Proiectare Tehnologia de Fabricatie a Reperului Rotor Ptr Serie de Fabricatie Mijlocie

Capitolul 1.

Proiectarea garniturii de model.

1.1.Alegerea suprafetelor de separatie.

1.2. Stabilirea inclinarilor, adaosurilor de contractie, adaosurilor de prelucrare si recordarilor tehnologice.

1.2.1. Inclinarile constructive

1.2.2. Adaosuri de contractie

1.2.3. Adaosurile de prelucrare

1.2.4 Racordarile tehnologice

1.3. Stabilirea dimensiunilor marcilor si ale jocurilor din marci.

1.3.1. Dimensiunile nominale ale marcilor pentru forme si

miezuri orizontale:

1.3.2. Dimensiunile nominale ale marcilor pentru forme si

miezuri verticale:

1.3.3. Jocuri .

1.2. Intocmirea desenului tehnologic.

1.3.Alegerea materialului utilizat in constructia garniturii

de model.

1.6. Procedeul tehnologic pentru realizarea garniturii de model.

1.6.1. Confectionarea modelelor din lemn.

1.7. Vopsirea si inscriptionarea garniturilor de model.

Capitolul 2.

Proiectarea retelei de turnare.

2.1 Tipul de reta de turnare.

2.2. Calculul retelei de turnare.

2.2.1. Rapoart caracteristice intre suprafetele

elementelor componente ale retelelor de turnare.

2.2.2. Calculul sectiunii alimentatoarelor in cazul

retelelor convergente

2.2.2.1. Calculul sectiunii alimentatoarelor pe baza duratei de umplere

2.2.2.2. Calculul sectiunii alimentatoarelor cu ajutorul debitului

specific de umplere.

2.2.3. Calculul sectiunii alimentatoarelor in cazul retelelor divergente.

2.2.4. Determinarea celorlalte elemente ale retelei de turnare.

2.3. Claculul maselotelor.

2.3.1. Metoda continutului minim de aliaj lichid in maselote.

2.3.2. Metoda sferelor inscrise.

Calcule:

Calculul retelei de turnare.

Calculul maselotei. Capitolul 3.

Elemente de baza din teoria si practica realizarii formelor de turnare.

3.1.Formarea si miezuirea.

3.1.1. Generalitati.

3.1.2.3. Materiale de adaos

3.1.3. Amestecuri de formare si miezuire

3.1.4.Unele scule si dispozitive folosite la formarea manuala si

la confectionarea modelelor.

3.1.5. Metode de formare.

3.1.5.1. Formarea manuala se poate realiza in mai multe moduri.

3.1.6. Particularitati in constructia miezurilor.

3.1.7. Asamblarea formelor.

3.2. Obtinerea semifabricatului turnat.Turnarea.

3.2.1.Calculul presiunii exercitate de materialul lichid asupra ramei superioare.Consolidarea formei.

3.2.2. Temperatura de turnare.

3.2.3. Durata de mentinere in forme a pieselor turnate.

3.2.4. Precizia dimensionala si calitatea pieselor turnate.

3.3 Recomandari privind dezbaterea pieselor turnate.

3.4. Tratamente termice si termochimice pentru piesele turnate.

3.4.1. Tratamentele termice si termochimice pentru

piesele turnate din fonta.

30 pag

=== proiect_tehnologie ===

Tema proiect: sa se proiecteze tehnologia de fabricatie a reperului: ROTOR, pentru serie de fabricatie mijlocie.

Ca procedeu de turnare pentru obtinerea semifabricatului turnat se va folosi turnarea clasica cu formare manuala.Reperul se va realiza din Fc 200.

Etape : 1. Tema proiect: CAPAC LAGAR

2. Proiectarea garniturii de model:

a) desen tehnologic;

b) miezuri: cutii de miez; rame de turnare;

c) forma: rame de formare.

3. Calculul retelei de turnare.

4. Fisa tehnologica – turnare semifabricat.

5. Fisa tehnologica – prelucrare prin aschiere 1.

6. Fisa tehnologica – prelucrare prin aschiere 2.

7. Predare si sustinere proiect.

Capitolul 1.

Proiectarea garniturii de model.

Ansamblul de dispozitive format din model, cutii de miez, placi de model, suporturi de uscare, placi de uscare, sabloane, sabloane de control si alte S.D.V.-uri necesare realizarii unei piese turnate formeaza garnitura de model.

Modelele si cutiile de miez se executa dupa caz din lemn , metale, rasini sintetice, maeriale plastice , ipsos , ciment , materiale fuzibile , etc.

Alegerea materialului depinde de :

– numarul de piese care urmeaza a fi realizate;

– de dimensiunile piesei ;

– de precizia dimensionala si calitatea

suprafetei semifabricatului;

– resursele tehnologice ale producatorului privind

executia componentelor garniturii de model.

Placa de model se foloseste la formarea mecanizata si constituie elemnetul pe care se fixeaza, dupa caz, unul sau mai multe modele metalice, precum si una din rame.Se executa de regula din metal.

