Microsoft Word - Modelarz_odlewniczy_722[01].O1.05

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Jakość odlewu i jej wpływ na koszty wykonania

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2.  Pytania sprawdzające 11
4.1.3.  Ćwiczenia 11
4.1.4.  Sprawdzian postępów 12

4.2. Klasyfikacja wad odlewniczych i analiza przyczyn ich powstawania 13

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2.  Pytania sprawdzające 17
4.2.3.  Ćwiczenia 18
4.2.4.  Sprawdzian postępów 19

4.3. Metody wykrywania i naprawy wad 20

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2.  Pytania sprawdzające 25
4.3.3.  Ćwiczenia 25
4.3.4.  Sprawdzian postępów 27

4.4. Kontrola wstępna, międzyoperacyjna i ostateczna. Braki odlewnicze

i ich wpływ na koszty wykonania 28

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2.  Pytania sprawdzające 32
4.4.3.  Ćwiczenia 32
4.4.4.  Sprawdzian postępów 34

5. Sprawdzian osiągnięć 35
6. Literatura 40

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o ocenie jakości odlewów.

Ponadto pomoże Ci w kształtowaniu umiejętności oceniania kosztów wytwarzania odlewu.

Kontrola jakości w zakładzie produkcyjnym spełnia dwa zasadnicze zadania:

− eliminuje z produkcji odlewy z wadami, niezgodne z wymaganiami warunków

technicznych,

− dostarcza kierownictwu technicznemu odlewni informacji, niezbędnych do doskonalenia

procesów technologicznych, w celu zapobieżenia powstawania wad odlewów.

Zawartość poradnika (pakietu):

1. Wstęp.
2. Wymagania w postaci wykazu umiejętności, jakie powinieneś mieć przed przystąpieniem

do nauki w tej jednostce modułowej (jednostka modułowa jest częścią modułu natomiast
zestaw modułów stanowi zbiór zadań zawodowych, czyli pozwoli Ci zdobyć zawód
modelarza odlewniczego).

3.  Wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z tym poradnikiem (pakietem).
4.  Materiał nauczania – czyli wiadomości dotyczące oceny jakości odlewów.
5.  Zestawy pytań, które pomogą Ci sprawdzić, czy opanowałeś treść programu i założone

cele związane z oceną jakości odlewów.

6.  Ćwiczenia, które mają na celu wykształcenie Twoich umiejętności praktycznych.
7.  Sprawdzian postępów.
8.  Pakiet zawiera również wykaz literatury, z jakiej możesz korzystać podczas nauki

(szczególnie ważne będą dla Ciebie poradniki).

W materiale nauczania zostały omówione zagadnienia dotyczące oceny jakości odlewów,

normalizacji, klasyfikacji i naprawy wad odlewniczych oraz struktury kosztów wytwarzania
odlewu. Oczywiście poradnik zawiera tylko niewielką cześć wiadomości z tego zakresu.
Pragnąc rozwijać swoje umiejętności powinieneś korzystać z literatury. Zarówno
zamieszczonej w tym poradniku, jak i spoza niego. Przy nauce pomocny będzie nauczyciel,
który wskaże Ci czego możesz się dodatkowo nauczyć.

Zamieszczone pytania pozwolą Ci na sprawdzenie, czy posiadasz wystarczającą wiedzę

z odpowiedniego zakresu materiału, jak również czy możesz przystąpić do wykonania
ćwiczeń. Jeżeli odpowiedzi będą poprawne to możesz przejść do dalszego etapu. Jeżeli nie, to
będziesz wiedział gdzie masz luki i co należy uzupełnić. Bardzo ważne jest więc to, abyś
samodzielnie udzielił odpowiedzi.

Kolejnym etapem Twojej pracy będzie wykonanie ćwiczeń, których celem jest

uzupełnienie i utrwalenie informacji teoretycznych oraz nabycie umiejętności praktycznych.
Po wykonaniu zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź poziom swoich postępów wykonując test
Sprawdzian postępów, zamieszczony zawsze po podrozdziale.

Ostatnim etapem będzie przedstawienie nauczycielowi do oceny wykonanego ćwiczenia.

Jest to bodajże najważniejsze. Tylko wykonanie ćwiczeń praktycznych na odpowiednim
poziomie jakości pozwoli Ci dalej zdobywać umiejętności niezbędne w zawodzie modelarza
odlewniczego.

Ćwiczenia mogą być takie jak zaproponowane w poradniku lub inne, zaproponowane

przez nauczyciela.

Poznanie przez Ciebie wszystkich lub określonej części poradnika będzie stanowiło dla

nauczyciela podstawę przeprowadzenia sprawdzianu poziomu przyswojonych wiadomości
i ukształtowanych umiejętności. W tym celu nauczyciel posłuży się „Zestawem zadań

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

testowych” zawierającym różnego rodzaju zadania. W poradniku jest zamieszczony
przykładowy test.

Miejsce jednostki modułowej w strukturze modułu 722[01].O1 „Podstawy odlewnictwa”

jest wyeksponowane na schemacie zamieszczonym na stronie 5.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp

i instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Główne
zagrożenia podczas pracy w modelarni i odlewni to obrabiarki do obróbki drewna, zapylenie
powietrza, aktywne chemicznie materiały, wysoka temperatura i kontakt z ciekłym metalem.
Wiadomości dotyczące tych czynników znajdziesz w jednostce modułowej 722[01].O1.01
„Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska”.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

722[01].O1.04

Porównywanie metod wykonania odlewów

722[01].O1.05

Ocenianie jakości odlewów

722[01].O1.06

Organizowanie produkcji odlewów

722[01].O1

Podstawy odlewnictwa

722[01].O1.01

Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy,

ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska

722[01].O1.02

Stosowanie zasad eksploatacji maszyn i urządzeń

722[01].O1.03

Charakteryzowanie procesu wykonania odlewu

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przed przystąpieniem do realizacji programu jednostki modułowej „Ocenianie jakości

odlewów” powinieneś umieć:
− zastosować terminologię techniczną związaną z eksploatacją maszyn odlewniczych,

− rozpoznawać podstawowe elementy maszyn i urządzeń eksploatowanych w

odlewnictwie,

− dokonać oceny stanu technicznego użytkowanych maszyn i urządzeń,

− stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska i ochrony

przeciwpożarowej,

− charakteryzować sposoby formowania i metody odlewania,
− porównywać różne technologie odlewania,

− charakteryzować przebieg procesu tworzenia się odlewu w formie odlewniczej,

− charakteryzować zjawiska fizyczne i chemiczne zachodzące podczas odlewania,
− interpretować zasady prawidłowej konstrukcji odlewu, układu wlewowego i nadlewu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− zastosować terminologię techniczną,

− określić pojęcie jakości,

− rozróżniać wady odlewów i określić przyczyny ich powstawania,
− scharakteryzować metody wykrywania oraz naprawy wad odlewów,

− określić zadania kontroli wstępnej, międzyoperacyjnej i ostatecznej,

− wyjaśnić związek między jakością odlewu a kosztami produkcji,
− wyjaśnić wpływ cech modelu na jakość odlewu,

− określić sposoby naprawy braków odlewniczych,

− określić warunki odbioru technicznego odlewów,
− posługiwać się obowiązującymi normami do ustalenia dopuszczalnych odchyłek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Jakość odlewu i jej wpływ na koszty wykonania

4.1.1. Materiał nauczania

Najważniejsze czynniki charakteryzujące jakość odlewu to:

− dokładność wymiarów,
− dokładność powierzchni,

− dokładność kształtu,
− jakość struktury materiału,

− własności mechaniczne i chemiczne materiału.

Dlatego już przy uruchomieniu produkcji serii odlewów musi być przeprowadzona

dokładna analiza wymagań postawionych dla tych odlewów. Wymagania te stawiane przez
zamawiającego zwykle są wysokie, a niekiedy nawet niemożliwe do osiągnięcia. Odlewnia
powinna uzgodnić warunki odbioru technicznego odlewu z zamawiający (kupującym), tak
aby były one możliwe do zrealizowania w warunkach produkcyjnych jak również
satysfakcjonowały odbiorcę. Dokładność wykonania odlewu wiąże się bezpośrednio
z technologią odlewania jaką wybrano do jego wytworzenia. Zależności te pokazuje tabela
nr 1 oraz tabela nr 2. Dokładniejsze metody odlewania zwykle są bardziej kosztowne od
metod mało dokładnych.

