background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

 

 

 
 
 
 

MINISTERSTWO EDUKACJI 
              NARODOWEJ 

 
 
 
 
 

Marian Cymerys 

 
 
 
 
 

Porównywanie metod wykonania odlewów 

 

722[01].O1.04 

 
 
 
 
 
 
 

Poradnik dla ucznia 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Wydawca 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy 
Radom 2006
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

1

 

Recenzenci: 
Dr inż. Marian Grabkowski 
Mgr inż. Ewa Pogorzelska 
 
 
Opracowanie redakcyjne: 
Mgr inż. Marian Cymerys 
 
 
Konsultacja: 
Dr inż. Jacek Przepiórka 
 
 
Korekta: 
 

 
 

 
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 722[01].O1.04 
Porównywanie metod wykonania odlewów, zawartego w modułowym programie nauczania 
dla zawodu modelarz odlewniczy. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Wydawca 
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom  2006 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

2

 

SPIS TREŚCI 
 

1.  Wprowadzenie 

3 

2.  Wymagania wstępne 

6 

3.  Cele kształcenia 

7 

4.  Materiał nauczania 

8 

4.1. Ręczne wykonywanie form i rdzeni. Mechanizacja procesu wykonywania form  
       i rdzeni 

8 

4.1.1.  Materiał nauczania 

4.1.2.  Pytania sprawdzające 18 
4.1.3.  Ćwiczenia 18 
4.1.4.  Sprawdzian postępów 20 

4.2. Podział i charakterystyka metod wykonania odlewów. Rodzaje form odlewniczych. 

Charakterystyka specjalnych metod odlewania. BHP w procesie wykonywania 
odlewów różnymi metodami
 21 

4.2.1.  Materiał nauczania 

21 

4.2.2.  Pytania sprawdzające 31 
4.2.3.  Ćwiczenia 31 
4.2.4.  Sprawdzian postępów 33 

4.3. Zalety i wady poszczególnych metod wykonania odlewów. Porównanie różnych 

metod odlewania. Koszty produkcji, a wybór metody wykonywania odlewów 34 

4.3.1.  Materiał nauczania 

34 

4.3.2.  Pytania sprawdzające 39 
4.3.3.  Ćwiczenia 39 
4.3.4.  Sprawdzian postępów 42 

4.4. Powstawanie odlewów w formie. Piece do otrzymywania tworzyw odlewniczych. 43 

4.4.1.  Materiał nauczania 

43 

4.4.2.  Pytania sprawdzające 47 
4.4.3.  Ćwiczenia 47 
4.4.4.  Sprawdzian postępów 48 

5.  Sprawdzian osiągnięć 49 
6.  Literatura
 54 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

3

 

1. WPROWADZENIE 

 

Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o porównywaniu metod 

wytwarzania odlewów. Ponadto pomoże Ci w kształtowaniu umiejętności wykonywania 
modeli i form odlewniczych. 

Wybór metody wykonania odlewu polega na wnikliwej analizie uwarunkowań 

początkowych (danych wejściowych): 
−  żądanych dokładności wymiarów i jakości powierzchni odlewu, 

−  żądanych kształtów, wymiarów i ciężaru odlewu, 
−  założonego materiału odlewniczego (odlewu), 

−  wielkości serii wykonywanych odlewów, 

−  możliwości produkcyjnych odlewni w której odlew będzie wykonywany. 

 

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 porównywania metod wykonania 

odlewów. 

5.  Zestawy pytań, które pomogą Ci sprawdzić, czy opanowałeś treść programu i założone 

cele związane z porównaniem metod wykonania 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 podstawowych 

technologii odlewniczych. 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 

praktycznego. 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. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

4

 

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 
testowych” zawierającym różnego rodzaju zadania. W poradniku jest zamieszczony 
przykładowy test oraz przykładowe zadania typu próba pracy.  

