DSCN1697

102

102

metalową

■ na rdzeniach luk wytwarza się zatem elementów należy konstrukcji formy u, albo napędzające nvki formy. Projek-siły oporu, która

że dla typowych amowania skurczu ość jednoosiowych mperatury odlewu liczyć z zależności

(1.47)

ężenie skurczowe, Inik tarcia między

J3

w* tta pienia U W odlewie.

L przy całkowitym L ikumu odlewu

odlewu przebiega r ze stopu AL wy-lakładając grubość roju poprzecznego

. tarcia    Po

wartość oty oporu "*óto*rą metodyk; na.

1.4.4. Naprężenia własne powstające w procesie wykonania odlewa

Mechanizm powitawania naprężeń cieplnych, które pozostają w odlewie po procesie produkcyjnym w postaci naprężeń własnych, najłatwiej jest prześledzić na przykładzie odlewu w kształcie symetrycznej kraty, pokazanej na rys. 1.84a. Składa się ona z trzech równoległych prętów, z których dwa zewnętrzne są cieńsze od pręta środkowego, a wszystkie trzy są połączone na obu końcach sztywnymi poprzeczkami.

Wykresy stygnięcia prętów cienkich i grubego pokazano na rys. 1.84b. Pręty cienkie stygną szybciej, jednak ich skurcz jest hamowany przez element gruby, stygnący w początkowym okresie wolniej. W rezultacie w pierwszej fazie stygnięcia w prętach cienkich pojawiają się naprężenia rozciągające (podobnie jak w odlewie, w którym skurcz jest hamowany przez formę), element gruby zaś jest poddany ściskaniu (rys. 1.84c). Po dojściu temperatury elementów cienkich do temperatury pokojowej T_f ich temperatura nie zmienia się, natomiast jeszcze stygnie element gruby. Teraz jego skurcz jest hamowany przez pręty cienkie i sytuacja odwraca się: w elemencie grubym pojawiają się naprężenia rozciągające, w elementach cienkich zaś ściskające. Stan taki pozostaje w odlewie i jest charakterystyczny dla wszystkich naprężeń własnych wywołanych nierównomiernym stygnięciem, tzn. w częściach stygnących szybciej naprężenia własne są dodatnie, w częściach zaś stygnących wolniej — ujemne. Oczywiście w każdej chwili opisanego procesu musi być spełniony warunek równowagi sił w elementach ściskanych i rozciąganych

(1.48)

gdzie <4, -- suma przekrojów prętów cienkich, A, — pole przekroju elementu grubego, <r_c i a, — odpowiednie naprężenia.

Należy również zauważyć, że gdyby w początkowej fazie stygnięcia w obu elementach powstawały tylko odkształcenia sprężyste, to naprężenia własne wyniosłyby zero; wynika to z bardziej szczegółowej analizy przebiegu powstawania tego typu naprężeń, którą znaleźć można w podręcznikach mechaniki W przypadku odlewów nie należy oczekiwać takiej sytuacji z uwagi na własności mechaniczne materiałów odlewanych w wysokich temperaturach, w których następuje pierwsza faza stygnięcia (patrz rys. 1.80), sprzyjających znacznym odkształceniom Iepkoplastycznym.

Naprężenia cieplne powstają przy stygnięciu właściwie każdego odlewu, gdyż zawsze warstwa powierzchniowa dowolnego przekroju stygnie szybciej, środek zaś wolniej. Przedstawiono to na rys. 1.85a, gdzie pokazano odlew w kształcie prostej płyty z zaznaczonymi na przekroju odlewu rozkładami szybkośd studzenia w początkowej fazie stygnięcia oraz naprężeń własnych, jakie pozostaną po całkowitym ostygnięciu.

Warto zwrócić uwagę na skutki obecności naprężeń własnych (rys. L&Sai. Jednym a nich jest sytuacja, jaka powstaje, gdy podda się obróbce skrawaniem jedną powierzchnię odlewu, jak to pokazano na rys. 185b- Usunięcie warstwy