Tabela 1. Porównanie dokładności odlewów wykonanych różnymi metodami

Źródło: [1, s.254]

Tabela 2. Jakość powierzchni odlewów w zależności od sposobu wykonania

Źródło: [1, s.256]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Analizując powyższe tabele można dobrać właściwą technologię odlewania dla

konkretnego odlewu. Przykład takiego doboru proponuje ćwiczenie nr 1. Jak widać chcąc
dobrać  właściwą metodę odlewania należy posiąść komplet informacji na temat
produkowanego odlewu a w szczególności :
-  wielkość i ciężar odlewu,
-  materiał odlewu (jego własności odlewnicze),
-  stopień skomplikowania kształtu,
-  żądane tolerancje wymiarów i odchyłki kształtów,
-  żądana dokładność powierzchni,
-  żądane dokładności składu chemicznego i struktury materiału,
-  żądane własności mechaniczne i chemiczne.

Poza wyżej wymienionymi ważna jest też ilość odlewów w serii przewidzianej

do produkcji.

Analiza techniczna i ekonomiczna powinna doprowadzić do wyboru takiej technologii

wykonania odlewu, która zapewni spełnienie wymagań postawionych w warunkach odbioru
przy zachowaniu najniższych kosztów wytworzenia odlewu. Zakres stosowania różnych
metod odlewania pokazuje rysunek 1.

Rys. 1. Zakres stosowalności procesów odlewania w zależności od dokładności wymiarowej, gładkości

powierzchni i ekonomicznej wielkości produkcji (wielkość serii w ilościach sztuk odlewów podano na osi

poziomej).

Odlewanie: a – w formach piaskowych, b – w formach skorupowych, c – w kokilach, d- metodą wytapianych

modeli, e – pod ciśnieniem.

Źródło: [1, s. 257]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ekonomiczne warunki można analizować na podstawie uproszczonych wykresów jak na

rysunku 1 lub też (szczególnie w produkcji masowej) koszty wytworzenia odlewu mogą być
wyliczane szczegółowymi wzorami matematycznymi.
Przykład wzoru określającego obliczenie kosztu odlewu:

K = M + R + W + N + G + B

K – całkowity koszt wykonania odlewu,
M – koszty materiałów wsadowych i koszt topienia,
R – koszt robocizny na wszystkich stanowiskach w procesie wykonania odlewu,
W – koszty wydziałowe (koszty eksploatacji stanowisk pracy),
N – koszt omodelowania i oprzyrządowania,
G – koszty ogólnowydziałowe,
B – koszty braków w serii wykonywanych odlewów.

Udział różnych składników kosztu w produkcji odlewu żeliwnego średniej wielkości

i średnio trudnego przedstawia rysunek nr 2. Rysunek 2a przedstawia koszty odlewu
wykonanego ręcznie z modelu drewnianego natomiast rysunek 2b odlewu wykonanego
maszynowo z metalowej płyty modelowej. Jak widać, głównym składnikiem kosztu w obu
przypadkach jest koszt metalu.

Najłatwiej więc obniżyć koszt odlewu przez zmniejszenie masy odlewu. Można to

uzyskać przez poprawę właściwości mechanicznych żeliwa, a w konsekwencji zmniejszenie
grubości ścian odlewu oraz zawężenie tolerancji wymiarowych i naddatków na obróbkę.
Stosunkowo łatwo w omawianych przypadkach można również zmniejszyć koszt odlewu
przez zmniejszenie liczby braków.

Rys. 2. Udział różnych składników kosztu w ogólnym koszcie odlewu żeliwnego.

Źródło: [1, s.389]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1. Jaki jest wpływ kosztów omodelowania na koszt odlewu?
2. Jaka jest zależność między dokładnością wymiarów i powierzchni odlewu a kosztem jego

wytworzenia?

3.  Jaki udział w kosztach wykonania odlewu ma koszt wykonania formy odlewniczej?
4.  Jaki wpływ na koszt odlewu ma organizacja produkcji odlewni?
5.  Jakie znasz składniki całkowitego kosztu odlewu?
6.  Co rozumiesz pod pojęciem „wysoka jakość odlewu”?
7.  Jaki wpływ na jakość odlewu ma technologia odlewania?
8.  Jaki jest wpływ jakości modelu na jakość odlewu?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie rysunku 1 i tabeli 2 zaproponuj ekonomicznie i technicznie uzasadnioną

metodę odlewania dla serii średnio skomplikowanych odlewów (1000szt), dla których żądana
jakość powierzchni określona jest znakiem: R

= 20 (dopuszczalna wysokość nierówności

powierzchni określona w mikrometrach zgodnie z PN).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby prawidłowo wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się ze szczegółowym opisem, rysunkami i tabelami (materiał nauczania

pkt.4.1.1.),

2)  przeprowadzić analizę danych w zadaniu,
3)  zorganizować stanowisko pracy,
4)  dobrać optymalną technologię odlewania dla postawionych warunków,
5)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
6)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier formatu A4,

− rysunek nr 1 i tabela nr 2 materiału nauczania,
− długopis,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Podaj trzy składniki całkowitego kosztu odlewu, oraz zaproponuj sposób obniżenia

każdego z nich.

Składniki całkowitego kosztu odlewu

Propozycje obniżenia wielkości kosztu

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby prawidłowo wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeanalizować materiał nauczania (pkt.4.1.1.)

2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,

3) przeanalizować wykresy i wzór określający koszt odlewu,

4) wypełnić tabelę,

5) zaprezentować efekty swojej pracy,

6) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− kartka papieru formatu A4 z tabelą zadania,

− długopis,
− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3
Zapisz w tabelce czynniki określające jakość odlewu.

Czynniki charakteryzujące niską jakość

odlewania

Czynniki charakteryzujące wysoką jakość

odlewania

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby prawidłowo wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeanalizować materiał nauczania (pkt.4.1.1.),

2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,

3) przeanalizować różne technologie odlewania na podstawie tabel i rysunków,

4) wypełnić tabelę,

5) zaprezentować efekty swojej pracy,

6) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− kartka papieru formatu A4 z tabelą zadania,
− długopis,

− literatura z rozdziału 6.

4.1.4. Sprawdzian postępów:

Czy potrafisz: Tak Nie
1) określić czynniki charakteryzujące jakość odlewu?

2) dobrać ekonomicznie uzasadnioną metodę odlewania do wytworzenia

odlewu?

3) określić informacje wstępne potrzebne do wyboru metod odlewania?

4) nazwać składniki całkowitego kosztu wykonania odlewu?

5) interpretować parametry chropowatości (zgodnie z PN określającej

jakość powierzchni odlewu)?

6) określić zależność wielkości tolerancji wymiarów odlewu od wielkości

wymiarów tego odlewu i metody odlewania?

7) odróżnić odlew wysokiej jakości od odlewu niskiej jakości?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Klasyfikacja wad odlewniczych i analiza przyczyn ich

powstawania

4.2.1. Materiał nauczania

Klasyfikacja wad odlewniczych

Odlewy wykazujące wady najczęściej nie nadają się do użytku i są zaliczane do braków.

Koszt ich obciąża produkcję i pogarsza wskaźniki techniczno – ekonomiczne odlewni.
Dlatego też należy przestrzegać dyscypliny technologicznej oraz stosować samokontrolę
wykonywanych czynności i operacji prowadzących do wytworzenia odlewu.

Usystematyzowanie (klasyfikacja) wad odlewniczych ma duże znaczenie praktyczne

gdyż umożliwia jednoznaczne określenie rodzaju wady i ułatwia poprawę jakości odlewów.

Znormalizowana klasyfikacja dzieli wady odlewnicze na pięć grup:

− wady kształtu,

− wady powierzchni surowej,

− przerwy ciągłości,
− wady wewnętrzne,

− wady materiału.

Klasyfikację wad odlewów zgodnie z polską normą przedstawia tabela 3.