Suportul de uscare constituie un auxiliar tehnologic si serveste la sustinerea miezurilor cu configuratii comlicate sau fragile, dupa extragerea lor din cutie de miez, in timpul procesului de uscare s-a in tipul perioadei de stocare pina la introducerea lor in fluxul de asamblare al formelor.Se executa dupa caz din metal sau lemn.

Placile de uscare reprezinta variante simplificate ale suporturilor de uscare si se folosesc la uscarea miezurilor care au cel putin o suprafata de separatie plate pe care se pot aseza.

Sabloanele au de obicei doua destiantii:

– controlul configuratiei miezurilor;

– controlul modului de asamblare a formei.

Se executa din metal, mase plastice, sau din lemn si se folosesc la formarea manuala.

La proiectarea garniturii de model se au in vedere:

– configuratia piesei;

– conditiile tehnice impuse piesei turnate;

– volumul productiei;

– procedeul de turnare;

– aliajul prescris pentru turnare;

– calificarea personalului muncitor si dotarea tehnica.

Principalele elemnete pe care proiectantul garniturii de model trebuie sa le stabileasca sunt:

metoda de formare

pozitia de formare

amplasarea suprafetei de separatie

inclinarile si racordurile constructiei

adaosurilor de prelucrare si tehnologice

adaosurile de contractie

dimensiunile marcilor

configuratia si dimensiunile retelei de turnare

Metoda de formare este decisa in primul rand de volumul productiei.Formarea manuala este uzuala in cazul pieselor unicate sau la productia in serie mica.Formarea mecanizata este deosebit de avantajoasa in cazul productiei de serie mare si de masa, la piese de dimensiuni mici si medii.Ca urmare a faptului ca prin indesa rea mecanica a amestecului de formare se imbunatateste sensibil calitatea pieselor turnate, se micsoreaza consumul de aliaj lichid turnat, creste productivitatea muncii, procedeul de formare mecanizata este larg utilizat.

1.1.Alegerea suprafetelor de separatie.

Pornind de la configuratia si complexitatea piesei care se toarna se stabileste pozitia de turnare astfel incat sa fie asigurata alimentarea cu metal lichid a formei precum si stabilitatea miezurilor in interiorul formei, in timpul formarii.

Pentru extragerea usoara a modelului din amestecul de formare, fara deteriorarea formei, se stabileste o suprafata de separatie sau de sectionare a modelului care coincide cu planul de separatie al formei.In alegera suprafetei de separatie se au in vedere urmatoarele recomandari :

suprafetele care se prelucreaza se amplaseaza

in partea de jos a formei sau in pozitie verticala;

numarul miezurilor trebuie sa fie minim;

piesele asimetrice se vor executa cu partea cea

mai mare in partea inferioara;

pentru evitatrea eventualelor deplasari

ale semiformelor este indicata modelarea formei

intr- o singura rama.

De asemenea, in cazul pieselor care nu permit formarea intr-o singura rama, se recomanda ca suprafata de baza sa se aseze in aceeasi semiforma cu suprafata care se prelucreaza, iar in cealalta semifirma sa ramina suprafetele mai putin importante.In principiu se are in vedere ca suprafata de baza sa nu fie asezata in doua semiforme.

1.2. Stabilirea inclinarilor, adaosurilor de contractie, adaosurilor de prelucrare si recordarilor tehnologice.

1.2.1. Inclinarile constructive se aplica pe peretii perpendiculari pe suprafetele de separtie, atit la modele cat si la cutiile de miez. Prin aceasta se urmareste usurarea demularii modelului din amestecul de formare indesat in rame si respectiv extragerea miezurilor din cutiile de miez. Unghiurile de inclinare admise sunt indicate in tabel:

La modelele metalice unghiurile sunt mai mici, ajungand pina la jumatate din valorile prescrise.

1.2.2. Adaosuri de contractie reprezinta surplusul dimensional aplicat modelului, respectiv cutiilor de miez in scopul compensarii conatractiei prin turnare, dupa solidificare. Adaosurile sunt adoptate in functie de metalul turnat si de marimea piesei.

In tabel sunt prezentate contractia liniara si adaosurile de contractie recomandate pentru fonta censie:

La proiectarea garniturii de model se au in vedere jocurile care se realizeaza voit in procesul de formare. Aceste jocuri aflate in forma si model, respectiv intre miez si cutia de miez sunt utile in procesul de demulare.Jocurile efective depind de tipul de formare (manuala sau mecanzata), complexitatea formei si carcteristicile materialului de formare.

Astfel la formarea manuala aceste jocuri sunt mari si se mentioneaza in desenele tehnologice ca adaosuri negative:

pentru piese cu dimnesiuni<100 mm

adaosurile negative sunt de 1-2 mm;

pentru piese cu dimensiuni 100-500 mm

adaosurile negative sunt de 1.5-4 mm;

pentru piese cu dimensiuni 500-1000

mm adaosurile negative sunt de 2-5 mm/

Adaosurile negative se prevad numai pentru peretii care ramin neprelucrati.

