Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

ODLEWNICTWO

OPRACOWANIE

KONCEPCJI TECHNOLOGICZNEJ ODLEWANIA

Zajęcia projektowe

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

1. ANALIZA TECHNOLOGICZNOŚCI - PRZYKŁAD

2.   WPROWADZENIE DO DOKUMENTACJI

3. DOKUMENTACJA TECHNOLOGICZNA

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

1. ANALIZA TECHNOLOGICZNOŚCI - PRZYKŁAD

2.   WPROWADZENIE DO DOKUMENTACJI

3. DOKUMENTACJA TECHNOLOGICZNA

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Zagadnienia rozpatrywane podczas analizy kształtu

odlewu:

1. Możliwość powstawania naprężeń i pękania

2. Możliwość powstania wad skurczowych

3. Poprawność i łatwość wykonania

oprzyrządowania modelowego

4. Bezbłędne zapełnienia formy metalem

5. Łatwość i niski koszt oczyszczenia odlewu

6. Ekonomiczność i łatwość obróbki mechanicznej

odlewu

7. Oszczędność materiału

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

1. Za punkt wyjścia

przy analizie
konstrukcji
odlewu należy
brać nie kształt
odlewu w stanie
obrobionym,
lecz surowego
odlewu z
naddatkami
(zmiany
grubości
przekrojów)
Jedna z wersji
na rys. b –
płaszczyzna
podziału +
pochylenie
ścianek

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

2. Zastosowanie

ujemnych
pochyleń na
wewnętrznej
powierzchni
ścianki – rys. c

Rozważenie czy

krzepnięcie
kierunkowe czy
jednoczesne?
Niewielki skurcz
żeliwa szarego
dlatego
krzepnięcie
jednoczesne.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

3. Przyjęcie zasady

krzepnięcia
jednoczesnego
narzuca
zachowanie
jednorodności
grubości ścian
bez zgrubień –
spełnione.
Odlanie górnego
kołnierza na
gotowo z
rdzeniem.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

4. Położenie odlewu

podczas
zalewania –
zalecane
odwrócenie
jednak nie
dopuszczalne ze
względu na
wiszący rdzeń

5. Naprężenia –

zast. podatnej
masy rdzeniowej
i form. oraz
wprowadzenie
zaokragleń
krawędzi i
połączeń ścianek
– d,e,f

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

6. Odlew z żeliwa

szarego – mała
możliwość
powstania wad
skurczowych.

7. Dla uproszczenia

omodelowania i
formy
przeniesiono
kołnierz na
zewnątrz oraz
wprowadzono
zmianę wokół
bocznego
kołnierza

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

8. Na poprawne

wypełnianie ma
wpływ m.in.
Grubości
ścianek oraz ich
położenie.
Dla uniknięcia
występowania
dużych
poziomych ścian
pochylamy
poszczególne
ścianki w
konstrukcji
odlewu lub całą
formę podczas
odlewania.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

1. ANALIZA TECHNOLOGICZNOŚCI - PRZYKŁAD

2.  

WPROWADZENIE DO DOKUMENTACJI

3. DOKUMENTACJA TECHNOLOGICZNA

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Opracowanie koncepcji technologicznej zawiera

następująca dokumentację

1. Rysunek konstrukcyjny części odlewanej

2. Rysunek surowego odlewu

3. Rysunek koncepcji technologicznej

4. Rysunek formy piaskowej

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Podstawę do opracowania rysunku odlewniczego jako

części dokumentacji technologicznej stanowią

1. Rysunek konstrukcyjny

2. Podane na rysunku wymagania

3. Przyjęta technologia wytworzenia odlewu

4. Szczegółowe wymagania odlewnicze

charakterystyczne dla danej technologii: naddatki
na obróbkę skrawaniem, naddatki technologiczne,
promienie zaokrągleń, pochylenia odlewnicze,
wymiary znaków rdzeniowych.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wyróżnia się dwie wersje rysunku odlewniczego

1. Rysunek odlewniczy pełny – dla produkcji masowej

i seryjnej

2. Rysunek odlewniczy uproszczony

– dla produkcji

jednostkowej i małoseryjnej

W dokumentacji rysunki sporządzane są na odbitkach

rysunku konstrukcyjnego części odlewanej z
użyciem kolorów czerwonego, niebieskiego i
zielonego

Charakterystyczne jest że pozostawia się wiele decyzji

co do szczegółów bezpośredniemu wykonawcy –
doświadczony modelarz

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

1. ANALIZA TECHNOLOGICZNOŚCI - PRZYKŁAD

2.   WPROWADZENIE DO DOKUMENTACJI

3.