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 higieny 

pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

5

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

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

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

6

 

2. WYMAGANIA WSTĘPNE 

 

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: 

−  rozpoznawać podstawowe elementy maszyn i urządzeń eksploatowanych  

w odlewniach, 

−  stosować terminologię techniczną związaną z eksploatacją maszyn odlewniczych, 
−  dokonywać oceny stanu technicznego użytkowanych maszyn i urządzeń, 

−  stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska 

i ochrony przeciwpożarowej, 

−  charakteryzować etapy procesu wykonania odlewu, 
−  rozróżniać modele, narzędzia i przyrządy formierskie, 

−  rozróżniać maszyny i urządzenia odlewnicze. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

7

 

3. CELE KSZTAŁCENIA 

 

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: 

−  zastosować terminologię techniczną, 

−  scharakteryzować podstawowe metody formowania ręcznego i maszynowego, 

−  wykonać ręcznie rdzenie i formy piaskowe, 
−  scharakteryzować specjalne metody odlewania, 

−  przygotować stanowisko do wykonywanej pracy z zachowaniem zasad ergonomii 

i przepisów bhp, 

−  dobrać narzędzia, przyrządy i materiały do wybranej metody wykonania odlewów, 
−  rozróżnić formy odlewnicze, 

−  zinterpretować podstawowe zjawiska zachodzące we wnętrzu formy, po wypełnieniu jej 

ciekłym metalem, 

−  rozróżnić maszyny i urządzenia odlewnicze stosowane w poszczególnych metodach 

wykonania odlewów, 

−  scharakteryzować piece odlewnicze, 

−  porównać metody wykonania odlewów, 

−  zidentyfikować zagrożenia dla zdrowia człowieka występujące w odlewniach. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

8

 

4. MATERIAŁ NAUCZANIA 

 

4.1. Ręczne wykonywanie form i rdzeni. Mechanizacja procesu 

wykonywania form i rdzeni 

 

4.1.1. Materiał nauczania 

 

Materiały formierskie i ich przeróbka. 

 

Materiały formierskie dzieli się na:  

−  główne (piaski i gliny formierskie), 
−  pomocnicze (spoiwa organiczne i nieorganiczne, grafit, pył węglowy itp.). 
 

Mieszaninę głównych i pomocniczych materiałów formierskich, dobraną w odpowiednim 

stosunku ilościowym i przerobioną w określony sposób na specjalnych urządzeniach, nazywa 
się masą formierską – jeśli jest przeznaczona do sporządzenia form, lub masą rdzeniową – 
jeśli przeznacza się ją do wykonywania rdzeni. Skład masy oraz sposób przygotowania zależy 
głównie od rodzaju odlewanego stopu, oraz od wielkości, kształtu i grubości ścianek odlewu. 
W niektórych technologiach masę formierską wykonuje się jako przymodelową (wyższej 
jakości) i masę wypełniającą (niższej jakości). 
Rysunki oraz krótkie opisy niektórych maszyn i urządzeń do przeróbki materiałów 
formierskich pokazuje tabela nr 1. 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

9

 

 

Tabela 1 Niektóre maszyny i urządzenia do przeróbki materiałów formierskich 

 

Źródło: [3, s. 66]

 

 
 
 
 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

10

 

Przyrządy do wykonania formy i rdzenia. 
 
 
1.  Modele odlewnicze  są to przyrządy przeznaczone do wykonania formy, gdzie służą do 
odtwarzania zewnętrznych kształtów odlewu. Modele wykonywane są najczęściej z drewna, 
tworzyw sztucznych lub ze stopów metali. Niektóre rodzaje modeli przedstawia tabela nr 2. 
 

Tabela 2 Niektóre rodzaje modeli odlewniczych. 

 

Źródło: [3, s.80] 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

11

 

2.  Rdzennice należą do zespołu modelowego i są wykonywane przez modelarza razem  
z modelem. Służą do wytwarzania rdzeni. Wewnętrzny kształt rdzennicy zależy od kształtu 
tej części odlewu którą rdzeń ma odtworzyć oraz od kształtu znaków rdzeniowych. 
Zewnętrzny kształt rdzennicy ma zapewnić jej wytrzymałość i umożliwić wyjęcie rdzenia  
z rdzennicy. Główne rodzaje rdzennic przedstawia tabela nr 3. 

Tabela 3 Główne rodzaje rdzennic

 

 

Źródło: [3, s.84] 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

12

 

3.  Skrzynki formierskie  są to ramy metalowe przeznaczone do utrzymywania masy 
formierskiej podczas wykonywania formy i zalewania jej ciekłym metalem. Mogą być 
wykonane z blachy stalowej i kształtowników lub odlewane w całości (z żeliwa, staliwa, 
stopów lekkich). Zależnie od wielkości dzieli się je na: 
-  ręczne ( ciężar skrzynki po zaformowaniu nie powinien przekraczać 50 kG lub 80 kG  

w zależności od obsługi przez jednego lub dwóch pracowników), 

-  dźwignicowe o ciężarze większym i przenoszone przez urządzenia dźwigowe. 
 