1.2.3. Adaosurile de prelucrare reprezinta un surplus dimensional aplicat suprafetei care urmeaza sa fie prelucrata prin aschiere.Ele depind de calitatea suprafetei prelucrata specificata in desenul de executie al piesei; de tipul materialului turnat si de pozitia ocupata in forma, fata de suprafata de separatie. Stabilirea adaosurilor de prelucrare s-a optimizat pe baza normelor de stat: STAS 1592 /1 –85 si STAS 1592 /2 – 85.

In STAS1592 /85 sunt stabilite cinci clase de precizie pentru piesele turnate din fonta si otel.

Pentru rotorul turnat am ales clasa de precizie III.

Aceasta clasa a fost aleasa din urmatorul considerent:

Confrm tabelului vom avea urmatoarele valori ale adaosului de prelucrare pentru piesele turnate din fonta:

Suprafetele interioare care nu pot fi prelucrate nu vor fi marite dimensional decat cu valoarea adaosului de contractie.In general la reperele turbomasinilor aceste suprafete sunt suprafete hidraulice.

1.2.4 Racordarile tehnologice evita schimbarile bruste de sectiune .Astfel racordul intre doi pereti cu sectiunea diferita se vor face conform indicatiilor din figura:

1.3. Stabilirea dimensiunilor marcilor si ale jocurilor din marci.

Pentru asigurarea pozitiei relative a miezurilor in forme , proiectantul garniturii de model cu forme geometrice adecvate , numite marci.

In timpul procesului de formare acesta realizeaza o cavitate in forma in care urmeaza sa se aseze marca miezului.

Conform experientei in domeniu, prin STAS 1127-81 se stabilesc dimensiunile marcilor formelor si miezurilor, orizontale si verticale , respectiv jocurile necesare la montarea marcilor.

Din definitiile normei mai sus amintite : marca miezului este partea care serveste la montarea miezului in forma .

Marca formei este locasul din forma in care se monteaza marca miezului.

1.3.1. Dimensiunile nominale ale marcilor pentru forme si

miezuri orizontale:

1.3.2. Dimensiunile nominale ale marcilor pentru forme si

miezuri verticale:

si: α˚max = 10; α1˚max = 7;

1.3.3. Jocuri .

STAS 1127-85 prezinta jocurile marcilor la montaj.

Valorile jocurilor la asamblarea miezurilor in forme:

Abaterile limita la dimensiunile nominale:

1.2. Intocmirea desenului tehnologic.

Desenul tehnologic al garnituii de model are ca suport desenul de executie al reperului .Acesta se reprezinta in pozitia de formare specificand planul de separatie ,valorile adaosurilor tehnologice, de contractie si de prelucrare, marimea inclinatiilor, forma si dimensiunile marcilor.Desenele sunt atasate in Anexa 1.

1.3.Alegerea materialului utilizat in constructia garniturii

de model.

Pentru realizarea garniturii de model , se alege materialul in functie de volumul productiei si gabaritul piesei.Avind in vedere cele de mai sus aleg materialul :

– lemnul: caracterizat printr-o prelucrare usuara, deformabil, ieftin,

este utilizat in cazul turnarii pieselor unicat si de serie

mica, de orice dimensiune si configuratie.Este pretentios

la depozitare.

1.6. Procedeul tehnologic pentru realizarea garniturii de model.

Confectionarea garniturii de model depinde in principal de materialul adoptat.

1.6.1. Confectionarea modelelor din lemn.

La realizarea garniturii de model sunt necesare urmatoarele operatii :

– analiza desenului in vederea stabilirii pozitiei

de formare, planului de separatie si a miezurilor necesare;

– pregatirea materialului si trasajul acestuia pentru

model, cutii de miez, sabloane;

– prelucrarea componentelor si ansamblarea

modelului , respectiv asamblarea cutiilor de miez;

– controlul , receptia sis vopsirea

Lemnul utilizat la confectionarea garniturii de model trebuie sa fie de buna calitate si perfect uscat. Se prefera esente moi ca tei, plop, salcie, brad.Pentru elementele de rezistenta se folosesc esente tari, ca stejar, ulm, frasin, nuc, par, mesteacan.

Avind in vedere endintas naturala a lemnului de a se deforma sub actiunii umiditatii din atmosfera turnatoriei, dar mai ales din amestecul de formare, modelele se executa din elemnete stratificate, pozitionate si incleiate astfel incat datorita orientarii fibrelor deformarea sa fie eliminata

Modelele mai pot fi executate si din :

– metal;

– ipsos;

– ciment;

– rasini sintetice.

1.7. Vopsirea si inscriptionarea garniturilor de model.

Din motive de protectie impotriva umiditatii sau coroziunii ca si pentru usurarea identificarii, modelele si cutiile de miez se vopsesc.

