звужуються, які могли б знизити її частину 18 стрижня-перемички 10. У показаному міцність. Ситуація після трамбування показана на варіанті конструкції всі осьові зони 12b бічної Фігурі 4. Лиття виконують після видалення стінки мають одну і ту ж висоту (відстань від модельної плити 24 і штиря 22. внутрішнього діаметра до зовнішнього діаметра), в Переважно, щоб живильний елемент згідно з той час як дві нижні радіальні зони 12а бічної даним винаходом не залежав від використання стінки мають зменшену товщину кільця (радіальна пружинного штиря. На Фігурах 5 і 6 представлений відстань між внутрішнім і зовнішнім діаметрами). стрижень-перемичка 10, прикріплений до Зовнішній діаметр радіальної зони бічної стінки, живильної вставки 20а, встановленої на яка визначає верхню частину 18 стрижнянерухомому штирі 26. Оскільки при трамбуванні перемички 10, вибирають відповідно до розмірів (Фігура 6) вставка 20а переміщається вниз, а штир живильної вставки, до якої вона повинна бути 26 нерухомий, вставка 20а виконана з каналом 28, прикріплена (що буде описано нижче). Діаметр всередину якого заходить штир 26. Як показано, каналу 14 біля першого кінця 16 стрижняканал 28 проходить через верхню поверхню перемички 10 задають таким чином, щоб вставки 20а, хоч зрозуміло, що в інших варіантах забезпечити посадку ковзання на фіксований конструкції (не показані) вставка може бути штир. виконана з глухим каналом (тобто, канал Як показано на Фігурі 3, стрижень-перемичку проходить через верхню ділянку живильника 10 згідно з Фігурою 1 кріплять за допомогою тільки частково, так що порожнина вставки для клеючої речовини до живильної вставки 20, при надходження буде закритою). В іншому варіанті цьому вузол зі стрижня-перемички/живильної (показаний на Фігурі 22) глухий отвір вставки встановлюють на пружинному штирі 22, використовують спільно з фіксованим штирем, при прикріпленому до модельної плити 24. Радіальна цьому вставку конструюють таким чином, щоб при зона 12а бічної стінки, яка формує основу 16 трамбуванні штир прошивав верхню частину стрижня-перемички 10, посаджена на модельну живильної вставки так, як показано на Фігурі 23 [і плиту 24 (Фігура 3А). В модифікації (не показана) описано в публікації Німеччини DE 19503456], верхня частина 18 стрижня-перемички 10 створюючи за допомогою цього вентиляційний забезпечена групою крізних отворів (наприклад, отвір для газів форми, як тільки буде видалений шістьма рівномірно віддаленими один від одного штир. круглими отворами). Стрижень-перемичку 10 Як показано на Фігурах 7 і 8, стриженькріплять до живильної вставки 20 за допомогою перемичка 30 відрізняється від стрижнявикористання клеючої речовини (наприклад, перемички, показаного Фігурі 1, тим, що зона 32 клеючої речовини в стані гарячого розплаву), що бічної стінки, яка утворює основу стрижнянаноситься між двома частинами. Колиперемички 30, орієнтована в осьовому напрямі і її прикладають тиск, клеюча речовина буде частково діаметр фактично відповідає діаметру штиря 22, видавлена через отвори і затвердіває. Ця 26. Ця зона 32 також продовжена таким чином, затверділа клеюча речовина служить як герметик щоб вона мала більшу висоту, ніж інші осьові зони для більш надійного утримування спільно одного з 12b бічної стінки, для забезпечення деякої глибини одним стрижня-перемички 10 і живильної вставки ущільненого піску нижче стрижня-перемички 30. 20. Крім того, вільний край осьової зони 32 бічної При використанні живильну вставку в зборці стінки, яка утворює основу, має орієнтований покривають формувальним піском (пісок також всередину кільцевий фланець 32а, який при заходить в об'єм навколо стрижня-перемички 10 використанні буде посаджений на модельну плиту, під живильною вставкою 20) і модельну плиту 24 і який зміцнює нижній край каналу і збільшує «трамбують», щоб таким чином стиснути площу контакту з модельною плитою 24 формувальний пісок. Сили стиснення спричиняють (гарантуючи, що основа стрижня-перемички 30 не переміщення вставки 20 вниз до модульної плити