plik


ÿþ2. RYSUNEK MODELU, SUROWEGO ODLEWU I FORMY ODLEWNICZEJ 2.1. Cel wiczenia Zapoznanie si z podstawowymi zasadami konstrukcji cz[ci maszyn, które s wykonywane jako odlewy. 2.2. Wprowadzenie W celu wprowadzenia do produkcji nowego wyrobu konieczne jest opracowanie dokumentacji technologicznej, w której skBad wchodz : " rysunek konstrukcyjny gotowego wyrobu, " rysunek koncepcyjny sposobu odlewania, " rysunek surowego odlewu, " rysunki konstrukcyjne zespoBu modelowego " rysunek formy odlewniczej, " rysunki oprzyrzdowania specjalnego, " karta technologiczna, " karty instrukcyjne, " karta kalkulacyjna wykonania odlewu, " karta prób, " warunki techniczne odlewu. Podstawowe i najwa|niejsze znaczenie w dokumentacji technologicznej posiada rysunek surowego odlewu. Wykonuje si go wg ogólnych zasad wykonywania rysunku maszynowego. Stanowi on koncepcj technologiczn odlewu. SBu|y równie| do opracowania procesu obróbki skrawaniem odlewu. Jest podstaw do przeprowadzenia analizy konstrukcji odlewu pod wzgldem technologii jego wytwarzania, czyli analizy technologiczno[ci konstrukcji tj.: " konstrukcji modelu, " doboru skrzynek rdzeniowych, " konstrukcji sprawdzianów, " konstrukcji formy odlewniczej, " innych przyrzdów i narzdzi stosownie do specyfikacji wykonywanego wyrobu. Rysunek surowego odlewu powinien zawiera: " dane rozpoznawcze, " powierzchni podziaBu formy odlewniczej, " bazy obróbkowe dla wyj[ciowej operacji obróbkowej, " naddatki na obróbk skrawaniem, " naddatki technologiczne, " pochylenia i zbie|no[ci [cian odlewu zgodnie z pBaszczyzn podziaBu formy, " ukBad wlewowy i nadlewy, 20 " dopuszczalne odchyBki wymiarowe dla tych powierzchni nieobrabialnych, dla których odchyBki te odbiegaj od normy, " dane dotyczce specjalnych wymagaD stawianych odlewom, np. obróbka cieplna, wymagania co do twardo[ci itp. Dane rozpoznawcze (nazwa przedmiotu, nr surowego odlewu), tworzywo, miar skurczow (tablica 2.1) i klas dokBadno[ci (tablica 2.2) odlewu wpisuje si w tabliczce rysunkowej. Tablica 2.1 Skurcz liniowy odlewów z ró|nych stopów Rodzaj stopu odlewniczego i odlewu Skurcz % swobodny hamowany {eliwo szare odlewy drobne i [rednie 1,0 0,9 odlewy [rednie i du|e 0,9 0,8 odlewy ci|kie 0,8 0,7 {eliwo cigliwe (po wy|arzaniu grafityzujcym) 1,8 1,4 biaBe 1,5 1,0 czarne Staliwo wglowe i niskostopowe 1,6 ÷ 2,0 1,3 ÷ 1,7 wysokostopowe chromowe 1,3 ÷ 1,7 1,0 ÷ 1,4 austenityczne 2,0 ÷ 2,3 1,7 ÷ 2,0 Metale nie|elazne brz cynowy 1,4 0,9 ÷ 1,2 brz aluminiowy 2,0 ÷ 2,2 0,9 ÷ 1,8 mosidz 1,8 ÷ 2,0 0,9 ÷ 1,5 silumin 2,0 ÷ 2,3 0,6 ÷ 2,0 stopy aluminium z miedzi 1,0 ÷ 1,2 0,6 ÷ 1,0 stopy magnezu 1,3 0,6 ÷ 1,1 Uwaga. Najni|sze z podanych warto[ci skurczu hamowanego odnosz si do wymiarów elementów, których skurcz jest najsilniej hamowany i dotycz odlewów wykonywanych w niepodatnych formach metalowych ( ci[nieniowych i kokilowych) Dla odlewów z |eliwa i staliwa wyró|nia si pi klas, a dla odlewów z metali nie|elaznych siedem klas dokBadno[ci odlewania. W zale|no[ci od klasy wykonania odlewu