Modelele se vopsesc in culori conventionale in functie de natura aliajului care sa toarna, dar si in functie de destinatia partilor componente garniturii de model.

In cazul modelelor fragile, modelierul poate sa prevada o serie de elemente de rezistenta, respectiv nervuri. Dupa demualrea modelului, cavitate nivelata in forma de respectiva nervura trebuie incarcata manual cu amestec de formare. Pentru a semnala muncitorului fromator obligativitatea efectuarii acestei operatiuni, nervurile se marcheaza cu hasuri negre aplicate pe fondul culorii de baza.

Procesul tehnologic de vopsire presupune parcurgerea urmatoarelor etape :grunduire, kituire, vopsirea propriu-zisa. Grunduirea are rolul de astupa porii lemnului si de a constitui un strat impermeabil pentru vopsea si apa. Prin chituire se obtine reopararea unor defecte superficiale pe suprafata modelului.inainte de vopsire suprafetele modelelor sau ale cutiilor de miez se slefuiesc fin.

Capitolul 2.

Proiectarea retelei de turnare.

Reteaua de turnare constituie ansamblul elementelor necesare turnarii aliajului in forma. Conditiile care trebuie sa la indeplineasca reteaua de turnare sunt:

sa reduca durata de umplere a formei cu aliajul lichid fara sa creeze turbioane sau vartejuri care pot deteriora forma;

sa opreasca zgura sau incluziunile nemetalice;

sa asigure o repartizare corecta a temperaturii in forma, in vederea realizarii unri solidificari simultane sau dirijate.

2.1 Tipul de reta de turnare.

Alegera tipului de retea de turnare depinde de complexitatea piesei, de asezarea piesei in ramele de formare si volumul productiei. Pentru rotorul pompei centrifuge se va recomanda urmatoarea retea de turnare:

– retea orizontala si simplificata se utilizeaza la

turnare pieselor simple pentru care nu exista prescriptii

severe de calitate.

In functie de greutatea piesei:

-la piesele diin fonta cu greutatea de sub 100 kg se

foloseste retea orizontala.

1.cupa 5.alimentator

2.palnie 6. zona de atac

3.piciorul pilniei 7. bazin

4. canal de distributie 8.filtru

2.2. Calculul retelei de turnare.

Calculul retelei de turnare stabileste aria cea mai ingusta prin care se umple forma in timp optim.In functie de aria minima, pe baza unor rapoarte caracteristice se stabilesc celelate arii ale elementelor retelelor de turnare, respectiv:

– aria piciorului palniei App ;

– aria canalului de distributie, ACD sau aria

canalului de zgura, ACZ

– aria alimentatoarelor Aa.

2.2.1. Rapoart caracteristice intre suprafetele

elementelor componente ale retelelor de turnare.

In functie de relatiile existente intre ariile elementelor retelei de turnare acestea pot fi :

– retele convergente, la care App >Acd (Acz)>Aa;

– retele divergente la care : App <Acz>Aa.

Retelele de turnare convergente permit umplerea formelor cu viteze mari, motiv pentru care pot fi evitate formarile de vartejuri daca turnarea se face cu mentinerea plina a piciorului palniei.De aceea separare ZGUREI se poate face si in canalul colector .

In functie de materialul turnat si de gabaritul piesei turnate se recomanda urmatoarele caracteristici:

-pentru fonta:

– la piesele mici si mijlocii App :Acz:Aa =1.15:1.1:1

2.2.2. Calculul sectiunii alimentatoarelor in cazul

retelelor convergente

Sectiunea alimentatoarelor se poate calcula folosind una din metodele cunoscute:

calculul sectiunii alimentatoarelor pe baza

duratei de umplere;

calculul sectiunii alimentatoarelor cu

ajutorul debitului specific de umplere;

calculul sectiunii alimentatoarelor cu

relatii simplificate;

– calculul sectiunii alimentatoarelor cu

ajutorul nomogramelor.

2.2.2.1. Calculul sectiunii alimentatoarelor pe baza duratei de umplere

Se porneste din formula de baza :

unde :

G -greutatea aliajului care trece prin alimentator, in N;

– grautatea specifica in N/dm3;

– viteza de curgere a metalului in cavitatea formei, in dm/s;

Aa – aria alimnetatorului , in dm2;

t- durata de umplere, in s.

Pentru determinarea Aa se pune problema calculului duratei de umplere t si vitezei de umplere . Sunt cunoscute formule analitice pentru calculul celor doua marimi, formule care tin cont de transferul de caldura si de caracterul curgerii prin reteaua de turnare. Sunt recomandate si numeroase formule empirice. Astfel:

-pentru piesele cu configuratie complicata, cu greutati

pina la 500 kg:

Calculul vitezei poate fi facut cu formula generalizata:

unde: ki este coeficientul care tine seama de locul de alimentare;

i este coeficient de pierdere de viteza in functie de tipul retelei.

2.2.2.2. Calculul sectiunii alimentatoarelor cu ajutorul debitului

specific de umplere.