буде скошена при стисненні), а також забезпечує 24. Сили будуть частково поглинені штирем 22 і певну виїмку в шийці живильника для сприяння частково деформацією або осіданням стрижняобрубуванню і гарантує, що обрубування буде перемички 10, який ефективно діє як зона виконане поблизу поверхні лиття. Кільцевий опускання живильної вставки 20. У той же самий фланець також забезпечує точне установлення на час формувальне середовище (пісок), захоплене штир з можливістю вільного люфту між ним і під деформівним стрижнем-перемичкою 10, також осьовою зоною 32 бічної стінки. Це більш чітко поступово ущільнюють для надання формі показано на Фігурі 7А, на якій можна бачити, що є необхідної твердості і забезпечення обробки тільки кромковий контакт між модельною плитою поверхні під стрижнем-перемичкою 10 (ця відмітна 24 і стрижнем-перемичкою 30, який дозволяє ознака є загальною для всіх варіантів конструкції, довести до мінімуму слід живильного елемента. в яких конфігурація живильного елемента, що Інші осьові і радіальні зони 12а, 12b бічної стінки звужується донизу забезпечує можливість мають одні і ті ж довжину і висоту. захоплення формувального піску безпосередньо нижче живильної вставки). Крім того, ущільнення 13 82131 14 концентричних канавки 66 (в цьому випадку за Місце обрубування знаходиться настільки допомогою механічної обробки). Канавки 66 близько до литого виробу, що при певних створюють в бічній стінці 64 місця ослаблення, які надзвичайних обставинах може виявитися передбачуваним чином зникають при стисненні можливим відламування стрижня-перемички в (Фігура 13). У модифікаціях цього варіанта напрямі до поверхні виробу. При цьому, як конструкції (не показані) виконані групи окремих показано на Фігурі 7В, може виявитися бажаним вирізів. Як варіант, бічну стінку виконують з забезпечення короткого (приблизно 1мм) виступу відносно товстими і відносно тонкими зонами, що 36 біля основи штиря (фіксованого або чергуються. пружинного), на який встановлюють стриженьЩе один стрижень-перемичка згідно з даним перемичку 30. Це звичайно досягають за винаходом представлений на Фігурах 14 і 15. допомогою формування модельної плити 24 з Стрижень-перемичка 70 виконаний зі сталі за прийнятно підведеною зоною, на яку допомогою штампування з одержанням тонкої встановлюють штир. Як варіант, виступ може бути бічної стінки. Починаючи з основи, бічна стінка має виконаний в формі кільця, утвореного або як першу зону, що розширяється в зовнішньому частина модельної плити 24 біля основи штиря, напрямі 72а, трубчасту, орієнтовану в осьовому або як окремий елемент (наприклад, шайба), який напрямі другу зону 72b з круглим поперечним встановлюють біля штиря, перед тим як на штир перерізом і третю зону 72с, що проходить буде встановлений стрижень-перемичка 30. радіально назовні, при цьому третя зона 72с при Як показано на Фігурах 9 і 10, інший стриженьвикористанні служить як посадочне місце для перемичка 40 згідно з винаходом виконаний живильної вставки 20. При стисненні стриженьфактично таким же, що і стрижень-перемичка, перемичка 70 осідає передбачуваним чином показаний на Фігурах 7 і 8, за винятком того, що (Фігура 15), при цьому внутрішній кут між першою і бічна стінка 42, яка утворює основу стрижнядругою зонами 72а, 72b бічної стінки зменшується. перемички 40, виконана у вигляді усіченого конуса, Зрозуміло, що може бути виконана велика звужуючись в осьовомузовнішньому напрямі від кількість можливих стрижнів-перемичок з різними основи стрижня-перемички під кутом приблизно поєднаннями орієнтованих зон бічної стінки. 