DOKUMENTACJA TECHNOLOGICZNA

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

1. rysunek konstrukcyjny detalu
2. rysunek surowego odlewu (uproszczony – na czerwono)
3. rysunek koncepcji technologicznej (uproszczony – na kolorowo)
4. dobór naddatków: na obróbkę skrawaniem, technologicznych,

promieni odlewniczych

5. obliczenie nadlewów
6. obliczenie układu wlewowego:
       masa i objętość odlewu i układu wlewowego

       optymalny czas zalewania

       prędkość podnoszenia się lustra metalu

       przekrój układu wlewowego

 
7. dobór rdzenia: rdzenniki, znaki, zamki i luzy rdzeniowe
8. rozplanowanie i dobór elementów układu wlewowego : zbiornik,

wlew główny, wlew rozprowadzający, wlew doprowadzający

9. ustalenie odległości między modelami i od skrzynki oraz dobór

skrzynki formierskiej

10. obliczenie obciążenie formy
11. rysunek formy

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wybór optymalnego wariantu technologicznego

W produkcji przyjmuje się że formowanie odbywa się

na maszynach formierskich w gniazdach lub
liniach zautomatyzowanych.

Stąd przyjmuje się następujące założenia:

1. Możliwa jest tylko jedna powierzchnia podziału

2. Formowanie odbywa się w dwóch skrzynkach

równej wysokości

3. Nie można stosować odejmowanych części

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wybór optymalnego wariantu technologicznego

Wybór optymalnej koncepcji odlewania polega na

dobraniu odpowiedniej powierzchni podziału
formy oraz ustaleniu najkorzystniejszego jego
położenia w stosunku do tej powierzchni w
konfiguracji góra-dół.

Dla prostych odlewów analiza jest łatwa, przy

odlewach o skomplikowanych staje się
trudniejsza.

Należy wówczas ustalić kilka możliwych wariantów

stosując dzielenie odlewu po największych
obrysach i na różnych wysokościach, oraz przez
zamianę części dolnej i górnej, ewentualnie
ustalenie kształtowej powierzchni podziału.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Rysunek surowego odlewu pełny (do wykonania)

Rysunek powstaje na podstawie rysunku

konstrukcyjnego części odlewanej

Przedstawia część gotową odlewu uzyskanego po

zakończeniu procesu odlewniczego, tzn. po
wybiciu z formy i wstępnym oczyszczeniu.

Powstaje przez uzupełnienie rysunku konstrukcyjnego

naddatkami na obróbkę skrawaniem i
naddatkami technologicznymi.

Na rysunku surowego odlewu zostaje przedstawiony

obrys części odlewanej powiększony o w.w.
naddatki.

Dawne linie konstrukcyjne zastąpione zostają cienkimi

liniami kropkowanymi (kreska, dwie kropki).

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Rysunek surowego odlewu pełny (do wykonania)

Pierwszą czynnością przy jego wykonaniu jest

ustalenie powierzchni podziału. Podział formy
oznaczany jest linią osiową wyprowadzoną poza
obrys odlewu. Końcówki linii zostają pogrubione i
opisane X oraz G i D.

Po naniesieniu konturów wszystkich części

naddatków i dwukrotnie gęstszym
zakreskowaniu ich powierzchni na przekrojach,
surowy odlew musi zostać na nowo
zwymiarowany, tak by wstawiane wymiary były do
zmierzenia przez kontrolera (odbiorcę). Części po
obróbce oznaczone są linią kropkowaną.

Jeśli nie wszystkie pochylenia i promienie

odlewnicze zostały wprowadzone na rysunku to
można wprowadzić odpowiednie uwagi – nie
zwymiarowane promienie odlewnicze R3, nie
zwymiarowane pochylenia odlewnicze 1 30

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Rysunek surowego odlewu uproszczony

(koncepcji techn.)

Rysunek powstaje na podstawie rysunku

konstrukcyjnego – na kopii.

Przy nanoszeniu informacji technologicznych stosuje

się kolor

czerwony

, którym wrysowuje się naddatki

na obróbkę, technologiczne. Również na

czerwono

wrysowuje się nowe

krawędzie przedmiotu z

naddatkami, kreskuje podwójnie gęsto przekroje
tych naddatków, rysuje linie wymiarowe i wpisuje
wymiary, układ wlewowy

.