Tabela 3. Klasyfikacja wad odlewów (wg PN-85/H-83105)

Nazwa grupy Nazwa wady

Opis wady

Uszkodzenie
mechaniczne

Mechaniczne uszkodzenie powstałe przy wybijaniu
odlewu lub podczas oczyszczania: wyszczerbienie,
odłamanie, zbicie krawędzi itp.

Niedolew

Spowodowany niezupełnym wypełnieniem formy
ciekłym metalem: stępione kontury, brak niektórych
części

Guz

Miejscowa wypukłość na powierzchni odlewu
spowodowana np. zmianą kształtu wnęki formy

Zalewka

Cienka warstwa metalu występująca na odlewie
w miejscach niedokładnego złożenia formy i rdzeni

Niedotrzymanie
wymiarów lub
masy

Przekroczenie dopuszczalnych tolerancji
wymiarowych lub masy odlewu

Przestawienie

Wzajemne przesunięcie części odlewu

Wypchniecie

Zmiana kształtu spowodowana odkształceniem
wnęki formy pod działaniem ciśnienia metalu

Wady
kształtu
(grupa 1)

Wypaczenie

Odkształcenie podłużne odlewu

Chropowatość

Nierówności występujące na powierzchni odlewu

Żyłki

Nierówności spowodowane pęknięciami na
powierzchni wnęki form wypełnionymi metalem

Zdarcie

Płaska narośl na odlewie spowodowana erozją
powierzchni wnęki formy przez metal

Przypalenie

Warstewka spieczonej masy przywartej do odlewu

Wady
powierzchni
surowej
(grupa 2)

Wżarcie

Warstewka spieku metalu, ziarn masy i żużla

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Pęcherz
zewnętrzny

Zagłębienie o kształcie zbliżonym do kulistego

Ospowatość

Skupienia płytkich wgłębień kształtu półkulistego

Nakłucia

Drobne, wydłużone pęcherzyki, zwykle 2÷3 mm
pod powierzchnią odlewu

Obciągnięcia

Płytkie, wyraźne wgłębienia spowodowane
skurczem stopu

Fałda

Wąska szczelina z zaokrąglonymi brzegami
powstała w wyniku niezupełnego połączenia się
dwóch strumieni ciekłego metalu

Strup

Nieregularna narośl na powierzchni utworzona
z metalu wymieszanego z materiałem formierskim

Blizna

Płytkie, dość długie i rozgałęzione zagłębienia
z gładkimi ściankami o małym spadku

Rakowatość

Większe zagłębienie wypełnione materiałem
formierskim lub żużlem

Zaprószenie

Grupy materiału formierskiego lub żużla osadzone
w odlewie

Wgniecenie

Zagłębienie będące odbiciem zgniecionej masy

Nalot

Skupiska tlenków metali

Pęknięcie na
gorąco

Wąska, nieregularna szczelina widoczna na
powierzchni odlewu jako rysa pokryta tlenkami

Naderwanie

Wyraźna, rozgałęziona szczelina

Pękniecie
między-
krystaliczne

Wada odlewów z metali nieżelaznych

Pęknięcia na
zimno

Wąska szczelina o powierzchni ziarnistej na ogół
bez nalotu tlenków

Przerwy
ciągłości
(grupa 3)

Niespaw

Wąska szczelina o zaokrąglonych brzegach powstała
w wyniku niepołączenia się dwóch strumieni metalu

Bąbel

Pustka w materiale odlewu o stosunkowo dużej
objętości, wydłużonym kształcie, "Występująca na
ogół pod powierzchnią odlewu w miejscach
nieodpowietrzonych

Pęcherz

Pustka w materiale odlewu o kształcie kulistym
i gładkich ściankach

Sitowatość

Skupisko licznych, drobnych, blisko siebie
położonych pustek

Jama skurczowa Pustka o kształcie zazwyczaj stożkowym,

o szerokiej powierzchni

Rzadzizna

Gęste zgrupowanie drobnych pustek o ostrych
konturach i chropowatych ściankach

Zażużlenie

Skupiska żużla rozmieszczone w masie metalu

Zapiaszczenie

Skupiska materiału formierskiego w masie metalu

Zimne krople

Pokryte tlenkami, zakrzepłe krople metalu nie-
spojone z materiałem odlewu

Wady
wewnętrzne
(grupa 4)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obcy metal

Niestopione kawałki składników stopowych lub
przedmioty metalowe osadzone w metalu,
niecałkowicie z nim spojone

Niezgodność
struktury

Niezgodność mikro- i makrostruktury z normami
i warunkami technicznymi

Zabielenie

Wada odlewów z żeliwa szarego

Niejednorodność
materiału

Niejednorodność struktury, twarde miejsca

Niezgodność
składu
chemicznego

Odstępstwo od dopuszczalnych różnic zawartości
składników stopowych

Niezgodność
właściwości
mechanicznych

Niedotrzymanie wymaganych właściwości
mechanicznych

Wady
materiału
(grupa 5)

Niezgodność
właściwości
technologicznych

Niedotrzymanie wymaganych właściwości
technologicznych, jak: ścieralność, skrawalność,
szczelność itp.

Źródło: [1, s.280]

Typowe wady odlewnicze można również znaleźć w literaturze specjalistycznej pokazane

na fotografiach. Przykład takiej fotografii znajduje się poniżej.

Rys. 3. Przykład zdjęcia wady odlewniczej – Wada wewnętrzna – Jama skurczowa

Źródło: [3, s.299]

Ujawnione wady (braki) powinny być ewidencjonowane według liczby i rodzajów.

Prawidłowa ewidencja wadliwych odlewów umożliwia nie tylko stwierdzenie liczby braków,
lecz również powinna być pomocna przy analizie przyczyn ich powstawania. Aby warunki te
mogły być spełnione, sprawozdanie musi podawać rodzaje braków według klasyfikacji wad
zgodnie z PN-85/H-83105. Ponadto ewidencja wad powinna być wykonywana na bieżąco
i dostarczana kierownictwu odlewni, dla opracowania środków zaradczych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Analiza przyczyn powstawania wad odlewów

Różnorodność wad odlewów jest spowodowana dużym zróżnicowaniem materiałów

głównych i pomocniczych biorących udział w wytwarzaniu odlewów oraz operacji
technologicznych przy tym wykonywanych. Warunki te utrudniają jednoznaczne określenie
przyczyn powstawania danej wady, tym bardziej, że jedna wada może być wywołana kilkoma
przyczynami i odwrotnie jedna przyczyna może spowodować kilka wad.

W tych warunkach analiza przyczyn powstawania wad odlewu jest utrudniona i może się

opierać na stopniowej ich eliminacji przez kolejny przegląd prawidłowości wykonywanych
operacji technologicznych, jakości stosowanych materiałów i oprzyrządowania oraz
technologicznych konstrukcji odlewu.

W ten sposób przeprowadzona analiza zapewnia wykrycie przyczyny lub przyczyn

powodujących powstanie danej wady i umożliwia jej usunięcie.

Analiza przyczyn powodujących powstawanie wad odlewów jest więc trudna,

pracochłonna i wymaga dużej wiedzy i doświadczenia. Dlatego w każdej wytwórczości,
a szczególnie w odlewnictwie doniosłe znaczenie ma sumienność, fachowość oraz
samokontrola pracowników wykonujących poszczególne operacje i czynności występujące
w technologii odlewniczej. Cechy te w połączeniu z przestrzeganiem dyscypliny
technologicznej oraz dobrą organizacją pracy będą dopiero gwarantować wysoką jakość
odlewów i minimalną liczbę braków.
Przyczyny powstawania niektórych wad odlewów pokazuje tabela nr 4