Formowanie ręczne i wykonywanie rdzeni. 
 

Formowanie ręczne jest pracochłonne i mało wydajne. Dlatego stosowane jest  

w produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Odlewy drobne i średniej wielkości sporządza się  
w formach wilgotnych (nie suszonych ), a odlewy duże i ciężkie w formach suszonych. 
Formy małe i średniej wielkości wykonuje się głównie w

 

dwóch skrzynkach formierskich co 

przedstawia rysunek 1. Odlewy duże i ciężkie są formowane głównie w gruncie przy użyciu 
modeli uproszczonych. 
 

Wykonanie formy odlewniczej składa się z następujących zabiegów: 

−  przygotowanie miejsca pracy do formowania, 
−  ubicie formy, 

−  wykonanie odpowietrzenia, 

−  wyjęcie modelu z ubitej formy, 
−  wykończenie formy, 

−  składanie formy i przygotowanie do zalania. 
 

 

Rys. 1. Czynności formowania ręcznego modelu niedzielonego w dwóch skrzynkach oraz surowy odlew z 

układem wlewowym 

Źródło: [2, s.58,59]

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

13

 

Przebieg formowania w dwóch skrzynkach z modelu drewnianego niedzielonego 

przedstawiony jest na rys.1. Poszczególne czynności przebiegają następująco :  
−  ustawienie modelu i modeli wlewów doprowadzających na płycie podmodelowej 

(rys.1a), 

−  ustawienie dolnej skrzynki formierskiej i "pokrycie" modelu pudrem formierskim 

(rys.1b), 

−  odsianie przez sito masy przymodelowej (rys.1e), wypełnienie skrzynki masą 

wypełniającą (rys. 1d), 

−  ubicie masy w dolnej skrzynce za pomocą ubijaków (rys.1e), 

−  zgarnięcie nadmiaru masy listwą zgarniającą (rys.1f), 

−  odpowietrzenie formy za pomocą nakłuwaka (rys.1g), 
−  zdjęcie dolnej połówki formy z deski podmodelowej, obrócenie o 180° i ustawienie na 

odpowiednio przygotowanej podłodze odlewni (rys.1h), 

−  ustawienie na modelu w dolnej formie, odejmowanego znaku rdzeniowego oraz modelu 

'belki wlewowej” (rys.1h), 

−  ustawienie górnej skrzynki formierskiej na dolnej, wg sworzni prowadzących (rys.1i), 
−  posypanie powierzchni podziałowej formy suchym piaskiem kwarcowym, 

−  ubicie górnej formy, powtarzając czynności jak na rysunkach c, d, e, f i g oraz ustawienie 

na modelu belki wlewowej modelu wlewu głównego (rys.1j), 

−  wykonanie zbiornika wlewowego w górnej połówce formy i wyjęcie kołka wlewu 

głównego (rys.1j), 

−  zdjęcie górnej połówki formy według sworzni prowadzących, obrócenie jej o 180°  

i ustawienie obok dolnej formy (rys.1k), 

−  zwilżenie pędzlem miejsc formy przyległych do obrysu modelu, ostukanie modeli 

i wyjęcie ich z obu połówek formy (rys.1k), 

−  sprawdzenie stopnia ubicia formy (pomiar twardości powierzchni podziału formy), 

−  wykonanie napraw i wykończenie formy, 
−  ustawienie rdzenia w gnieździe rdzeniowym dolnej formy (rys.1l), 

−  złożenie obu połówek formy wg sworzni prowadzących, klamrowanie skrzynek lub ich 

obciążenie i przygotowanie do zalania (rys.1m), 

−  zalanie formy (rys.1m). 

Surowy odlew z układem wlewowym zilustrowano na rysunku 1n. 