z norm dobiera si tolerancje wymiarów, wielko[ci naddatków na obróbk mechaniczn i odchyBki masy. Powierzchnia podziaBu formy ma na celu umo|liwienie wyjcia modelu z formy w czasie formowania, a w przypadku du|ych odlewów powierzchni podziaBu formy stosuje si tak|e w celu zmniejszenia ci|aru du|ych modeli. Powierzchnia podziaBu formy dzieli odlew, form i skrzynk odlewnicz na dwie lub wicej cz[ci i przebiega ona zasadniczo przez najwikszy przekrój przedmiotu. Na rysunku surowego odlewu zaznacza si j w postaci osi kolorem niebieskim i nad osi pisze si  G w kolorze niebieskim, a pod osi  D równie| w kolorze niebieskim lub oznacza si jak na rys. 2.1a. PrzykBad zastosowania i oznakowania powierzchni podziaBu formy przedstawiono na rys. 2.1a. 21 Powierzchnie odlewu, które w pózniejszym toku procesu technologicznego bd poddane obróbce skrawaniem, musz posiada naddatki o odpowiedniej wielko[ci. Wielko[ naddatku na obróbk mechaniczn jest znormalizowana i zale|y od klasy dokBadno[ci odlewania, wielko[ci danej powierzchni oraz od rodzaju materiaBu odlewanego ( rys. 2.1 c). Naddatki technologiczne s to te cz[ci bdz fragmenty odlewu, które s trudne lub wrcz niemo|liwe do wykonania na drodze odlewania w ksztaBcie przedstawionym na rysunku konstrukcyjnym gotowego wyrobu. a powierzchnia podziaBu formy b baza obróbkowa xxx, Bcznik zabezpieczaj- cy odlew przed odksztaBceniem jako nadda- tek technologiczny Bcznik wyci po obróbce cieplnej c naddatki na obróbk d naddatki technologiczne jako wypeBnienie otworów i wnk e naddatki technologiczne wynikajce z pochylenia [cian f naddatki technologiczne  nadlewki sBu|ce do uchwycenia przedmiotu przy obróbce g |ebra skurczowe jako naddatki technologiczne Rys. 2.1. PrzykBady oznaczeD na rysunkach surowych odlewów 22 Tablica 2.2 Orientacyjny zakres stosowania klas wykonania odlewów okre[lonych odpowiedni norm Technologia produkcji Rodzaj odlewanego stopu odlewu |eliwo |eliwo staliwo metale szare nie|elazne cigliwe Formy piaskowe IV, V III, IV IV, V VI, VII (formowanie rczne) Formy piaskowe III, IV II, III III, IV V (formowanie maszynowe) Odlewanie kokilowe I, II I, II II III, IV Odlewanie metod wytapianych - - I I, II modeli Odlewanie ci[nieniowe - - - norma nie przewiduje podziaBu na klasy Uwaga. W przypadku podania w tablicy dwóch klas dokBadno[ci wykonania odlewów nale|y klas wy|sz przyjmowa dla produkcji wikszej ( masowej ew. seryjnej) oraz dla odlewów prostych Najcz[ciej spotykane naddatki technologiczne to: " wypeBnianie wnk i otworów, które odlewa si jako peBne ( rys. 2.1 d ), " Bczniki zabezpieczajce odlew przed odksztaBceniami i pkniciami przy stygniciu, obróbce cieplnej i wykoDczeniu ( rys. 2.1 b ), " dodatkowe nadlewki sBu|ce do ustalenia i uchwycenia przedmiotu podczas obróbki mechanicznej ( rys. 2.1 f ), " naddatki na skurcz ( rys. 2.1 g ), " naddatki wynikajce z pochyleD [cian odlewu nie przewidzianych na rysunku przedmiotu (rys. 2.1 e). Najmniejsze warto[ci [rednic otworów w odlewach |eliwnych wykonanych w formach