In aceasta varianta se foloseste formula de baza

unde: G este greutatea piesei turnate , in daN;

t este durata de umplere in secunde;

Ks este debitul specific al metalului in sectiunea

alimentatorului, in daN/dm2*s.

Valorile coeficientului Ks se aleg in functie de valorile coeficientului k, calculat cu relatia:

unde: V este volumul gabritic al piesei (obtinut cu dimensiunile maxime ale piesei, fara sa tinem seama de cavitati sau parti proeminente), in dm3

2.2.3. Calculul sectiunii alimentatoarelor in cazul retelelor divergente.

La retelele divergente sectiunea minima este cea de la baza piciorului palniei si se calculeaza cu relatia urmatoare:

2.2.4. Determinarea celorlalte elemente ale retelei de turnare.

Subcapitolul de fata are drept scop prezentarea schemei de calcul si evaluarea constructiva a celorlalte elemente de ale retelei de turnare:piciorul palniei; colectorul de zgura; canalul de alimentare.

Astfel din rapoartele caracteristice, avand determiante anterior valoarea ariei alimentatoarelor Aa, se determina aria canalului colector de zgura Acz (sau a canalului dedistributie Acd si aria piciorului palniei App). Cu ariile determinate in functie de aria sectiunii date elemntului de retea, se determina dimensiunile sectiunii.

Diametrul inferior al piciorului palniei dp se determina folosind relatia:

unde: H este inaltimea ramei superioara;

h este inaltimea palniei de turnare.

se aleg constructiv.

2.3. Claculul maselotelor.

Maselota reprezinta adaosul tehnologic de material necesar compensarii contractiei volumetrice a piesei dupa solidificare. Se compota ca un rezervor de metal topit amplasta la partea superioara a piesei asigurand alimentarea cu aliaj a partilor subtiri a piesei aflate sub maselota. Deasemnea , maselot localizeaza retasura concentrata in afara piesei. Maselotele pot fi deschise sau inchise, iar daca sunt amplasate deasupra se numesc maselote directe.

Forma maselotei este adapatata in functie de forma suprafetei pe care se amplaseaza (rotunda, patrata, dreptunghiulara). Deoarece maselota este ultima parte care se solidifica, cea mai convenabila foram a maselotei este aceea care asigura un raport minim intre suprafata si volum, forma ideala fiind cea sferica. Cum este greu de realizat si mai dificil de extras din amestecul de formare, se folosesc maselote cilindrice, ovale, tronconice, etc.

Pentru ca maselotele sa isi exercite in bune conditii rolul, amplasarea acestora se face in urmatoarele conditii:

– pe partile cele mai ialte si mai groase ale piesei ;

– pe fiecare parte masiva a piesei legata de celelalte parti

prin pereti subtiri

– pe suprafete la care piesa are o prelucrare mecanica.

S-a constatat ca maselotele cu rol de alimentare sunt mult mai eficiente decat maselotele situate in partea opusa alimentatoarelor

Calculul maselotelor se face pe baza metodelor teoretice sau experimentale.

Ca metode cunoscute anintim: metoda continutului minim de aliaj lichid in maselote si metoda sferelor inscrise.

2.3.1. Metoda continutului minim de aliaj lichid in maselote.

Dupa identificarea nodurilor termice si stabilirea locurilor de amplasare a maselotelor, se calculeaza volumul retasurii in procente din volumul piesei:

unde: V este volumul retasurii ,in cm3;

este coeficient de contractie volumica (in %) functie

de alajul turnat;

V este volumul piesei , in cm3.

In continuare se distribuie volumul retasurii pentru fiecare maselota, astfel incat diametrul sa nu fie mai mare ca:D<3

Unde: reprezinta grosimea de perete a piesei.

Daca piesa are forma cilindrica, volumul retasurii se considera sferic si se determina cu relatia :

in care: D este diametrul maselotei, in cm;

V volumul retasurii in cm3.

Din raportul volum retasura cu volum maselota se determina numarul de maselote necesar:

Pentru o piesa de forma cilindrica, forma si dimensiunile maselotei se obtin astfel:

– constructiv se prelungeste inaltimea piesei cu un guler

de diametru (grosimea de perete) si inalt de 15-20 mm;

– pe axa piesei la distanta 2r0 se traseaza un cerc cu raza r0

si concentric cu acesta un cerc cu raza.

Din puncele A si B se duc drepte formand unghiuri de 450 cu orizontala si care intersecteaza cercul de raza R in punctele C si D.

Din punctele de intersectie mentionate mai sus se duc drepte cu inclinatia de 50 fata de verticala. Aceste drepte se intersecteaza cu orizontala dusa la distanta Hm fata de punctele A si B.

Inaltimea maselotei Hm =0.6H, unde H este inaltimea peretelui piesei pe care se aplica maselota .

2.3.2. Metoda sferelor inscrise.

Metoda are la baza principiul asigurarii unei solidificari dirijate a piesei.