20-30° до осі каналу. Бічна стінка 42 виконана з Представлений на Фігурі 16 стрижень-перемичка кільцевим фланцем 42а таким же чином і для тієї 80 подібний стрижню-перемичці, показаному на ж самої мети, що і у варіанті конструкції, Фігурі 11. У цьому конкретному випадку одна група показаному на Фігурі 7. Стрижень-перемичка 40 орієнтованих в радіальному напрямі має на один рівень менше (тобто, менше на одну (горизонтальних) зон 82 бічної стінки чергується з осьову і радіальну зони 12а, 12b бічної стінки), ніж групою похилих у осьовому напрямі зон 84 бічної стрижень-перемичка 30, показаний на Фігурі 7. стінки. Показаний на Фігурах 17 і 18 стриженьНа Фігурі 11 представлений ще один перемичка 90 має зигзагоподібну конфігурацію, стрижень-перемичка 50, виконаний згідно з утворену першою групою зон 92 бічної стінки, винаходом. Основна конфігурація подібна нахилених назовні у осьовому напрямі, які конфігурації раніше описаного варіанта чергуються з групою зон 94 бічної стінки, конструкції. Бічна стінка з пресованого металу нахилених всередину у осьовому напрямі, виконана ступінчастою для утворення каналу 14 з причому чергування нахилу назовні і всередину діаметром, що збільшується до другого відбувається вгору від основи. У цьому варіанті (верхнього) кінця 52 стрижня-перемички 50. Однак конструкції стрижень-перемичку встановлюють на в цьому варіанті конструкції перша група зон 54 штир 22 незалежно від вставки 20, яка посаджена бічної стінки нахилена до осі каналу приблизно на на стрижень-перемичку, але не прикріплена до 45° (тобто, виконана у вигляді усіченого конуса), нього. У модифікації (не показана) верхня так що ці зони розширюються в зовнішньому радіальна поверхня утворює верхню частину напрямі відносно основи 56 стрижня-перемички стрижня-перемички і забезпечує посадочну 50. Кут a між зонами 54 бічної стінки і віссю каналу поверхню для вставки, яка може бути заздалегідь також становить 45°. Цей варіант конструкції має приклеєна до стрижня-перемички, якщо це переважну відмітну ознаку, яка полягає в тому, що потрібно. перша група радіальних зон 54 бічної стінки має ту Приклади проведених випробувань ж саму довжину, що і осьові зони 12b бічної стінки, Були проведені випробування на промисловій так що при стисненні профіль в результаті формувальній лінії високого тиску Kunkel-Wagner деформованого живильного елемента буде №09-2958 з тиском трамбування 300 тонн і відносно рівним (горизонтальним). Стриженьрозмірами формувальної коробки перемичка 50 містить тільки чотири осьових зони 1375x975x390/390мм. Формувальним 54 бічної стінки, що належать до першої групи. середовищем була система з сирого піску, Зона 58 другої групи 12b зон бічної стінки цементованого глиною. Відливки являли собою закінчується біля основи 56 стрижня-перемички 50 корпус центральної передавальної коробки з і значно довше, ніж інші зони 12b бічної стінки, які пластичного ливарного чавуну (чавуну з кулястим входять у другу групу. графітом) для використання в автомобілях. На Фігурах 12 і 13 представлений ще один Порівняльний приклад 1 стрижень-перемичка 60. Стрижень-перемичка 60 Живильна вставка FEEDEX HD-VS159 (що має канал 62 у вигляді усіченого конуса, утворений забезпечує швидке прогартовування, металевою бічною стінкою 64 фактично високоекзотермічна і стійка до впливу тиску), рівномірної товщини, в зовнішній поверхні якої прикріплена до відповідного стрижня-перемички з утворені три віддалених одна від одної 15 82131 16 порівнянні з відливком попереднього прикладу, і кремнієвого піску (10Q), була встановлена був подібним же чином встановлений на безпосередньо на модельну плиту з фіксованим фіксований штир або на пружинний штир. штирем для розташування пристрою зі стрижняОбрубування знову було чудовим, оскільки було перемички/живильної вставки на модельній плиті виконане ущільнення піску форми в зоні перед формуванням. Хоч місце обрубування було безпосередньо під стрижнем-перемичкою. відтворюваним і близьким до ливарної поверхні, Використання цього стрижня-перемички (в пошкодження (головним чином тріщиноутворення) порівнянні з використанням згідно з прикладом 1а) в ряді стрижнів-перемичок і вставок внаслідок забезпечувало сприятливу можливість одержання тиску формування було очевидним. меншого сліду і меншої площі контакту живильного Порівняльний приклад 2 елемента з поверхнею відливка. Живильна вставка FEEDEX HD-VS159 (що Приклад 1с забезпечує швидке прогартовування, Треті випробування були