Powierzchnię podziału wrysowuję się kolorem

niebieskim

.

Kolorowe oznaczenia nie mogą zaciemniać rysunku

bazowego konstrukcyjnego.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Na powierzchniach górnych zwiększyć wartość

naddatku o 50%

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Pochylenia odlewnicze: dodatnie, ujemne i mieszane.

Dla tolerowanych w odlewach nie obrabianych

należy przyjąć takie pochylenia aby mieściły się w
założonych granicach tolerancji.

Dla odlewów obrabianych stosuje się pochylenia

dodatnie.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Pochylenia odlewnicze

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Promienie wyokrągleń

Promienie wyokrągleń wynikają z mechanizmu

zagęszczania masy w formie i są niezależne od
tworzywa odlewu.

Wartość promieni wyokrągleń jest zależna od sumy

grubości zbiegających się ścian i wartości kąta
zawartego między nimi.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Promienie wyokrągleń

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Oznaczenia na rysunku surowego odlewu

(pełny/uproszczony)

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Oznaczenia na rysunku surowego odlewu

(pełny/uproszczony)

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie układu wlewowego

Po sporządzeniu rysunku surowego odlewu należy

ustalić miejsce doprowadzenia ciekłego stopu
do wnęki formy, dobrać rodzaj układu wlewowego
oraz obliczyć przekroje kanałów.

Przy określeniu miejsca doprowadzenia metalu

decydujący jest sposób krzepnięcia odlewu.

Dla odlewów krzepnących jednocześnie czyli w

których krystalizacja przebiega praktycznie równo
w całej objętości odlewu, a ich skurcz jest
niewielki (żeliwo szare, brązy), ciekły stop powinno
doprowadzać się do cienkich ścian.

Odlewy krzepnące kierunkowo gdzie krystalizacja

zachodzi od powierzchni w głąb materiału,
wymagają doprowadzania ciekłego stopu do
przekrojów najgrubszych (staliwo, żeliwo
sferoidalne, siluminy, etc. – duży skurcz, dodatkowe
zasilanie)

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie układu wlewowego

Wlew doprowadzający należy sytuować tak by

strumień wpływający do formy nie powodował
erozji elementów formy, a wlew dał się bez
kłopotów odciąć (odłamać) od gotowego odlewu
(łatwość szlifowania).

Zadania układu wlewowy:

1. Doprowadzenie ciekłego metalu do wnęki formy

oraz prawidłowe jej zapełnienie

2. Zatrzymanie zanieczyszczeń

3. Regulacja temperatury oraz procesów krzepnięcia

4. Zasilanie odlewu podczas krzepnięcia

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie układu wlewowego

Zdecydowaną większość stanowią układy wlewowe

zamknięte, czyli układy wlewowe w których
przekroje kanałów stopniowo zmniejszają się w
kierunku odlewu. Zapewnia to całkowite
zapełnienie układu i zabezpiecza przed zasysanie
powietrza.

Do obliczania przekrojów układu wlewowego stosuje

się m in. Metodę obliczeniowa oparta na

1. Określeniu optymalnego czasu zalewania danej

formy t

2. Obliczeniu przekrojów kanałów układu

wlewowego przy wykorzystaniu obliczonego czasu t

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie optymalnego czasu zalewania

Q – masa surowego odlewu z układem wlewowym [kg]

g - przeważająca/średnia grubość ścianek odlewu

[mm]

S –współczynnik

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Sprawdzenie prędkości liniowej podnoszenia się

stopu w formie.

Prędkość V podnoszenia się lustra stopu w formie

powinna zawierać się w określonych
doświadczalnie granicach. Nie może być zbyt
mała ze względu na niebezpieczeństwo
„przymarzania” stopu do ścian formy, zbierania
się na jego powierzchni tlenków oraz powstawania
tzw. „strupów”.

Zbyt duża prędkość V grozi erozja formy.

Jeżeli prędkość V nie mieści się w określonych

granicach dla określonego typu odlewu w formie,
należy przyjąć skorygowany czas zalewania
odlewu lub zmienić położenie odlewu w formie,
aby wartość prędkości V odpowiadała zaleceniom.

Jeśli prędkość V mieści się w zalecanych granicach

przyjmuje się czas t za optymalny.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie średniego ciśnienia

metalostatycznego.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie średniego ciśnienia

metalostatycznego.

Wysokość górnej skrzynki ustala się tak aby

uzyskać odpowiednie ciśnienie metalostatyczne
w najwyższych partiach wnęki.