piaskowych zale| od grubo[ci [cianki odlewu oraz od wielko[ci produkcji i wynosz odpowiednio ( tablica 2.3): Tablica 2.3 Zrednice otworów w odlewach piaskowych Otwory wykonywane grubo[ [cianki odlewu, mm 6 -10 20 - 30 40 - 50 na gotowo [rednica odlanego otworu, mm 6 - 10 10 - 15 12 - 18 Otwory odlewane do Produkcja masowa 20 mm obróbki skrawaniem Produkcja seryjna 30 mm w [mm] Produkcja jednostkowa 50 mm Wszelkiego rodzaju wnki typu: rowek pod klin, wielowypust, uzbienia o maBych moduBach wykonuje si w odlewie równie| jako peBne. Pochylenia [cian i zbie|no[ci maj za zadanie uBatwi wyjcie modelu z formy. Pochylenia mog by wykonane w trzech rodzajach ( + ;  + - i  - ). Dla powierzchni obrabianych mechanicznie stosuje si pochylenie tylko w  + . Ponadto w zale|no[ci od grubo[ci [cianek stosuje si nastpujce pochylenia: g d" 8 pochylenie  + 8< g d" 12 mo|na w  + - 23 dla g > 12 mo|na w  - Wszystkie naddatki na rysunku surowego odlewu powinno si zaznacza kolorem czerwonym lub jak na rys. 2.1. Podstawow zasad przy konstruowaniu odlewów jest zasada zachowania mo|liwie równomiernej grubo[ci [cian oraz unikanie miejscowych zgrubieD odlewu. Przej[cia midzy grubymi i cieDszymi przekrojami powinny by Bagodne, a zaokrglenia nale|y wykonywa z odpowiednio du|ymi promieniami. PrzykBady rozwizaD przedstawiono na rys. 2.2 i rysunku 2.3. Rys. 2.2. Technologiczne przej[cia midzy przekrojami ró|nej grubo[ci Rys. 2.3. Wielko[ci zaokrglenia krawdzi wewntrznych Minimalne grubo[ci [cian wynosz odpowiednio: dla odlewów maBych 3 - 4 mm, dla odlewów [rednich 6 - 10 mm, dla odlewów du|ych 12 - 15 mm. Wa|nym zagadnieniem przy wykonywaniu odlewu jest zapewnienie dokBadnego wypeBnienia formy ciekBym metalem. Zapewnia to prawidBowo obliczony i zaprojektowany ukBad wlewowy. UkBadem wlewowym nazywa si system kanaBów wykonanych w formie odlewniczej, który powinien speBnia nastpujce zadania: 24 " doprowadzenie ciekBego metalu do ustalonych miejsc wnki formy z wymagan prdko- [ci, " zatrzymanie pByncych z metalem zanieczyszczeD i |u|la, " uzyskanie odpowiedniego rozkBadu temperatur metalu wypeBniajcego form oraz regu- lowanie zjawisk cieplnych podczas krzepnicia i stygnicia odlewu, " zasilanie krzepncego odlewu ciekBym stopem. Pierwsze trzy zadania speBnia mo|e cz[ wprowadzajca ukBadu wlewowego, natomiast ostatnie zadanie speBniaj cz[ci ukBadu zwane nadlewami lub ochBadzalnikami. Klasyczny ukBad wlewowy przedstawiony jest na rys. 2.4 natomiast typowy ukBad wlewowy dla form piaskowych o poziomej powierzchni podziaBu na rys 2.5. Nazewnictwo, sposób oznaczania i przeznaczenie ró|nych elementów ukBadów wlewowych przedstawiono w tablicy 2.4. Rys. 2.4. Elementy ukBadu wlewowego Zasad przy konstruowaniu elementów ukBadu wlewowego jest, aby umo|liwiaB on zgodne z wymogami technologicznymi stopu i formy zapeBnienie wnki formy odlewniczej, spokojnie i w okre[lonym czasie. Powinny one by tak skonstruowane, aby przez caBy czas zalewania danej formy byBy wypeBnione caBkowicie ciekBym metalem. Aby ten