Tabela 4. Przyczyny powstawania niektórych wad odlewniczych

Grupy wad

odlewów

Wady powierzchni surowej

Przerwy
ciągłości

Wyszczególnienia

chropowato

ść

przypalanie

żarci

nak

łucia

łda

strup

blizn

rakowato

ść

zaprós

zen

pę

kni

ęcia na gor

ąco

pę

kni

ęcia na zimno

nie s

paw

Przyczyny WZ1

201 2014 2015 205 207 208 209 210 2101 301 302 303

Konstrukcja lub
rysunek

x o o

Model, rdzennica,
płyta modelowa

o o o o

Maszyny, urządzenia,
oprzyrządowanie

Materiał formierski

x x o o o o o

Wykonanie formy
i rdzenia

x x x x x x o

Składanie formy
i rdzeni

x o

Ciekły metal

o o o o x

Zalewanie

o x o x o o x

Wybijanie,
oczyszczanie, obróbka
cieplna, transport

o x

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 4. Ciąg dalszy

Grupy wad

odlewów

Wady kształtu Wady

wewnętrzne

Wyszczególnienia

mech

anic

zne

uszkodzenia

niedolew

guz

zal

ewka

Niedotrzy

ywanie

ęż

arów lub

miarów

przes

tawi

enie

wypchni

ęci

wypaczen

bą

bel

pę

cher

sitowato

ść

, poro

ato

ść

jama skurczowa

żu

żlen

zimn

e krople

obcy metal

Przyczyny

WZ1

101 102 103 104

105 1051 1052 1053 401 402 4021 403 404 506 407

Konstrukcja lub rys.

o o x o o x o

Model, rdzennica,
płyta modelowa

o o x o o

Maszyny, urządzenia,
oprzyrządowanie

Materiał formierski

o o o o o x x

Wykonanie formy
i rdzenia

o x x o o o x o x x x o o o o

Składanie formy
i rdzeni

o x o x o o o x

Ciekły metal

o o o o o o

Zalewanie

x o o x x o x x x

Wybijanie,
oczyszczanie,
obróbka cieplna,
transport

x o o

Przyczyny dominujące oznaczono przez x, przyczyny pośrednie oznaczono przez o.

Liczby pod nazwami wad określają symbol cyfrowy wady

Źródło [3 s.136]

Wady odlewów mogą być spowodowane:

1.  złą konstrukcją lub błędnie wykonanym rysunkiem odlewu,
2.  wadliwie wykonanym modelem, rdzennicą i płytą modelową,
3.  niesprawnością maszyny, urządzenia lub oprzyrządowania,
4.  nieodpowiednim materiałem formierskim,
5.  złym wykonaniem formy lub rdzenia,
6.  wadliwym złożeniem formy i rdzeni,
7.  nieodpowiednim przygotowaniem ciekłego metalu,
8.  nieodpowiednim zalewaniem,
9.  niepoprawnym wybijaniem, oczyszczaniem, obróbką cieplną i transportem.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1. Co nazywamy wadą odlewniczą?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2.  Jakie grupy podaje znormalizowana klasyfikacja wad odlewniczych?
3.  Jakie znasz wady materiału?
4.  Jakie znasz wady przerwy ciągłości?
5.  Jakie znasz wady powierzchni surowej?
6.  Jakie znasz wady kształtu?
7.  Jakie wady może spowodować nieodpowiednie zalanie formy?
8.  Jakie wady może spowodować wadliwie wykonany model?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Podaj po jednej nazwie wady odlewniczej każdej z pięciu znormalizowanych grup wad

oraz krótko scharakteryzuj przyczynę powstania tej wady.

Sposób

wykonania

ćwiczenia

Aby

wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2)  zapoznać się z materiałem nauczania,
3)  podać w punktach po jednej nazwie wady odlewniczej z każdej z pięciu grup,
4)  dla każdej wybranej wady określić możliwe przyczyny jej powstania,
5)  zaprezentować efekty swojej pracy,
6)  dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy :

− papier formatu A4,
− długopis,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Dla podanych operacji wytwarzania odlewu podaj po jednej nazwie wady, która mogła

powstać na tym etapie oraz prawdopodobną przyczynę jej powstania.

Operacja procesu

technologicznego odlewu

Nazwa wady

Przyczyna powstania wady

Wykonanie modelu

Formowanie formy
piaskowej

Wykonanie kokili

Przygotowanie ciekłego
metalu do zalania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby

wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2)  przeanalizować treść zadania i załączonej tabeli,
3)  zapoznać się z materiałem nauczania,
4)  zapisać w tabeli nazwy wybranych wad,
5)  określić prawdopodobne przyczyny powstania wskazanych wad,
6)  zaprezentować efekty swojej pracy,
7)  dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

-  papier formatu A4 z tabelką,
-  długopis,
-  literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Nazwij wady odlewnicze możliwe do wykrycia gołym okiem. Naszkicuj odlew tulei

w ten sposób aby widoczna była na nim jedna z wcześniej nazwanych wad oraz uzasadnij
przyczynę jej powstawania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby

wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2)  przeanalizować treść zadania,
3)  zapoznać się z materiałem nauczania,
4)  wypisać żądane nazwy wad odlewniczych,
5)  naszkicować odlew tulei z wyraźnie uwidocznioną wadą odlewniczą,
6)  zaznaczyć i nazwać odnośnikiem tę wadę,
7)  uzasadnić przyczynę powstawania tej wady,
8)  zaprezentować efekty swojej pracy,
9)  dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy :

− papier formatu A4,

− długopis,
− literatura z rozdziału 6.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz : Tak Nie
1) nazwać wady odlewu?

2) wykonać szkice odlewu z uwzględnieniem wad odlewniczych?

3) określić zalety normalizacji wad odlewniczych?

4) podać przyczyny powstawania wad odlewniczych?

5) określić związek między konkretną wadą odlewniczą i jej przyczyną?

6) rozpoznać wadę odlewniczą na podstawie fotografii i oryginału odlewu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.

Metody wykrywania i naprawy wad

4.3.1. Materiał nauczania

Sposoby wykrywania wad odlewów

Wykrywanie wad odlewów należy do obowiązków kontroli technicznej oraz

pracowników wykonujących czynności oczyszczania i wykończania odlewów. Ze względów
ekonomicznych istotne jest jak najwcześniejsze wykrycie wadliwego odlewu. Im później
wada zostanie wykryta, tym większy będzie nakład pracy potrzebny do wykonania odlewu,
a zatem większe straty ekonomiczne.

Jakość wykonania odlewów jest oceniana na podstawie:

− oględzin zewnętrznych,

− kontroli wymiarowej,

− badań nieniszczących,
− badań w warunkach zbliżonych do eksploatacyjnych,

− badań materiału.

Badania materiału odlewu to: analiza chemiczna, badania wytrzymałościowe, badania

metalograficzne, próby technologiczne, badania właściwości fizycznych.

Oględziny zewnętrzne umożliwiają przede wszystkim wykrycie wad powierzchni

i przerw ciągłości oraz wady kształtu. W niektórych przypadkach możliwe jest również
wykrycie wad wewnętrznych. Ma to miejsce w przypadku wad znajdujących się blisko
powierzchni odlewu. Niektóre wady występują w parze z innymi. Na przykład pęcherze
zewnętrzne, nakłucia i ospowatość wskazują, że w głębi odlewu mogą istnieć pęcherze, fałdy
- niespawy, strupy i zaprószenia - zapiaszczenia, rakowatość - zażużlenia, i obciągnięcia -
jamy lub rzadzizny skurczow.

Pęknięcia lub inne przerwy ciągłości można również rozpoznać po dźwięku uderzonego

odlewu. Odlew bez tych wad wydaje dźwięk czysty, odlew wadliwy zaś dźwięk głuchy.

Kontroli wymiarowej poddaje się wszystkie odlewy obrabiane skrawaniem oraz

tolerowane w stanie surowym. Najbardziej uniwersalnym sposobem kontroli wymiarowej
odlewów jest trasowanie. Jest to jednak bardzo kosztowne i pracochłonne. Z tego względu
trasowanie jest stosowane tylko do kontroli próbnej serii odlewów.

W normalnym toku produkcji przeprowadza się kontrolę wymiarową za pomocą narzędzi

pomiarowych oraz sprawdzianów kształtu i wymiaru.
Niektóre z nich pokazuje tabela 5.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby uzyskać wystarczająco dokładne wyniki pomiaru, należy przestrzegać następujących

zasad:
− kontrolę wymiarową należy wykonywać po dokładnym oczyszczeniu odlewu, usunięciu

przypadkowych nierówności itp.,

− przed sprawdzeniem wymiaru trzeba upewnić się, czy powierzchnie ograniczające dany

wymiar nie uległy wypaczeniu, skrzywieniu lub innym zmianom kształtu,

− należy dobrać właściwe podstawy pomiarowe,
− podczas pomiaru nie można opierać przyrządu pomiarowego na przypadkowych

nierównościach,

− każdy pomiar należy kilkakrotnie powtórzyć, aby uniknąć pomyłek w odczycie itp.