W przypadku odlewów z pionowymi rdzennikami

położonymi powyżej górnej powierzchni odlewu
należy przewidzieć dodatkowo pewna grubość
masy formierskiej niezbędną dla prawidłowego
wykonania form (wg. Tablic)

W warunkach przemysłowych o wysokości formy

decydują możliwości urządzeń formujących.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie przekroju wlewu doprowadzającego

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczenie przekroju wlewu doprowadzającego

Współczynnik oporu formy

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wytyczne do obliczania pozostałych elementów

układu wlewowego:

1. Dla zmniejszenia erozyjnego działaniu metalu i

uniknięcia zasysania gazów należy dążyć do
uzyskania w kanałach ruchu zbliżonego do
laminarnego

2. Stop wpływający do wnęki nie powinien

napotykać przeszkód w postaci występów formy
czy rdzeni. Kierunek strumienia powinien pokrywać
(styczny) się z kierunkiem jednej lub kilku ścian
lub żeber.

3. Układ powinien być zamknięty – zmniejszające się

przekroje

4. Dla odlewów zastosować odpowiednią zasadę

krzepnięcia: np. żeliwo szare krzepnięcie
jednoczesne,
staliwo – krzepnięcie kierunkowe.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wytyczne do projektowania kształtu i wymiarów

elementów układu wlewowego

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wytyczne do projektowania kształtu i wymiarów

elementów układu wlewowego

A - Tradycyjny układ wlewowy z wlewem

rozprowadzającym w górnej i wlewami
doprowadzającymi w dolnej części formy – nie
zapewnia dostatecznego oczyszczania metalu –
stosowany w formowaniu ręcznym.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wytyczne do projektowania kształtu i wymiarów

elementów układu wlewowego

B – Dolna powierzchnia wlewów doprowadzających

znajduje się na tej samej płaszczyźnie co dolna
powierzchnia wlewów rozprowadzających –
zanieczyszczone czoło przepływa obok wlewów
doprowadzających.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wytyczne do projektowania kształtu i wymiarów

elementów układu wlewowego

C – dolna część wlewu rozprowadzającego

umieszczona w dolnej połówce formy, a wlewy
doprowadzające w górnej
– ograniczono możliwość przedostania się
zanieczyszczeń do wnęki formy

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wytyczne do projektowania kształtu i wymiarów

elementów układu wlewowego – wlew
rozprowadzający

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Dla prawidłowego odżużlania pozostawia się 100 mm

odległości między wlewem głównym a pierwszym
wlewem doprowadzającym.

Między sąsiedni wlewami pozostawia się 25 mm.

Koniec wlewu rozprowadzającego min 100 mm - małe

formy 50 mm

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

KSZTAŁTY I WYMIARY ELEMENETÓW UKŁADU

WLEWOWEGO

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

W przypadku małych średnich form zalewanych na

liniach odlewniczych zaleca się zbiorniki stożkowe
i lejkowe.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

W produkcji jednostkowej i małoseryjnej formy

zalewane są ręcznie – stosuje się zbiorniki
czaszowe.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wlewy główne.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wlewy rozprowadzające mają kształt trapezowy i

różnią się stosunkiem wysokości h do szerokości
podstawy – zwykle h=1.25a lub h=1.5a.

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wlewy doprowadzające mają kształt niskiego

trapezu – ułatwienie odłamania/usuwania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

RYSUNEK KONCEPCJI TECHOLOGICZNEJ

Zawiera następujące elementy:

1. Układ wlewowy: wlewy główny, rozprowadzając,

doprowadzający, zbiornik wlewowy – kolor

czerwony

2. Nadlewy (zasilacze) –

czerwony

3. Ochładzalniki zewnętrzne i wewnętrzne –

zielony

4. Rdzenie – wewnątrz odlewu oraz rdzenniki –

niebieski

– kratkowane całkowicie lub po obrysie

5. Wymiary znaków rdzeniowych wraz z luzami –

niebieski

6. Informacje odnośnie materiału i budowy formy

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

RYSUNEK KONCEPCJI TECHOLOGICZNEJ -

oznaczenia

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

RYSUNEK KONCEPCJI TECHOLOGICZNEJ -

oznaczenia

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

RYSUNEK KONCEPCJI TECHOLOGICZNEJ

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

RYSUNEK KONCEPCJI TECHOLOGICZNEJ

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

RYSUNEK KONCEPCJI TECHOLOGICZNEJ

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

DOBÓR RDZENNIKÓW, ZNAKÓW, ZAMKÓW, LUZÓW

Rdzennik – część rdzenia dla zamocowania w formie

Gniazdo rdzennika – element formy w który

wstawiamy rdzennik

Znak rdzeniowy – część modelu dla odtworzenia

gniazda rdzennika

Znak rdzennika – część rdzennicy odtwarzająca

rdzennik

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

O kształcie przekroju rdzennika decyduje kształt

części odlewane (z uwzględnieniem naddatków) –
możliwie najprostsze.