warunek byB speBniony, nale|y tak dobra przekroje poszczególnych elementów ukBadu wlewowego tak, aby: FWD < FWR < FWG (2.1) gdzie: FWD - suma powierzchni przekroju wlewów doprowadzajcych, FWR - powierzchnia przekroju wlewu rozprowadzajcego, FWG - powierzchnia przekroju wlewu gBównego 25 Tablica 2.4 Nomenklatura, sposób oznaczania i przeznaczenie ró|nych elementów ukBadów wlewowych L Nazwa elementu Skrót Przeznaczenie i uwagi p. symboliczny 1 2 3 4 1 Zbiornik wlewowy ZW Spokojne wprowadzenie metalu do ukBadu. Zatrzymanie zanieczyszczeD i |u|la. Rezerwa metalu na nierównomierno[ zalewania. 2 Wlew gBówny WG Wprowadzenie metalu w gBb formy 3 Wlew WR Rozprowadzenie metalu w gBbi formy rozprowadzajcy 4 Wlew WD Wprowadzenie metalu do wnki formy doprowadzajcy Istnieje kilka metod obliczania ukBadu wlewowego. Najcz[ciej stosowane opieraj si na: a) okre[leniu najkorzystniejszego czasu zalewania formy dla danego odlewu, b) obliczeniu przekrojów elementów ukBadu wlewowego zapewniajcych uzyskanie ustalonego czasu zalewania formy. Optymalny czas zalewania formy dla danego odlewu okre[la si ze wzoru empirycznego Sobolewa: Rys.2.5. Typowy ukBad wlewowy dla form o Ä = s3 gQc [s] (2.2) poziomej pBaszczyznie podziaBu: ZW - zbiornik wlewowy, WG - wlew gBówny, PG - podstawa wlewu gBównego, WR - wlew gdzie: Ä - optymalny czas zalewania w s, rozprowadzajcy, WD - wlewy Qc - masa odlewu wraz z ukBadem doprowadzajce, PL - przelew (wychód) wlewowym i zasilajcym w kg, g - przewa|ajca ([rednia) grubo[ [cia- nek odlewu w mm, s - wspóBczynnik zale|ny od rodzaju metalu, jego stopnia przegrzania i lejno[ci oraz miejsca doprowadzenia metalu, s = 1,8 ÷ 2,0 dla |eliwa, s = 1,3 ÷ 1,8 dla staliwa, s = 1,8 ÷ 3,0 dla stopów aluminium, s = 0,65÷1,1 dla stopów miedzi. Mas surowego odlewu obliczamy ze wzoru: Qodl = Vodl Å"³ [kg] (2.3) gdzie: Qodl - masa surowego odlewu w kg, Vodl - objto[ surowego odlewu w dm3, ³ - gsto[ stopu w kg/dm3. 26 Masa odlewu wraz z ukBadem wlewowym i zasilajcym (nadlewami) obliczamy ze wzoru: Qc = Qodl Å" k [kg] (2.4) gdzie: Qc - masa surowego odlewu wraz z ukBadem wlewowym i zasilajcym w kg, k - wspóBczynnik charakteryzujcy uzysk, zale|ny od rodzaju stopu z którego wykona- ny ma by odlew, np. k = 1,2 - dla |eliwa szarego, k = 1,3 ÷ 1,5 - dla |eliwa cigliwego i sferoidalnego, k = 1,6 ÷ 1,8 - dla staliwa, k = 1,3 ÷ 1,6 - dla mosidzów i brzów. Czas zalewania ma wpByw na prdko[ podnoszenia si ciekBego metalu w formie. Prdko[ ta nie powinna by zbyt maBa ze wzgldu na niebezpieczeDstwo tworzenia si ko|uchów tlenkowych oraz ich przymarzanie do [cian formy. Prdko[ podnoszenia si metalu oblicza si ze wzoru: C Ñ = [cm/s] (2.5) Ä gdzie: Ñ - liniowa prdko[ podnoszenia si metalu we wnce formy w cm/s (tablica 2.5), C - wysoko[ odlewu w poBo|eniu do zalewania w cm (rys. 2.6). Ä - optymalny czas zalewania w s. Tablica 2.5 Najmniejsze dopuszczalne prdko[ci podnoszenia si metalu w formie Grubo[ [cianek odlewu Prdko[ dopuszczalna Å [cm/s] [mm] odlewy |eliwne odlewy staliwne do 4 - 3 ÷ 10 