Przy kontroli wymiarowej należy pamiętać, że wymiar odlewu może różnić się od

wymiaru nominalnego podanego na rysunku surowego odlewu. Dopuszczalne odchyłki
wymiarów i masy odlewów są ujęte w normach dotyczących tolerancji wymiarowych
odlewów:
− dla odlewów z żeliwa szarego - w PN-72/H-83104,

− dla odlewów ze staliwa - w PN-72/H-83154,
− dla odlewów ze stopów metali nieżelaznych - w PN-74/H-83207.

W niektórych przypadkach przeprowadza się również kontrolę masy odlewu. Kontrola

taka może dawać wskazówkę o zachowaniu grubości ścianek odlewu. Zagadnienie to ma
decydujące znaczenie w przypadku odlewów pracujących pod ciśnieniem w wysokich
temperaturach lub pod znacznymi obciążeniami.

Oględzinom zewnętrznym i kontroli wymiarowej poddaje się prawie wszystkie odlewy.

Dla wielu z nich te dwie metody badania są wystarczające. Inne odlewy, które powinny mieć
odpowiednią wytrzymałość, szczelność, odpowiednie właściwości fizyczne itp., poddaje się
badaniom szczegółowym, najczęściej metodami nie prowadzącymi do zniszczenia odlewu.
Badania takie nazywamy badaniami nieniszczącymi. Należą do nich badania: penetracyjne,
radiologiczne, ultradźwiękowe, magnetyczne i elektromagnetyczne.

Badania penetracyjne służą do wykrywania przerw ciągłości, nieszczelności i niektórych

wad wewnętrznych. Odlew przed próbą powinien być oczyszczony i odtłuszczony.
Najczęściej stosowana metoda polega na zanurzeniu odlewu w nafcie podgrzanej do 50÷70°C
na 20÷30 min. Po wyjęciu i osuszeniu przedmiot ostukuje się młotkiem, a przez szczeliny
w miejscach pęknięć wydostaje się nafta. Jako penetratorów używa się często mieszaniny
nafty z olejami lub benzyną, zwiększającymi lub zmniejszającymi lepkość cieczy. Aby
ułatwić obserwację, do penetratorów dodaje się barwników lub pokrywa powierzchnię
odlewu farbą kredową. Wydzielająca się ze szczelin nafta zaciemnia farbę, dokładnie
wskazując miejsce wadliwe.

Szczególną odmianą metody penetracyjnej jest badanie odlewu na szczelność przez

napełnienie go cieczą pod ciśnieniem. Tą metodą bada się np. odlewy zbiorników, żeberek
kaloryferowych itp. Konieczne w tym przypadku jest wykonanie odpowiednich urządzeń
zamykających wszystkie otwory odlewu i wyposażenie ich w urządzenia do uzyskania
odpowiedniego ciśnienia cieczy.

Badania radiologiczne polegają na wykorzystaniu zjawiska osłabienia promieni przy

przejściu przez różne materiały. Radiologia umożliwia rejestrowanie wad na błonie
fotograficznej (radiografia) lub na ekranie (radioskopia). W miejscu występowania wady (np.
pęcherzy, zażużlenia lub zapiaszczenia) promieniowanie jest mniej osłabione, co powoduje

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

większe zaczernienie błony. Zanieczyszczenia w postaci wtrąceń metalicznych
(ochładzalniki, podpórki rdzeniowe itp.) będą dawały jasny obraz.

W badaniach tych stosuje się głównie lampy rentgenowskie (promienie X) lub

pierwiastki promieniotwórcze emitujące promienie γ (gamma).

Badania ultradźwiękowe polegają na badaniu przechodzenia fal ultradźwiękowych

wytwarzanych za pomocą generatorów piezoelektrycznych. Od miejsc, w których występują
wady, fale zostają odbite i wracają do przetwornika. W przetworniku fale odbite są
zamieniane na impulsy elektryczne, dające obraz na lampie oscyloskopowej.

Badania magnetyczne polegają na wytworzeniu w odlewie pola magnetycznego

i rejestracji jego zmian spowodowanych wadami odlewu. Zmiany te mogą być rejestrowane
na powierzchni odlewu lub na specjalnym przyrządzie. Odlew po dokładnym oczyszczeniu
i odtłuszczeniu posypuje się proszkiem ferromagnetycznym (metoda sucha) lub zawiesiną
proszku w oleju (metoda mokra). Po wytworzeniu pola magnetycznego cząstki proszku
skupiają się nad miejscem występowania wady.

Badania w warunkach zbliżonych do warunków eksploatacyjnych to głównie badania

odlewów pod zmiennymi obciążeniami, badania pod ciśnieniem, badania dynamiczne itp.
Mają one na celu sprawdzenie konstrukcji odlewów przeznaczonych na odpowiedzialne
części maszyn, które w przypadku zniszczenia mogłyby być przyczyną dużych strat lub
wypadków.

Niekiedy stosuje się niszczące metody badania odlewów, np. przez przecinanie ich

w miejscach, w których przypuszcza się, że istnieje wada. Przeprowadza się je głównie
w przypadku odlewów próbnych, aby określić miejsca powstawania jam skurczowych itp.
i ewentualnie zmienić kształt modelu, dodać nadlewy itp.

Właściwości mechaniczne odlewów określa się jedną z następujących metod:

− na próbkach wyciętych ze ścianek odlewu,

− na próbkach przylanych do odlewu,
− na próbkach odlanych oddzielnie.

Normalizacja metod wykrywania wad

Kontrola wad odlewniczych dokonywana jest zgodnie z obowiązującymi normami.

Sposoby wykrywania wad dla konkretnego odlewu są określone w warunkach odbioru
uzgodnionych między odlewnią (producentem) a odbiorcą. Warunki te oparte są na treści
norm określających szczegółowo konkretne badanie.

Protokół badania odlewu powinien zawierać co najmniej:

− powołanie się na normę np. EN 12680-1 (ultradźwiękowe badanie odlewów staliwnych),

− parametry badanego odlewu,

− parametry użytego aparatu i stosowanych głowic,
− zastosowane techniki badania,

− wszystkie parametry zapisane wskazaniami podczas badań (np. spadek echa z opisem),

− data badań i nazwisko osoby odpowiedzialnej.

Obecnie następuje duża reorganizacja w oznaczeniach i nazewnictwie norm, które

w przemyśle mogą być używane według starego systemu oznaczeń np. PN-72/H-83104
(norma dotycząca tolerancji wymiarów dla odlewu), lub też według nowego systemu

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

oznaczeń np. PN-EN583-1 (norma dotycząca badań ultradźwiękowych. Nowy system
oznaczeń norm wchodzących do przemysłu w swoim oznaczeniu zawiera symbol „EN”.

Naprawa wad

W zależności od rodzaju wady oraz charakteru pracy odlewu naprawę odlewów

wykonuje się metodami ślusarskimi, przez spawanie, lutowanie, w drodze metalizacji
natryskowej lub przez nasycanie odlewów impregnatami.

Metody ślusarskie to zaklepywanie, czopowanie i tulejowanie.
Zaklepywanie stosuje się w przypadku niewielkich wad, niewidocznych gołym okiem,

a wykrywalnych metodą penetracyjną. Miejsce, w którym wydziela się penetrant, zastępuje
się ostro zakończonym młotkiem. Metoda ta nie gwarantuje pełnej skuteczności naprawy.

Wady powierzchniowe lub podpowierzchniowe o wymiarze nie większym od 20 mm

można naprawiać przez czopowanie. Czop jest wkręcany lub wciskany w otwór wywiercony
w miejscu występowania wady. W przypadku gdy wada występuje na powierzchni otworu,
stosuje się tulejowanie. Tuleję, podobnie jak czop, wkręca się lub wciska w rozwiercony do
odpowiedniej średnicy otwór. Elementy wciskane pokrywa się uprzednio szkłem wodnym lub
minią zmieszaną z wazeliną. Wadą tych metod jest możliwość rozluźnienia się połączeń.