Aplicarea metodei se face astfel:

-dupa aplicarea adaosului de prelucrare conform STAS 1592-85 se traseaza un cerc inscris in nodul termic. Cercul are diametrul Dn astfel incat circumferinta cercului sa atinga cel putin 3 puncte ale conturului exterior;

-din centrul de racoardare O se duce orizontala OO’ iar din punctul A se traseaza adaosul tehnologic de raza R1=Dn. Intersectia cercului de raza R1 cu orizontala OO’ se noteaza cu B ;

– din B se traseaza adaosul tehnologic cu o inclinatie de 3-5o .Se obtin punctele E si D ;

– din punctele E si D se duc trepte inclinate la 450 fata de orizontala ;

– se traseaza cercul de diametru Dm tangent la orizontala ED si cu centrul pe axa peretelui piesei;

– se traseaza doua drepte inclinate la 5 fata de verticala si tangente la cerc, care trec prin punctele E si D. Diametrul maselotei si inaltimea acesteia se determina cu relatiile:

unde: D este grosimea piesei turnate;

d0 este diametrul sferei de aliaj necesar compensarii

contractiei volumice (se determina din monograme);

este coeficientul de forma –1.35 maselote deschise;

0.85 maselote inchise;

H este inaltimea peretelui.

In cazul turnarii pieselor din fonta se recomanda calculul maselotelor cu formula:

unde: p este raportul dintre inaltimea maselotei si diametrul ei;

Dm – diametrul maselotei;

Spiesa Vpiesa –aria si respectiv volumul partii de piesa alimentate

de maselota;

vs – contractia volumica relativa in stare lichida si la

solidificare;

vs – 0.06 pentru un continut de carbon echivalent CE=3.7%.

Calcule:

Greutatea:

Volumul:

Calculul retelei de turnare.

Calculul sectiunii alimentatoarelor pe bazaduratei de umplere:

Viteza:

2.Calculul sectiunii alimentatoarelor cu ajutorul debitului specific de umplere.

Determinarea celorlalte elemente ale retelei de turnare.

Corectorul de zgura.

Canalul de alimentare.

Diametrul inferior al piciorului palniei.

Calculul maselotei.

Numarul de maselote: nm = 0.03 rezulta o maselota.

Capitolul 3.

Elemente de baza din teoria si practica realizarii formelor de turnare.

3.1.Formarea si miezuirea.

3.1.1. Generalitati.

Procedeele de turnare cunoscute se diferentiaza prin:

– tehnologia de executare a formelor;

– natura materialeleor utilizate la realizarea elementelor

ce compun formele;

– modul de umplere a cavitatii formei cu metal topit.

Formarea si miezuirea reperezinta totaliatatea operatiilor necesare executarii formelor respsctiv a miezurilor.

Formarea este cea mai simpla operatie din procesul tehnologic de obtinere a pieselor prin turnare. S-a demonstrat ca aproximativ 45% din rebutul pieselor turnate provine dintr- o formare necorespunzatoare. De asmenea, in cazul formarii manuale, peste 60 % din manopera totala este afectata executarii formelor. Calitatea pieselor turnate depinde de metoda de formare folosita.

Formarea manuala se poate realiza:

– in rame cu model;

– in rame cu sablon;

– in miezuri;

– in forme semipermanente.

Fomarea manuala se aplica in general productiei de unicate sau de serie mica atunci cind mecanizarea formarii nu este rentabila.

Pentru rotorul de pompa se alege:

-formare in rame cu model demontabil.

Caracterizarea metodei: cavitatea formei se gaseste in cele doua rame. Modelul folosit la formare este sectionat dupa planul de simetrie. Prima jumatate de forma se indeasa pe o planseta pe care s-a asezat jumatatea de model

Domeniul de aplicare: la formarea manuala sau mecanica, unicala, de serie sau de masa pentru piese mici, mijlocii sau mari.

3.1.2. Materiale de formare si de miezuire.

3.1.2.1. Nisipul de turnatorie este componenta de baza a amestecurilor de formare (85 – 97%) . Proprietatile pe care trebuie sa le aiba nisipurile de turnatorie utilizate la executarea formelor sunt: refractaritatea, granulozitatea, durabilitatea, gradul de rugozitate al suprafetelor granulelor de nisip.

3.1.2.2. Lianti au rolul de a lega granulele de nisip in amestecurile de formare.

Principalele caracteristici ai liantilor uzuali de turnatorie:

3.1.2.3. Materiale de adaos au rolul de a imbunatati proprietatile amestecului de formare.

3.1.3. Amestecuri de formare si miezuire.

Dupa destinatie, amestecurile de formare pot fi pentru formare si pentru miezuri, Amestecul utilizat in realizarea formelor poate fi la randul sau amestec de model, amestec de umplere, amestec unic.

Amestecul pentru miezuri trebuie sa confere acestora proprietati tehnologice deosebite (rezistenta in stare cruda, rezistenta la temperaturi inalte, capacitatea de degajare a gazelor, capacitatea de umezire). De aceea miezurile se realizeaza din nisip nou si lianti. Din conditii economice in cazul miezurilor mari se folosesc amestecuri vechi.