2 4 ÷10 2 ÷ 3 1 10 ÷ 40 1 ÷ 3 powy|ej 40 0,8 0,8 ÷ 1,0 Przy odlewaniu metali nie|elaznych prdko[ podnoszenia si metalu w formie przyjmuje si Ñ = 2 cm/s. Je|eli prdko[ zalewania oka|e si zbyt maBa , nale|y zmieni poBo|enie odlewu w formie, tak aby C byBo wiksze, lub skróci czas zalewania. Na podstawie okre[lonego czasu zalewania formy oblicza si sum powierzchni przekrojów wlewów doprowadzajcych £FWD jako powierzchni najw|szego miejsca ukBadu wlewowego, decydujcego o wielko[ci wydatku metalu przepBywajcego przez ukBad wlewowy. Sum przekrojów wlewów doprowadzajcych okre[la si z zale|no[ci: Qc 1 Qc £FWD = = Å" [cm2] (2.6) Ä 0.31Å" µ hsr Å"Ä 0,31Å" µ hsr 27 gdzie: Qc - masa odlewu wraz z ukBadem wlewowym i nadlewami w kg, µ - ogólny wspóBczynnik oporu formy (tablica 2.6), hsr - [rednie ci[nienie metalostatyczne w cm, Ä - optymalny czas zalewania w s, Qc - wydatek metalu z kadzi odlewniczej w kg/s. Ä Rys. 2.6. Schematy poBo|enia odlewu w formie odlewniczej w zale|no[ci od poziomu doprowadzenia metalu do wnki formy Tablica 2.6 Warto[ wspóBczynnika oporu formy Rodzaj odlewów Rodzaj formy Opór formy du|y [redni maBy |eliwne wilgotna 0,35 0,42 0,50 suszona 0,41 0,48 0,60 staliwne wilgotna 0,25 0,32 0,42 suszona 0,30 0,38 0,50 Zrednie ci[nienie metalostatyczne hsr , oblicza si wg wzoru : P2 hsr = K - [cm] (2.7) C gdzie: hsr - [rednie ci[nienie metalostatyczne w cm, K - pocztkowe maksymalne ci[nienie metalostatyczne w cm, P - wysoko[ odlewu nad poziomem wlewów doprowadzajcych w cm, C - caBkowita wysoko[ odlewu w poBo|eniu do zalewania. Aby mo|na byBo obliczy warto[ [redniego ci[nienia metalostatycznego, nale|y ustali poBo|enie odlewu podczas zalewania i z kolei okre[li rozmieszczenie odlewów w formie oraz 28 odlegBo[ci pomidzy odlewami i poszczególnymi elementami formy. Po przyjciu najmniejszej dopuszczalnej grubo[ci masy formierskiej otaczajcej odlew mo|na dobra ksztaBt i gabaryty znormalizowanych skrzynek formierskich. Znajc sum najmniejszych przekrojów wlewów doprowadzajcych oraz korzystajc z tablicy 2.7 mo|na okre[li przekroje wlewów rozprowadzajcych FWR i wlewów gBównych FWG, a nastpnie dobra ich ksztaBt i wymiary. Tablica 2.7 Stosunki powierzchni przekrojów poszczególnych elementów ukBadu wlewowego w zale|no[ci od odlewanego metalu Rodzaj metalu FWD FWR FWG |eliwo szare zwykBe 1 1,2 ÷ 2,0 1,0 ÷ 1,5 i wysokojako[ciowe |eliwo cigliwe 1 1,0 ÷ 1,2 1,0 ÷ 1,3 staliwo 1 1,2 1,0 ÷ 1,1 stopy Cu 1 2 1 brzale (Cu - Al) 1 2 ÷4 2 ÷4 stopy Al 1 2 ÷ 6 1,2 ÷2,0 stopy magnezu 1 2 ÷ 4 2 ÷ 4 KsztaBt i wymiary zbiornika wlewowego ustala si na podstawie wyliczonej z wzoru 2.8 pojemno[ci metalu w tym zbiorniku. Qc Å"Ä1 Å"1000 A = [cm3] (2.8) Ä Å"³ gdzie: A - objto[ zbiornika (lejka) wlewowego w cm3, Qc - masa surowego odlewu wraz z ukBadem wlewowym i zasilajcym w kg, Ä1 - czas rezerwy metalu w s - tablica 2.8, Ä - optymalny czas zalewania w s, ³ - gsto[ ciekBego metalu w g/cm3 - tablica 2.9 Tablica 2.8 Czas rezerwy metalu w zbiorniku wlewowym w zale|no[ci od masy odlewu Masa