проведені зі високоекзотермічна і стійка до впливу тиску), стрижнем-перемичкою згідно з Фігурою 9 (з прикріплена до відповідного встановлювального осьовою довжиною 28мм, максимальним стрижня (50HD), була використана таким же діаметром 82мм, відповідним зовнішньому чином, що і в порівняльному прикладі 1, але в діаметру основи вставки, і з бічною стінкою 42, яка цьому випадку був застосований пружинний штир звужується назовні у осьовому напрямі від основи для монтажу пристрою з встановлювального під кутом порядку 18° до осі каналу), виготовленим штиря/живильної вставки на модельну плиту і зі сталі 0,5мм і прикріпленим до екзотермічної поверх неї перед формуванням. При формуванні вставки FEEDEX HD-VS159. Він був використаний тиск впливав на пристрій з встановлювального для ряду різних конструкцій відливків корпусів стрижня/живильної вставки і на пружинний штир, і передавальної коробки, включаючи ті з них, які формувальний пісок стікав під встановлювальний були використані в прикладах 1а і 1b. Пристрій зі стрижень і був ущільнений під ним. Після стрижня-перемички/живильної вставки був формування на стрижні-перемичці або на вставці встановлений на фіксований штир, або на не було помічено видимих пошкоджень. Однак пружинний штир. Поєднання бічної стінки 42, яка місце обрубування не було відтворюваним звужується, і кільцевого фланця 42а біля основи (внаслідок розмірів і профілю основи пружинних стрижня-перемички, яке приводить до дуже штирів) і в деяких випадках було потрібне ручне значного утворення виїмки і конусності в шийці виконання обробки виступів, що збільшувало живильника, забезпечувало чудове обрубування вартість виготовлення лиття. головки живильника, яке було вельми послідовним Приклад 1а і відтворюваним, вельми близьким до поверхні Стрижень-перемичка згідно з Фігурою 1 (з відливання і тому вимагало мінімальної механічної осьовою довжиною 30мм, мінімальним діаметром обробки виступів для одержання готового 30мм, максимальним діаметром 82мм, відливка. відповідним зовнішньому діаметру основи Приклад 2 - дослідження межі міцності на вставки), виготовлений зі сталі 0,5мм, стиснення і конфігурації бічної стінки прикріплений до екзотермічної вставки FEEDEX Стрижні-перемички були досліджені за HD-VS159, був встановлений на фіксований штир, допомогою їх установлення між двома або на пружинний штир. Після формування на паралельними плитами випробувальної машини живильній вставці не було виявлено ніяких Hounsfield для визначення межі міцності на видимих пошкоджень, і було встановлено, що стиснення. Нижня плита була нерухомо відбулося чудове ущільнення піску в формі в зоні закріплена, в той час як верхня плита безпосередньо нижче стрижня-перемички. Місце переміщалася вниз з постійною швидкістю порядку обрубування було відтворюваним і було 30мм за хвилину за допомогою механізму з розташоване близько до поверхні лиття. У деяких гвинтовим різьбленням, при цьому були складені випадках залишковий метал живильника і графіки залежності переміщення плити від стрижень-перемичка фактично відпадали прикладеної сили. протягом вибивання відливка з сирої форми, що Випробувані стрижні-перемички мали базову виключало необхідність виконання стадії конфігурацію, показану на Фігурі 11 (зони 12b і 54 обрубування. На поверхні відливка не було бічної стінки становили 5мм, зона 58 бічної стінки дефектів, а також не було ніяких шкідливих становила 8мм, при цьому був визначений розмір наслідків від знаходження стального стрижняканалу, що знаходився в діапазоні від 18 до 25мм, перемички в безпосередньому контакті з а максимальний діаметр верхньої частини 52 поверхнею чавунного відливка. стрижня-перемички становив 65мм). Загалом, Приклад 1b були перевірені десять різних стрижнів-перемичок, Додаткові випробування були проведені зі причому відмінності між стрижнями полягали стрижнем-перемичкою згідно з Фігурою 7 (з осьовою довжиною 33мм, мінімальним діаметром тільки у величині кута a, який змінювався від 45° 20мм, максимальним діаметром 82мм, до 90° з