Klasyfikację i zakres stosowania metod naprawy odlewów przez spawanie podano

w tabeli 6.

Tabela 6. Klasyfikacja i zakres stosowania metod naprawy odlewów przez spawanie

Sposób spawania

Zakres stosowania, zalety, wady

Elektrycznie stalową
elektrodą nie otuloną

Odlewy staliwne niskowęglowe, spoina krucha i porowata

Elektrycznie stalową
elektrodą otuloną

Staliwa węglowe, stopowe i żeliwa przy zastosowaniu różnych
otulin. Lepsza jakość spoiny; skłonność do utwardzeń i pęknięć
przy staliwie o zawartości węgla powyżej 0,25%

Elektrycznie na zimno,
elektroda ze stopu Monela

Żeliwa. Spoina miękka, obrabialna, wytrzymałość ok. 75%
wytrzymałości materiału odlewu

Elektrycznie na zimno,
elektroda miedziana owinięta
taśmą stalową

Cienkościenne odlewy, żeliwne, małoodpowiedzialne. Spoina
obrabialna, wytrzymałość 50÷60% wytrzymałości materiału
odlewu

Elektrycznie na zimno,
wiązka elektrod: stal-miedź-
mosiądz

Żeliwo, spoina obrabialna o wytrzymałości bliskiej
wytrzymałości spawanego żeliwa

Elektrycznie na gorąco,
elektroda stalowa, otulona

Staliwa wysokowęglowe i stopowe. Wyższa jakość spoiny niż
przy spawaniu na zimno

Elektrycznie na gorąco,
elektroda żeliwna

Żeliwo. Wysoka jakość spoiny

Elektrycznie na zimno,
elektroda z metali
nieżelaznych

Odlewy ze stopów metali nieżelaznych. Duża szybkość
spawania; jakość gorsza niż przy spawaniu gazowym

Acetylenowo

Prawie wszystkie tworzywa odlewnicze

Sposobem odlewniczym

Odlewy grubościenne. Wysoki koszt

Termitowo

Odlewy staliwne lub żeliwne o grubych przekrojach. Połączenia
niepewne

Źródło: [1, s.288]

Spawanie na zimno przeprowadza się bez podgrzewania odlewu, spawanie na gorąco po

ogrzaniu odlewu do temperatury 600÷700°C. Przed przystąpieniem do spawania naprawiane
miejsca należy zukosować. (pęknięcia) lub wyciąć wadę powierzchniową. W przypadku

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

odlewów żeliwnych spawanych na zimno korzystne jest wkręcanie w zukosowane brzegi
stalowych wkrętów (rys. 4). Wzmacnia to połączenie spoiny z odlewem.

Naprawiane miejsce po wycięciu powinno być dobrze oczyszczone i wolne od tlenków.

Po zaformowaniu odlewu w formie odtwarzającej kształt przylewanej części podgrzewamy
go do temperatury 800÷900°C. Ciekłe żeliwo przelewamy przez czas potrzebny do
zamknięcia powierzchni spawanej, po czym zamykamy otwór przelewowy i przerywamy
dopływ ciekłego żeliwa. Do spawania używa się przegrzanego żeliwa o większej niż
w odlewie zawartości krzemu.

Rys. 4. Przygotowanie odlewu żeliwnego do spawania – rozmieszczenie stalowych wkrętów

Źródło: [1, s.289]

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania
przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1.  Jakie znasz metody naprawiania wad odlewniczych?
2.  Jakie znasz sposoby wykrywania wad odlewniczych?
3.  Jakie wady odlewnicze można wykryć przez obserwację nie uzbrojonym okiem?
4.  Jak można wykryć wady wewnętrzne materiału?
5.  Jakie znasz urządzenia (przyrządy) do wykrywania wad odlewniczych?
6.  Jakie korzyści wynikają z normalizacji badań wad odlewniczych?
7.  Kiedy naprawa wady odlewniczej nie jest uzasadniona?
8.  Dlaczego badanie odlewów (np. badanie ultradźwiękowe) powinno być szczegółowo

określone i wyniki zapisane w protokole badań?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Naszkicuj odlew płyty z dwoma otworami. Uzasadnij kiedy do kontroli rozstawienia

otworów użyjemy przyrządów pomiarowych a kiedy sprawdzianów. Naszkicuj sprawdzian,
który można zastosować do oceny jakości rozstawu analizowanych otworów.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby

wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2)  zapoznać się z materiałem nauczania,
3)  przeanalizować treść zadania,
4)  naszkicować odlew płyty z dwoma otworami,
5)  uzasadnić w jakiej produkcji takiej płyty do sprawdzania rozstawu otworów użyjemy

uniwersalnych przyrządów pomiarowych, a kiedy sprawdzianów,

6)  naszkicować sprawdzian możliwy do zastosowania w zadaniu,
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8)  dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier formatu A4,
− długopis,

− ołówek,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Naszkicuj odlew wałka trzystopniowego. Jakie wady tego odlewu można określić za

pomocą przymiaru kreskowego i macek zewnętrznych, a jakie poprzez oględziny zewnętrzne?

Sposób

wykonania

ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  zapoznać się z materiałem nauczania,
3)  przeanalizować tabelę narzędzi pomiarowych,
4)  określić nazwy wad odlewu możliwych do sprawdzenia narzędziami podanymi w zadaniu

oraz możliwe do wykrycia przez oględziny zewnętrzne,

5) zaprezentować efekty swojej pracy,
6) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy :

− papier formatu A4,

− długopis,

− ołówek,
− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Nazwij kolejne czynności jakie należy wykonać w celu przygotowania odlewu żeliwnego

do naprawy, tak jak pokazuje rysunek 4.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zorganizować stanowisko pracy,
2)  przeanalizować technologię naprawy odlewów żeliwnych,
3)  przeanalizować rysunek nr 4 (przygotowanie odlewu żeliwnego do spawania),
4)  wypisać kolejne czynności przygotowania odlewu do spawania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5) zaprezentować efekty swojej pracy,
6) dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy :

− papier formatu A4 z rysunkiem odlewu przygotowanego do spawania,

− długopis,

− literatura z rozdziału 6.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz: Tak Nie
1) rozpoznać zewnętrzne wady odlewu okiem nie uzbrojonym?

2) scharakteryzować pracę przyrządów do badania wad wewnętrznych?

3) scharakteryzować metody naprawy odlewu?

4) określić korzyści wynikające z normalizacji badań wad odlewniczych?

5) określić, co powinien zawierać protokół badań

np. dla badań ultradźwiękowych odlewu?

6) określić, kiedy naprawa odlewu jest uzasadniona technicznie i ekonomicznie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Kontrola wstępna, międzyoperacyjna i ostateczna.

Braki odlewnicze i ich wpływ na koszty wykonania

4.4.1.Materiał nauczania

Osiągnięcie wysokiego poziomu jakości produkcji w odlewni, jest możliwe przy

zapewnieniu trzech podstawowych czynników, którymi są:
− prawidłowa organizacja produkcji,
− nowoczesne metody technologiczne,

− racjonalny system kontroli produkcji.

Najprostszy system kontroli to kontrola tylko gotowego odlewu, co bywa stosowane

niekiedy w produkcji jednostkowej. Im większa seria produkcji tym system kontroli jest
bardziej rozbudowany i szczegółowy. Analizę procesu produkcyjnego i kontrolnego dla
produkcji wielkoseryjnej można przeanalizować na przykładzie odlewania kokilowego stopu
żelaza.

Wzajemne powiązania operacji technologicznych i kontrolnych przedstawia rysunek 5.