Wyróżnia się pod katem konfiguracji rdzenie poziome

i pionowe.

Występują jako zwykłe lub z zamkami (elementami

ustalającymi).

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Powierzchnia czołowa rdzenników (dla poziomych )

jest płaska – w znakach rdzeniowych są dwie
płaszczyzny pochylone ku powierzchni podziału
(górna 5 i dolna 10) – ponadto występuje luz
między rdzennikiem a gniazdem.

Rdzenniki pionowe przyjmują kształt stożka lub

ostrosłupa ściętego o nachyleniu dolnych
powierzchni 5 i górnych 10

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wielkości rdzenników dobiera się wg normy:

1. Rdzenniki poziome mocowane w jednym

gnieździe powinny być powiększone

2. W przypadku rdzenników mocowanych w więcej

niż dwóch gniazdach można zmniejszyć ich
długość 30-50%

3. W przypadku rdzenia pionowego, mocowanego

tylko w jednym części formy, dolny rdzennik
powiększyć o 50%

4. Dopuszcza się wykonanie dolnego i górnego

rdzennika równej wysokości

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Wymiarem znamionowym znaku rdzennika jest

wymiar w miejscu przejścia w rdzeń – dla przyjęcia
luzów.

Gniazda rdzeniowe powinny ponadto posiadać

zabezpieczenia w postaci:

1. Pierścieni zbierających zanieczyszczenia

2. Zaokrąglenia krawędzi

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odległości między modelami i elementami formy

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odległości między modelami i elementami formy

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Dobór wymiarów skrzynek formierskich

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Rysunek piaskowej formy odlewniczej:dla

produkcji masowej, średnioseryjne,
jednostkowej.

Rysunek powinien zawierać 2 rzuty:widok na dolną

połowę otwartej formy oraz przekrój poprzeczny
prowadzony przez największe elementy formy
(ewentualnie dodatkowe lokalne przekroje)

Widok można zastąpić przekrojem tuż poniżej

płaszczyzny podziału

Rysunek formy służy jako rysunek złożeniowy

kontroli i montażu – nie wymiaruje się wnęki.

Podaje się na rysunku: wymiary układu wlewowego,

odpowietrzenia, skrzynek formierskich i luzy
gniazdowe

Informacja o kolejności montażu (skomplikowane

formy)

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obliczanie obciążenia formy

W czasie zalewania forma powinna być obciążona w

celu zapobieżenia ewentualnemu uniesieniu górnej
połówki formy wskutek wyporu ciekłego stopu
(wyciek stopu poza formę).

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

Obciążenie oblicza się według wzorów:

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

1. rysunek konstrukcyjny detalu
2. rysunek surowego odlewu (uproszczony – na czerwono)
3. rysunek koncepcji technologicznej (uproszczony – na kolorowo)
4. dobór naddatków: na obróbkę skrawaniem, technologicznych,

promieni odlewniczych

5. obliczenie nadlewów
6. obliczenie układu wlewowego:
       masa i objętość odlewu i układu wlewowego

       optymalny czas zalewania

       prędkość podnoszenia się lustra metalu

       przekrój układu wlewowego

 
7. dobór rdzenia: rdzenniki, znaki, zamki i luzy rdzeniowe
8. rozplanowanie i dobór elementów układu wlewowego : zbiornik,

wlew główny, wlew rozprowadzający, wlew doprowadzający

9. ustalenie odległości między modelami i od skrzynki oraz dobór

skrzynki formierskiej

10. obliczenie obciążenie formy
11. rysunek formy

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Odlewnictwo – Opracowanie Koncepcji Odlewania

Piotr MIKOŁAJCZAK, Zenon IGNASZAK – Politechnika Poznańska, Laboratorium CAD/CAE Technologii Materiałowych, www.mat.put.poznan.pl

ODLEWNICTWO

OPRACOWANIE

KONCEPCJI TECHNOLOGICZNEJ ODLEWANIA

Zajęcia projektowe