А — мелких; б — цилиндрических мелких; в—д — призматических; е — крупных цилиндрических; 1 — основа; 2-подъем; 3-литые прутья; 4 — проволочные элементы

Стержневые знаки обеспечивают устойчивость стержня в форме, точную фиксацию его положения, а также вывод газов, выделяющихся из стержня при заливке формы. Знаки должны быть таких размеров, чтобы выдерживать нагрузку от массы стержня, давления расплава на верхнюю полуформу и стержень без их деформации, а также иметь такую конфигурацию, которая исключала бы возможность каких-либо смещений стержня при заливке формы. Устойчивое положение стержня обеспечивается контрольными знаками (фиксаторами). На горизонтальных стержнях с двумя знаками контрольные знаки делают только на одном из знаков.

Каркасы стержней. Для увеличения прочности стержней в них заформовывают металлический каркас, который изготовляют из стальной проволоки или чугунных литых рамок. Каркасы для стержней должны отвечать следующим требованиям: обеспечивать достаточную прочность и жесткость стержня; не пружинить и не отставать от стержневой смеси (для этой цели необходима мягкая и отожженная проволока); не препятствовать усадке отливки; не мешать устройству в стержнях вентиляционных каналов; легко удаляться из отливки при выбивке стержня.

При изготовлении тонких стержней в стержневые ящики закладывают каркасы из проволоки диаметром 1—12 мм.

Для мелких и средних стержней используют каркасы из проволоки диаметром 6— 10 мм, а для связывания отдельных частей каркаса более тонкую проволоку. В крупных стержнях из песчано-глинистых смесей применяют литые каркасы (рамки) из чугуна и стали с залитой в них проволокой диаметром 6—10 мм. В каркасах для крупных и средних стержней делают подъемы, за которые стержни подвешивают на кране при транспортировании и установке их в форму. На рисунке 1 изображены проволочные и литые каркасы различной формы. Проволочные каркасы укладывают вдоль стержня. Они должны быть короче стержня не более чем на 2—3 мм с каждой стороны. Концы каркаса для создания большой прочности должны заходить в знаки. Если в стержне имеются два знака, расположенные один против другого, то каркас должен их соединять.

Проволоку, составляющую остов каркаса, называют основной, а проволоку, которая повторяет очертания стержня и укрепляет отдельные его части, — контурной. Располагать каркас слишком близко к поверхности стержня или на его поверхности нельзя, так как это приводит к привариванию каркаса к отливке и образованию в ней газовых раковин и горячих трещин. Расстояние от проволочного каркаса до поверхности стержня должно быть 5—10 мм. Для литых каркасов это расстояние в стержнях размерами до 500x500, (500—1000)х(500—1000) и более 1000x1000 мм составляет соответственно 20—30, 25—30 и 30—35 мм.

Если в стержень ставят один каркас, то его располагают в центре стержня, а несколько каркасов устанавливают равномерно по сечению. В стержни с изогнутой осью лучше укладывать несколько тонких каркасов вместо одного толстого, чтобы облегчить удаление их из отливки.

Применять каркасы в условиях массового производства отливок нежелательно, так как увеличивается трудоемкость изготовления стержней и выбивки их из отливок. Необходимая прочность стержней часто достигается благодаря высокой прочности стержневых смесей.

Рисунок 102. Схема расположения вентиляционных каналов в стержнях и форме чугунной отливки. 1—стержневые пробки; 2—вентиляционные вертикальные каналы; 3, 5 — 7 — стержни;4, 8 — вентиляционные наклонные и горизонтальные каналы

При заливке формы ее стенки и стержни быстро нагреваются и выделяют большое количество газов. Особенно сильно прогреваются стержни, поэтому в них должны быть газоотводные вентиляционные каналы. Их выполняют в стержнях различными способами: накалыванием стержней вентиляционной иглой; заформовыванием в стержнях стальных прутков или труб с последующим извлечением восковых фитилей (воск при сушке стержня выплавляется, шнуры вынимаются), капроновых сетчатых трубок и, при изготовлении труб и цилиндров соломенных жгутов, которые выгорают при заливке металла: укладкой коксовой гари внутрь крупного стержня при его изготовлении.

В стержнях, склеиваемых из двух половин, вентиляционные каналы выполняют прорезкой по плоскости разъема в одной или двух половинах. Наилучший эффект дают вентиляционные каналы, полученные с помощью прутков, пропускаемых через отверстия в стенке ящика до наполнения его смесью; после уплотнения стержня прутки из ящика удаляют, и в стержне получаются вентиляционные каналы.

Правильные и неправильные способы устройства вентиляционных каналов в стержнях приведены на рисунке 3.

Рисунок 3. Варианты устройства вентиляционных каналов 1 и установки каркасов 2 в стержнях

В условиях единичного и мелкосерийного производства стержни часто изготовляют ручным способом по стержневым ящикам и шаблонам. Наиболее распространено изготовление стержней в ящиках. Этот способ более прост и производителен.

Изготовление стержня по неразъемному вытряхному ящику. После обдувки и очистки ящик (рисунок 4) опрыскивают разделительной смесью. Затем наполняют ящик смесью (рисунок 4а). В зависимости от размеров стержня, эту операцию выполняют совком, лопатой, непосредственно из бункера со смесью.

Для повышения прочности стержней устанавливают каркасы 1. Смесь уплотняют ручными или пневматическими трамбовками, снабженными резиновыми или из мягкого цветного сплава наконечниками. После уплотнения в стержне делают вентиляционные каналы 2 и накрывают ящик со стержнем плитой. Затем поворачивают стержневой ящик на 180° (рисунок 4, в) и извлекают стержень. Готовые стержни подаются в сушило.

Рисунок 4. Схема изготовления стержня по неразъемному вытряхному ящику

Изготовление стержня по разъемному ящику. На рисунке 5 приведен пример изготовления стержня из смеси пониженной прочности по разъемному деревянному ящику. Половины ящика скрепляют скобами или струбцинами и затем его ставят на верстак вертикально. Постепенно насыпают стержневую смесь в ящик, уплотняют ее трамбовкой (рис. 5, а). Затем лишнюю смесь (рис. 5, б) счищают скребком, вставляют проволочный каркас, делают вентиляционные каналы и несколько раз слабо ударяют по стержневому ящику деревянным молотком, чтобы облегчить извлечение стержня. Слишком сильные и резкие удары по ящику могут исказить форму стержня.

Снимают скобы 2 или струбцины, удаляют одну половину ящика (рис. 5 в), вынимают стержень из ящика и укладывают его на су шильную плиту или песчаную постель, затем транспортируют в сушило. В тех случаях, когда нет фасонной сушильной плиты, а стержень имеет сложную конфигурацию, применяют песчаную постель.