Rys. 5. Schemat przebiegu procesu produkcyjnego i kontrolnego odlewania kokilowego stopów żelaza

Źródło [2, s.289]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kontrola odlewu składa się z trzech etapów:

a) Kontrola wyrobu gotowego w procesie odlewania kokilowego jest realizowana
w kilku etapach i wg różnych metod. Może ona być ponadto rozwinięta o dodatkowe
operacje, w przypadku szczególnych wymagań odbiorczych ustalonych warunkami
technicznymi odbioru danego asortymentu odlewów.

b) Wstępna kontrola odlewów,  mająca na celu wyrugowanie takich braków
odlewniczych, jak: niedolewy, duże pęknięcia zewnętrzne, jamy usadowe itp.
powinna być dokonywana bezpośrednio na stanowisku odlewania lub przed operacją
oczyszczania odlewów. Kontroli tej zazwyczaj dokonuje sam personel obsługujący
dane stanowisko.

c) Ostateczna kontrola  odlewów realizowana po oczyszczeniu odlewów, a przed ich
przekazaniem do magazynu wyrobów gotowych, zazwyczaj składa się
z następujących operacji: kontroli wymiarowej lub ewentualnie ciężarowej, kontroli
składu chemicznego, kontroli własności mechanicznych, kontroli struktury, kontroli
innych parametrów ustalonych warunkami technicznymi odbioru.

Czynności kontroli technicznej obejmują:

− kontrolę materiałów wyjściowych (surowce wsadowe, paliwo, topniki, piaski i gliny,

spoiwa i materiały pomocnicze),

− kontrolę oprzyrządowania produkcji (modele, rdzenie, sprawdziany i przyrządy, płyty,

skrzynki formierskie, sworznie ustalające),

− kontrolę procesów topienia (skład chemiczny kąpieli metalowej, żużla, ilość i ciśnienie

dmuchu, atmosfera pieca, temperatura),

− kontrolę produktów przejściowych (jakość ciekłego metalu, mas formierskich, wymiary

form i rdzeni),

− kontrolę odlewów (międzyoperacyjną, ostateczną, badanie odlewów próbnych); odlewy

zakwalifikowane do naprawy podlegają dodatkowej kontroli po naprawieniu.

Szczególną uwagę należy zwrócić na proces kontroli ciekłego metalu, który powinien

być ściśle przestrzegany. Proces ten składa się z następujących operacji kontrolnych:
− bieżącej kontroli składu chemicznego metalu,

− kontroli temperatury ciekłego metalu przy spuście z pieca i w czasie zalewania form,
− kontroli własności technologicznych (lejność, skurcz odlewniczy i skłonności do

tworzenia pęknięć),

− kontroli własności mechanicznych.

Zadaniem bezpośredniej kontroli jest stwierdzenie, czy i jakie wady ma badany odlew,

dokonanie kwalifikacji stwierdzonych wad i decyzja o dopuszczeniu odlewu do dalszych
operacji wykańczających, ew. przeznaczeniu do naprawy lub do zabrakowania. Należy
również określić najbardziej prawdopodobną przyczynę powstania każdej wady.

Pierwsza kontrola odlewów następuje bezpośrednio na stanowisku pracy, po wyjęciu ich

z formy. Polega ona na oględzinach zewnętrznych i ma zasadniczo na celu zorientowanie
o poprawności stosowanej technologii i podanie ewentualnych wskazań dotyczących dalszej
produkcji w celu wyeliminowania odlewów wadliwych. Właściwą kontrolę zarówno
powierzchniowych, jak i ukrytych wad wykonuje się przy ostatecznym odbiorze odlewów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podstawą do określenia jakości i przydatności odlewu są żądania zamawiającego

sprecyzowane w zamówieniu i warunki techniczne odbioru, określające zarówno własności
zamawianego odlewu, sposób pobierania próbek i ich badania lub badania odlewu, jak też
określające dopuszczalne lub naprawialne wady odlewnicze.

Wymagania techniczne

Jest to podstawowa część warunków technicznych określających wymagania ogólne

i szczegółowe, jakie powinien spełniać odlew. Są to:
− wygląd zewnętrzny, tj. stan powierzchni surowych i obrabianych, sposób i jakość

oczyszczenia odlewu, sposób i jakość pokrycia farbami i zabezpieczenia przed korozją,

− budowa wewnętrzna, tj. budowa krystaliczna, zwartość budowy itp.,
− dopuszczalne wady powierzchni surowych, obrabianych oraz wady wewnętrzne nie

dyskwalifikujące odlewu i nie wymagające usunięcia przez naprawę odlewu; dotyczy to
głównie wad drobnych w przypadku dużych i kosztownych odlewów,

− materiał odlewu, tj. rodzaj i gatunek,

− skład chemiczny materiału odlewu podajemy w przypadku, gdy wymagane są określone

tolerancje odchyłek składu i konieczna jest kontrola, np. w przypadku odlewów aparatury
chemicznej,

− wymiary i masa odlewów; określamy zakres tolerancji wymiarów, zgodnie z normami,

lub w przypadkach szczególnych – zgodnie z rysunkiem surowego odlewu,

− obróbka mechaniczna, tj. zakres i jakość obróbki oraz tolerancje wymiarów wynikające

z obróbki, np. osi otworów.

Zasady odbioru

Podają one:

− sposób określenia i doboru partii kontrolnej, np. po jednym odlewie z każdego wytopu,

lub po dziesięć odlewów wybranych losowo z produkcji jednej zmiany;

− kto przeprowadza odbiór odlewów, np. Dział Kontroli Technicznej przy udziale

przedstawiciela zamawiającego;

− sposób przygotowania próbek do badań specjalnych, np. kontroli składu chemicznego -

próbek lanych osobno z każdej kadzi, kontroli właściwości mechanicznych - próbki
przylanej do odlewu itp.

Szczegółowe zasady odbioru oparte są o Polskie Normy oraz uzgodnienia między

odlewnią a zakładem kupującym odlew. Polskie Normy precyzują szczegóły techniki badań
i pomiarów co znacznie ułatwia zorganizowanie kontroli jakości i odbiór gotowego wyrobu.

Przykład normalizacji tolerancji wymiarów odlewu przedstawia tabela nr 7, natomiast

dopuszczalne odchyłki masy odlewu podaje tabela nr 8. Jak widać z tabeli wszystkie odlewy
podzielono na pięć klas dokładności, gdzie pierwsza jest najdokładniejszą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Braki odlewnicze

Całkowity koszt wykonania odlewu analizowany był we wcześniejszym podrozdziale

materiału nauczania i pokazany jest na rysunku 2, oraz określony wzorem. Jednym ze
składników ogólnego kosztu wytworzenia odlewu jest koszt braków. Koszt braków bywa
bardzo trudny do określenia, gdyż mogą to być braki całkowite (nie nadające się do naprawy)
lub też braki, które podlegają naprawie. Naprawa odlewów brakowych (wykonanych
niezgodnie z wymaganiami) wiąże się z wysokimi kosztami i nie zawsze jest opłacalna.

Jednym z głównych celów kontroli jakości jest bieżąca analiza braków, która powinna

prowadzić do ograniczenia ich ilości i tym sposobem zmniejszenia kosztów produkcji
odlewów.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania
przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1.  Na czym polega kontrola jakości formy odlewniczej?
2.  Jaki wpływ na całkowity koszt odlewu mają braki odlewnicze?
3.  Czy każdy brak odlewniczy musi podlegać naprawie?
4.  Jakie działania można podjąć w celu zmniejszenia kosztów wykonania odlewu?
5.  Co ma na celu kontrola wstępna odlewu surowego?
6.  Co ma na celu kontrola ostateczna odlewu?
7.  Jakie operacje kontrolne należy zastosować dla ciekłego metalu przed zalaniem formy

odlewniczej?

8. Co powinny zawierać warunki odbioru technicznego odlewu?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Nazwij operacje kontrolne jakie wchodzą w zakres kontroli ciekłego metalu przed

zalaniem formy odlewniczej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z materiałem nauczania,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  wypisać kolejne operacje kontroli ciekłego metalu,
4)  zaprezentować wykonanie ćwiczenia,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier formatu A4,
− długopis,

− literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Określ znormalizowaną tolerancje grubości ścian odlewu żeliwnego o grubości ściany

równej 20mm. Odlew wykonano w II klasie dokładności, a jego największy wymiar
gabarytowy wynosi 450mm. Podaj również definicję tolerancji wymiaru.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z materiałem nauczania,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  przeprowadzić analizę tabeli podającej szukaną tolerancję,
4)  zapisać odczytaną z tabel tolerancję grubości ściany,
5)  zapisać definicję tolerancji wymiaru,
6)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7)  dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier formatu A4 z tabelą nr 6 (materiał nauczania),
− długopis,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Określ dopuszczalną górną odchyłkę masy odlewu żeliwnego wykonanego w III

klasiedokładności i posiadającego masę nominalną równą 20kg. Wykonaj przeliczenie
dobranej odchyłki procentowej na odchyłkę masową (ilość kg masy odlewu).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1)  zapoznać się z materiałem nauczania,
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3)  przeprowadzić analizę tabeli podającej dopuszczalną odchyłkę masy odlewu,
4)  zapisać odczytaną wartość odchyłki dla danych z zadania,
5)  wykonać obliczenia dopuszczalnej górnej odchyłki masy odlewu wyrażonej w kg,
6)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7)  dokonać oceny ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

− papier formatu A4, z tabelą nr 7 (materiał nauczania),

− długopis,
− literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz: Tak Nie
1) nazwać operacje kontrolne sprawdzania ciekłego metalu?