De obicei miezurile se usuca inainte de folosire. Numai la turnarea pieselor simple se folosesc curent miezuri crude deoarece sunt mai ieftine.

3.1.4.Unele scule si dispozitive folosite la formarea manuala si

la confectionarea modelelor.

Cele mai utilizate scule sunt: batatorul,lanteta, troila,croseta,etc.

In confectionarea modelelor si a cutiilor de miez din lemn se utilizeaza instrumente de masurat si trasat (metrul,compasul); unele pentru gaurit lemnul (dalta).

3.1.5. Metode de formare.

3.1.5.1. Formarea manuala se poate realiza in mai multe moduri.

a) cu model in rame de formare:

in doua rame de formare pentru piese fara miez, cu modele care nu necesita plan de separatie;

in trei sau mai multe rame de formare;

cu model cu parti demontabile; inlocuieste metoda de formare in trei sau mai multe rame de formare;

demontabile.

b) formare in solul turnatoriei, cumodele : formarea in pat moale, in pat tare;

c) formarea cu sablonul si nu se asigura precizie dimensionala buna;

d) formarea cu modele schelet, indicat pieselor cu dimensiuni mari, cu profil variabil si grosime de perete uniforma;

e) formarea cu sectiuni de model indicata in cazul pieselor mari si complicate;

f) formarea in miezuri. Cavitatea formei se obtine nu cu model ci prin asamblarea mai multor miezuri;

g) formarea in argila este folosita la turnarea pieselor foarte mari.

3.1.6. Particularitati in constructia miezurilor.

Miezurile se modeleaza in cutii de miez. In functie de configuratia si gabaritul miezului se alege o suprafata de separatie avand urmatoarele facilitati:

sa ofere o suprafata cat mai mare pentru indesare;

sa aiba o suprafata de uscare cat mai simpla;

sa aiba un numar cat mai redus de parti demontabile.

In cazul miezurilor realizate din mai multe bucati asamblarea se poate face in stare cruda, uscata sau combinata. Asamblarea miezului se face cu liant aplicat pe suprafetele de separatie. Se va evita astuparea canalelor de aspiratie sau dteriorarea marcilor miezului.

Dupa uscare si asamblare miezurile se finiseaza curatindu-se marginile si canalul de aerisire. Se chituiesc defectele mari. In acest fel miezul este gata pentru asezarea in cavitatea formei.

3.1.7. Asamblarea formelor.

Asamblarea formelor este utima operatie si are urmatoarea succesiune:

– montarea miezurilor;

– etansarea suprafetelor formei;

– inchiderea si consolidarea formei.

Pentru o asambalre corecta se vor lua urmatoarele masuri:

– inchiderea formei sa se faca ghidat;

– se verifica pozitia corecta a miezurilor;

– se asigura comunicarea canalului central de aerisire

al miezului cu atmosfera;

– se asigura miezurile contra patrunderii aliajului lichid

in canalele de aerisire.

3.2. Obtinerea semifabricatului turnat.Turnarea.

3.2.1.Calculul presiunii exercitate de materialul lichid asupra ramei superioare.Consolidarea formei.

La turnarea mealului lichid in forma se respecta urmatoarele principii ale mecanicii fluidelor:

– umplerea formei cu aliaj se face cu respectarea

principiului vaselor comunicante;

– presiunea exercitata dealiajul lichid asupra peretilor formei este egala in toate directiile conform principiului lui Pascal aliajul lichid actioneaza asupra miezului cu o forta orientata de jos in sus,egala cu diferenta dintre greutatea metalului dislocuit de miez si greutatea miezului fara marci conform principiului lui Arhimede.

Conform acestor principii daca forma nu este consolidata presiunea metalului lichid ridica forma superioara si in planul de separatie se se favorizeaza curgerea metalului lichid in exteriorul formei , ceea ce duce la rebutarea piesei.

Consolidarea formei se poate realiza prin doua metode :

– prinderea celor doua rame , superioara si inferioara

;intre ele

– asezarea unor greutati deasupra ramei superioare.

Prinderea celor doua rame se face cu ajutorul elementelor de prindere (de exemplu suruburi, bride etc).Metoda este eficienta in cazul pieselor mici si mijlocii din productia de masa.

Daca piesele au dimensiuni mari , sunt formate in solul turnatoriei si sunt realizate in productie unicat sau de serie mica, atunci se pune problemaconsolidarii formei prin lestarea ramei superioare .

Evaluarea greutatii necesare la consolidarea formei implica cunoasterea fortei dezvoltate de coloana de metal topit asupra ramei superioare se determina cu relatia:

iar presiunea metalului lichid se determina cu relatia fundamentala a hidrostaticii:

unde :h – inaltimea coloanei de metal topit, in m;

p0 – presiunea atmosferica , in N/m2;

Fv – forta de impingere pe verticala, in N;

– densitatea aliajului lichid , kg/m3;

g – acceleratia gravitationala , m/s2;

Abaterile limita la dimensiunile pieselor din fonta.

