7. Podstawy procesów odlewniczych

1.43. Mechaniczne oddziaływania odlewu na formę metalową

Po zakrzepnięciu odlewu następuje jego zaciskanie się na rdzeniach lub występach formy. Między odlewem a danym elementem wytwarza się zatem rodzaj połączenia skurczowego i przy rozsuwaniu obu elementów należy pokonać siłę oporu typu tarciowego. W zależności od konstrukcji formy dokonuje tego albo urządzenie wyciągające rdzeń z odlewu, albo napędzające płytę wypychaczową (patrz rys. 1.10), albo rozsuwające połówki formy. Projektując takie urządzenie należy oczywiście znać wartość siły oporu, która w praktyce może wynosić nawet setki kiloniutonów.

Na podstawie praktycznych obserwacji stwierdzono, że dla typowych szybkości studzenia odlewów, w przypadku całkowitego hamowania skurczu odlewu, np. w kształcie belki pokazanej na rys. 1.78, wartość jednoosiowych naprężeń rozciągających można wyrazić tylko w funkcji temperatury odlewu (rys. 1.83). Siłę oporu usuwania takiego odlewu można obliczyć z zależności

T= Pfi = o A fi

gdzie: P — siła zaciskająca występy formy, a — naprężenie skurczowe, A — pole przekroju poprzecznego belki, fi — współczynnik tarcia między odlewem a formą.

Rysunek 1.83 Jednoosiowe naprężenia rozciągające w odlewie, powstające przy całkowitym hamowaniu skurczu odlewu

Przykładowe obliczenie siły potrzebnej do usunięcia odlewu przebiega następująco. Dla typowej temperatury usuwania odlewów ze stopu Al, wynoszącej 400 °C, z wykresu odczytujemy <r=24 MPa. Zakładając grubość odlewu 10 mm i szerokość ścianki 100 mm, pole przekroju poprzecznego A=0,001 m^J. Typowy dla tych warunków współczynnik tarcia /i=0,5. Po podstawianiu tych wartości do wzoru (1.47), otrzymuje się wartość siły oporu usuwania odlewu T= 12 kN. W pracy [29] podano szczegółową metodykę obliczania sił oporu dla różnych typów kształtów odlewu.