2) nazwać składniki kosztu całkowitego wykonania odlewu?

3) nazwać i scharakteryzować narzędzia do kontroli wymiarów odlewu?

4) posługiwać się narzędziami pomiarowymi i sprawdzianami do oceny

kształtu i wymiarów odlewu?

5) określić zależność kosztów odlewu od przebiegu procesu

technologicznego wykonania odlewu i organizacji kontroli jakości?

6) określić dopuszczalne odchyłki wymiarów na podstawie

odpowiednich norm?

7) określić zakres kontroli wstępnej i kontroli ostatecznej odlewu?

8) określić klasyfikację i charakterystykę braków odlewniczych?

9) określić cel i zakres warunków technicznego odbioru odlewu?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4.  Test zawiera 23 pytania o różnym stopniu trudności. Są to pytania wielokrotnego wyboru.

Dla każdego pytania są podane 4 odpowiedzi a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedź jest
poprawna.

5. Za każdą poprawną odpowiedź uzyskasz 1 punkt. Za błędną odpowiedź lub jej brak

otrzymujesz 0 punktów.

6. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X lub wpisując prawidłową odpowiedź. W przypadku pomyłki należy
błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić prawidłową
odpowiedź.

7. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część – poziom podstawowy,

II część – poziom ponadpodstawowy.

8. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
9. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

10. Po rozwiązaniu testu sprawdź czy zaznaczyłeś wszystkie odpowiedzi na KARCIE

ODPOWIEDZI.

11. Na rozwiązanie testu masz 60min.

Powodzenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

I część
1. Średnicę otworu w odlewie najdokładniej można zmierzyć używając

a)  przymiar kreskowy.
b)  suwmiarkę uniwersalną z dokładnością do 0,1.
c)  macki i przymiar kreskowy.
d)  suwmiarkę uniwersalną z dokładnością do 0,05.

2. Obserwacją odlewu nieuzbrojonym okiem nie można wykryć wady o nazwie

a)  zalewka.
b)  niedolew.
c)  zażużlenie.
d)  przestawienie.

3. Większa ilość braków w produkcji odlewni

a)  zwiększa koszt pojedynczego odlewu.
b)  zmniejsza koszt pojedynczego odlewu.
c)  nie wpływa na koszt pojedynczego odlewu.
d)  zmienia koszty odlewu w sposób przypadkowy.

4. Zbyt niska temperatura ciekłego metalu może spowodować powstanie wady o nazwie

a)  nieszczelność.
b)  niedolew.
c)  zalewka.
d)  zaprószenie.

5. Wada kształtu to

a)  zażużlenie.
b)  przypalenie.
c)  wypchnięcie.
d)  zaprószenie.

6. Nie podane na rysunku odlewu tolerancje wymiarów odczytujemy

a)  z tematycznych norm.
b)  z procesu technologicznego.
c)  z rysunku wykonawczego.
d)  z protokołu odbioru odlewu.

7. Największy udział w ogólny koszcie odlewu przedstawia

a)  koszt wykonania modelu.
b)  koszt metalu w odlewie.
c)  koszty braków.
d)  koszty formowania.

8. Protokół odbioru odlewu nie powinien zawierać określenia

a)  składu chemicznego odlewu.
b)  wymiarów odlewu i ich tolerancji.
c)  określenia kosztów braków.
d)  określenia dopuszczalnych wad odlewniczych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9. Badanie odlewu pod ciśnieniem wody lub powietrza prowadzone jest w celu wykrycia

a)  zapiaszczenia.
b)  zapruszenia.
c)  nieszczelności.
d)  zalewki.

10. Wadą odlewniczą powstającą na wskutek wadliwego położenia rdzenia w formie jest

a)  niespaw.
b)  bąbel.
c)  przestawienie.
d)  przypalenie.

11. Wspólną cechą aparatu rentgenowskiego i defektoskopu ultradźwiękowego jest to, że

mogą służyć do wykrywania
a)  wad kształtu.
b)  wad powierzchni odlewu.
c)  wad wewnętrznych.
d)  wad składu chemicznego.

12. Klasyfikacja wad odlewniczych ma na celu

a)  wykonanie opisu wad.
b)  ułatwienie kontroli jakości odlewu.
c)  dyscyplinowanie pracy odlewnika.
d)  opracowanie procesu odlewania.

13. Najniższa jakość powierzchni odlewu powstaje po odlaniu

a)  w formach piaskowych.
b)  w kokilach.
c)  w formach skorupowych.
d)  pod ciśnieniem.

14. Warunki produkcyjne ekonomicznie uzasadnione to

a)  produkcja o największej wydajności.
b)  produkcja o najmniejszej wydajności.
c)  produkcja przy najmniejszych kosztach odlewu.
d)  produkcja przy najmniejszych kosztach materiału.

15. Metoda odlewania gdzie koszt wykonania formy jest najniższy to

a)  odlewanie do form piaskowych.
b)  odlewanie w formach skorupowych.
c)  odlewanie kokilowe.
d)  odlewanie pod ciśnieniem.

16. Odlew o wysokiej jakości to

a)  odlew bardzo drogi.
b)  odlew bardzo duży.
c)  odlew nie posiadający wad.
d)  odlew o precyzyjnych wymiarach.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17. Wada odlewu zwana guzem powstaje na wskutek

a)  zbyt zimnej formy odlewniczej.
b)  niewłaściwego składu chemicznego metalu.
c)  zbyt dużej temperatury ciekłego metalu.
d)  zmiany kształtu wnęki formy.

18. Wada odlewnicza zwana „pęknięcia” może powstać na wskutek

a)  niewłaściwej konstrukcji odlewu.
b)  zbyt dużej temperatury ciekłego metalu.
c)  błędnej konstrukcji rdzennicy.
d)  niewłaściwego składu chemicznego metalu.

II część

19. Przyczyną wady odlewniczej zwanej zalewka może być

a)  niewłaściwe składanie formy.
b)  niewłaściwe wyjmowanie odlewu z formy.
c)  brak odpowietrzenia formy.
d)  niewłaściwie wykonany rdzeń.

20. Wada odlewnicza powstająca na wskutek braku odpowietrzenia formy to

a)  zaprószenie.
b)  wgniecenie.
c)  pęcherze.
d)  zapiaszczenia.

21. Odlew musi być dokładnie oczyszczony i odtłuszczony do

a)  oględzin powierzchni zewnętrznych.
b)  badania magnetycznego.
c)  badania własności mechanicznych.
d)  badania szczelności.

22. Naprawa odlewu przez czopowanie polega na

a)  czyszczeniu i spawaniu miejsca wadliwego.
b)  wierceniu otworu i montowaniu czopa w miejscu wadliwym.
c)  wykonaniu czopa z materiału wadliwego.
d)  zastąpieniu wadliwego odlewu czopem.

23. Do kontroli oprzyrządowania należy kontrola

a)  materiałów wsadowych.
b)  modeli.
c)  materiałów formierskich.
d)  odlewów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko .............................................................

Ocenianie jakości odlewów.

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Numer

pytania

Odpowiedź Punktacja

1. a b c d

2. a b c d

3. a b c d

4. a b c d

5. a b c d

6. a b c d

7. a b c d

8. a b c d

9. a b c d

10. a

11. a

12. a

13. a

14. a

15. a

16. a

17. a

18. a

19. a

20. a

21. a

22. a

23. a

Razem