інтервалом в 5°, і в довжині верхньої відповідним зовнішньому діаметру основи зовнішньої зони бічної стінки, яка була вставки), виготовленим зі сталі 0,5мм і відрегульована таким чином, щоб максимальний прикріпленим до екзотермічної вставки FEEDEX діаметр верхньої частини 52 стрижня-перемички HD-VS159. Він був використаний для іншої становив 65мм для всіх стрижнів-перемичок. конструкції моделі відливка корпусу передавальної Товщина металу металевих стрижнів-перемичок коробки з більш складним і нерівним профілем в становила 0,6мм. 17 82131 18 відношенню до товщини кільця зони 12а бічної На Фігурі 19 представлений графік залежності стінки, то початкова межа міцності на стиснення переміщення плити від сили для стрижнябуде неприйнятно висока. Якщо метал вельми перемички з a=50°. Потрібно зазначити, що при тонкий, то межа міцності на стиснення буде збільшенні сили відбувається мінімальне неприйнятно низькою. стиснення (пов'язане з характерною пружністю в При розгляді прикладів 2 і 3 буде зрозуміло, невживаному і нестисненому стані) стрижнящо за допомогою зміни геометрії стрижняперемички, поки до нього не буде прикладена перемички і товщини матеріалу стрижнякритична сила (точка А), звана тут початковою перемички можуть бути спеціально забезпечені границею міцності на стиснення, після чого три ключових параметри (початкова межа міцності стиснення відбувається швидко під зниженим на стиснення, мінімальна сила і максимальна навантаженням, при цьому точка В означає межа міцності на стиснення) для конкретного виміряну мінімальну силу після початкової межі передбачуваного застосування стрижняміцності на стиснення. Відбувається подальше перемички. стиснення і сила збільшується до максимальної (максимальна межа міцності на стиснення, точка С). Коли стрижень досягає свого максимального переміщення або буде близький до нього (точка D), сила швидко збільшується по шкалі до точки, де фізично неможливе подальше переміщення (точка Е). Початкові межі міцності на стиснення, виміряні значення мінімальної сили і максимальні межі міцності на стиснення представлені на Фігурі 20 для всіх десяти стрижнів-перемичок. Ідеально, щоб початкова межа міцності на стиснення була нижче 3000Н. Якщо початкова межа міцності на стиснення вельми висока, то тиск формування може спричинити руйнування живильної вставки до того, як буде забезпечена можливість стиснення стрижня-перемички. У випадку ідеального профілю графік повинен бути лінійним від початкової межі міцності на стиснення до максимальної межі міцності на стиснення, тому виміряне значення мінімальної сили (точка В) в ідеальному випадку повинно бути вельми близьким до мінімальної межі міцності на стиснення. Ідеальна максимальна межа міцності на стиснення значною мірою залежить від того застосування, для якого призначений стриженьперемичка. Якщо прикладають вельми високий тиск формування, то буде більш бажана підвищена максимальна межа міцності на стиснення, ніж в тому випадку, коли стриженьперемичка призначений для використання при більш низькому тиску формування. Приклад 3 - дослідження межі міцності на стиснення і товщини бічної стінки Для проведення дослідження впливу товщини металу на параметри, що стосуються міцності на стиснення, були виготовлені і перевірені, так як указано в прикладі 2, додаткові стрижні-перемички. Стрижніперемички були ідентичні тим стрижнямперемичкам, які були використані в прикладі 1b (з осьовою довжиною 33мм, мінімальним діаметром 20мм і максимальним діаметром 82мм, відповідним зовнішньому діаметру основи вставки). Товщина сталі становила 0,5мм, 0,6мм або 0,8мм (відповідні 10%, 12% і 16% товщини кільця бічної стінки 12а). Графіки залежності переміщення від сили представлені на Фігурі 21, на якій можна бачити, що початкова межа міцності на стиснення (точка А) збільшується із збільшенням товщини металу, при цьому збільшується різниця між мінімальною силою (точка В) і початковою границею міцності на стиснення. Якщо метал вельми товстий по 19 82131 20 21 82131 22 23 82131 24