metalu w formie Qc [kg] 100 powy|ej 5000 100 ÷ 500 500 ÷ 1000 1000 ÷ 5000 Rezerwa Ä1 2 ÷ 3 3 ÷ 4 4 ÷ 6 5 ÷7 6 ÷ 8 [s] Do odprowadzenia gazów z formy odlewniczej, wyprowadzenia zanieczyszczeD niemetalowych z wnki formy, osBabienia uderzenia metalu o górn powierzchni wnki formy oraz dla oceny stopnia zapeBnienia formy ciekBym metalem sBu| przelewy. Umiejscawia si je zwykle na najwy|szym punkcie wnki formy (rys. 2.4 i 2.5). Dla zrekompensowania ubytku metalu wskutek skurczu w stanie ciekBym i w okresie krzepnicia sBu| nadlewy. Nadlew jest to naddatek technologiczny, którego gBównym zadaniem jest zapobieganie tworzeniu si w odlewie jam skurczowych i rzadzizn, a usuwa si go 29 w trakcie obróbki wykaDczajcej. Zale|nie od umiejscowienia nadlewu wzgldem odlewu rozró|nia si nadlewy górne i boczne. Z kolei rozró|nia si nadlewy otwarte, czyli takie, których górna powierzchnia siga powierzchni formy, oraz kryte lub zakryte, mieszczce si w gBbi formy. Istnieje wiele odmian nadlewów w zale|no[ci od miejsca umieszenia, sposobu zasilania formy ciekBym metalem, ksztaBtu itp. Tablica 2.9 Gsto[ ró|nych stopów odlewniczych w stanie ciekBym Gsto[ w stanie Gsto[ w stanie ciekBym ciekBym [g/cm3] Rodzaj stopu [g/cm3] Rodzaj stopu zakres warto[ zakres warto[ [rednia [rednia |eliwo szare i biaBe 6,90 brzy oBowiowe 8,60 6,75 ÷ 7,05 8,40 ÷ 8,80 staliwo wglowe 7,10 stopy Zn - Al 5,90 7,05 ÷ 7,20 5,65 ÷ 6,15 brzy aluminiowe 7,00 stopy oBowiu 9,40 6,70 ÷ 7,30 8,60 ÷10,20 brzy cynowe 7,60 stopy Al 2,40 7,30 ÷ 7,90 2,10 ÷ 2,70 i krzemowe mosidze 7,75 stopy Mg 1,60 7,50 ÷ 8,00 1,50 ÷ 1,70 Elementy ukBadu wlewowego na rysunku surowego odlewu zaznacza si kolorem czerwonym lini cienk kreska  dwie kropki, natomiast na rysunku koncepcyjnym odlewu lini czerwon cigB. Rysunek surowego odlewu dla przedmiotu przedstawionego na rys. 2.7 pokazano na rys. 2.8, natomiast rysunek modelu na rys. 2.9, a rysunek formy odlewniczej na rys. 2.10. 2.3. Przebieg wiczenia PrzykBad wykonania rysunku surowego odlewu. Wykona rysunek surowego odlewu dla przedmiotu jak na rysunku majc rysunek konstrukcyjny gotowego wyrobu oraz przyjmujc dane: " produkcja jednostkowa, " materiaB (|eliwo ) EN-GJL 250, " wszystkie powierzchnie obrabiane mechanicznie. 2.4. Pomoce i urzdzenia " rysunki zadanych cz[ci maszyn, " normy. 2.5. Instrukcja do wiczenia Na podstawie rysunku konstrukcyjnego nale|y: " ustali pozycj odlewania, " okre[li powierzchni podziaBu formy, " dobra wielko[ naddatków na obróbk mechaniczn i naddatków technologicznych, " wykona rysunek surowego odlewu. 30 Rys. 2.7. Rysunek konstrukcyjny pokrywy |eliwnej 31 Rys. 2.8. Rysunek surowego odlewu 32 Rys. 2.9 Rysunek modelu 33 Rys. 2.10. Rysunek formy odlewniczej 34 2.6. Sprawozdanie Sprawozdanie obejmuje rysunek surowego odlewu. Literatura [1,8,9,10,11,12,13,15,18,20] 35

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
rysunek surowego odlewu z układem wlewowym Model
projekt odlewnictwo rysunek modelu Układ3
10 20 35
7 35 20
9 35 20

więcej podobnych podstron