3.2.2. Temperatura de turnare.

Temperaura de turnare depinde de natura materialului topit,de grosimea peretilor piesei si de gabaritul acesteia.Se recomanda:

– pentru fonta: 1120…1450oC.

Limita minima se recomanda pentru piese masive si limita maxima pentru piese cu pereti subtiri.

3.2.3. Durata de mentinere in forme a pieselor turnate.

Dupa turnare semifabricatul se mentine in forma pina cind acesta se raceste si ajunge la temperatura de dezbatere.Racirea are loc in urma schimbului de caldura intre aliajul turnat si forma.

Durata de mentinere in forme se determina din rezolvarea ecuatiei de bilant termic .Pentru fonta se recomanda o temperatura de dezbatere desub 5000 C.

Ca durata de mentinere se specifica :

– pentru piesele din fonta cu greutate sub 100N, durata

este 0.15h.

3.2.4. Precizia dimensionala si calitatea pieselor turnate.

Precizia dimnesioanala a pieselor turnate depinde de :

natura aliajului care se toarna

regimul de racire al piesei din forma

dimensiunile de gabarit si configuratia piesei

Normativele in vigoare , STAS 1592/1-85 si STAS 1592/1-85 stabilesc abaterile limita la dimensiunile normale pentru piesele turnate din fonta,respectiv otel.

Masa nominala reprezinta masa teoretica calculata cu dimensiunile nominale si ale aliajului sau masa efectiva , calculata cu media artmetica a cel putin 10 piese avand dimensiunile la care abaterile limita sunt conforme prevederilor standard.In aceasta ultima situatie masa este determinata prin cintarire.

Rugozitatea pieselor turnate depinde de materialul de formare si de metoda de turnare folosita.S-a constat ca rugozitatea pieselor turnate in forme temporare clasice este mai mare ca 100mm, iar suprafetele turnate in miezuri au rugozitatea de la 100mm la 25mm.Piesele turnate in forme coji au o rugozitate foarte buna de pina la 3,5 mm.

3.3 Recomandari privind dezbaterea pieselor turnate.

Avind in vedere ca materialul folosit este fonta (Fc200) in literatura de specialitate nu se gasesc observatii importante asupra dezbaterii formelor si miezurilor.

Operatia de dezbatere a formelor si miezurilor se efectueaza mecanizat, cu masini vibratoare sau manual , pentru piesele foarte mari.

Dupa extragerea pieselor turnate din forme se indeparteaza retelele de turnare si maselotele:

– prin taiere cu fierastraie circulare, pentru piesele mari si mi jlocii din fonta

– prin lovire cu barosul, pentru piesele mici din

fonta cenusie.

3.4. Tratamente termice si termochimice pentru piesele turnate.

Tratamentele termice si termochimice au ca scop modificarea structurii materialului prin incalziri ri raciri controlate in vederea obtinerii unor anumite proprietati fizice si mecanice.

Tratamentele termice si termochimice se aleg in functie de natura aliajului turnat si de proprietatile fizice ale materialului piesei.

3.4.1. Tratamentele termice si termochimice pentru

piesele turnate din fonta.

Tratamentele termice ale pieselor turnate din fonta cenusie au drept scop:

– indepartarea tensiunilor interne remanente pri recoacere ssi detensionare.Temperaturile variaza intre 500-550 oC iar durata de mentinere variaza intre 2 si 8 ore;

– micsorarea duritatii se face prin descompunerea cementitei, iar tratamentul termic este de tipul recoacere de inmuiere.Acest tratament termic consta in incalzirea pieselor la 850-950oCcu mentinerea la aceasta temperatura un timp de 3 –4 ore urmata de o racire inceata de pina la 300-350o C;

– obtinerea de structuri fine si omogene se face prin recoacere de normalizare,adica incalzirea pieselor pina la 770-920oC cu mentinerea la aceasta temperatura timp de 1h pina la 3h si racire in aer.

– marirea duritatii se face prin calire care consta in inclazirea la temperaturi de pina la 900 – 950oC dupa care se racesc brusc , mediul de racire fiind uleiul.Pentru imbunatatirea caracteristicilor mecanice si inlaturarea tensiunilor care apar la calire,piesele se supun si tratamnetului termic de revenire (incalzire la temperatura de 200-3000C,urmare de racire in cuptor).

Tratamentele termochimice aplicate pieselor turnate din fonta sunt:

nitrurare (saturarea cu azot);

cromarea (saturarea cu crom);

silicozarea (saturarea cu siliciu);

alitarea (saturarea cu aluminiu);

Tratemnetele termochimice urmaresc modificarea compozitiei chimice a straturilor superficiale ale pieselor.Se obtine astfel durificarea sau protectia anticoroziva a stratului superficial , mentinand tenacitatea si plasticitatea miezului piesei.