 

Wykonanie rdzenia w rdzennicy skrzynkowej do odlewu z rys.1 pokazuje rys. 2. 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

14

 

 

Rys. 2. Czynności wykonania rdzenia w rdzennicy skrzynkowej, dzielonej w płaszczyźnie pionowej 

Źródło: [2, s.60] 

 

W procesie wykonania tego rdzenia należy wykonywać następujące czynności: 

−  pokryć wewnętrzne powierzchnie rdzennicy (rys.2 a) pudrem formierskim, 

−  złożyć połówki rdzennicy, ściągnąć ściskami i ustawić na stole w pozycji pionowej (rys.2 

b), 

−  napełnić do połowy rdzennicę masą rdzeniową zagęścić  ją i  wstawić  żebro z drutu 

stalowego (rys.2 c), 

−  dopełnić rdzennicę masą zagęścić  ją , zgarnąć jej nadmiar i wyrównać powierzchnię 

(rys.2 d), 

−  wykonać kanał odpowietrzający nakłuwakiem przelotowo przez znaki rdzennika (rys.2 d) 

lub wyciągnąć pręt , 

−  ostukać  młotkiem drewnianym rdzennicę , zdjąć  ściski i  ustawić  złożoną formę 

w pozycji poziomej, 

−  zdjąć jedną połówkę rdzennicy, tak aby rdzeń pozostał w drugiej (rys.2 e), 

−  nałożyć na rdzeń kształtową podstawkę do suszenia rdzeni, obrócić wraz z podstawką  

o 180°, ostrożnie podnieść połówkę rdzennicy, zostawiając rdzeń na podstawce  
(rys.2 f), 

−  wykonać konieczne naprawy rdzenia, 
−  oczyścić rdzennicę z pozostałości masy i przygotować do wykonania następnego rdzenia, 

−  rdzeń wraz z podstawką wstawić do suszarni. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

15

 

Czynności przy formowaniu ręcznym z modelu dzielonego są prawie takie same, jak przy 

formowaniu z modelu niedzielonego. Różnica zaznacza się jedynie przy wykonaniu górnej 
połówki formy, gdzie dodatkowo należy wykonać czynności związane z zaformowaniem 
i wyjęciem górnej części modelu oraz przy ustawianiu rdzenia, który będzie tu się znajdował 
w położeniu poziomym. 
 
Narzędzia i przyrządy formierskie. 
 

Narzędzia i przyrządy formierskie do ręcznego formowania zostały omówione 

 

w jednostce modułowej 722[01]O1.03. Usprawnienie ręcznego formowania wprowadzają 
ubijaki pneumatyczne zastępujące ubijaki ręczne wymagające ciężkiej pracy fizycznej. 

Ubijaki pneumatyczne (rys.3)znacznie usprawniają czynność zagęszczania i przy dużych 

formach skracają czas ubijania o około 30%.Pobierają sprężone powietrze z sieci zakładowej 
o ciśnieniu 6-8 atm.  
 

 

Rys. 3. Ubijak pneumatyczny 

Źródło: [2, s.62] 

 
Ubicie formy ma duży wpływ na jakość odlewu. Forma za mocno ubita ma małą 
przepuszczalność gazów, co powoduje powstawanie szeregu wad odlewniczych jak pęcherze 
gazowe, niedolewy itp. Forma  ubita za słabo, może być  łatwo uszkodzona przez  ciekły 
metal. Masę wypełniającą należy ubijać w skrzynce warstwami, tzn. po obciśnięciu wokół 
modelu masy przymodelowej narzuca się masę wypełniającą  i dokładnie ubija najpierw 
ubijakiem o stopce w kształcie klina, a następnie o stopce płaskiej. Ostatnią warstwę nasypuje 
się powyżej ścianek skrzynki około 30 mm i ubija płaską stopką ubijaka . 
Po ubiciu masy i wyjęciu z formy modelu naprawia się uszkodzone części formy, wygładza 
powierzchnie, wzmacnia krawędzie. oraz kontroluje jej powierzchnie. 
 

Do sprawdzania stopnia ubicia  powierzchni wnęki formy, tj. twardości powierzchni, 

służy przyrząd przedstawiony na rys. 4. 
 

 

Rys. 4. Przyrząd do badania twardości form: 1 – kulka, 2 – sprężyna, 3 – przycisk zatrzymujący wskaźnik w 

odpowiednim położeniu 

Źródło: [2, s.63] 

 
Formowanie maszynowe. 
 

Przy formowaniu na maszynach formierskich ( formierkach) modele, najczęściej 

metalowe, umieszcza się na stałe na płytach podmodelowych, które przymocowuje się do 
stołu maszyny. Płytą modelową nazywa się zespół złożony z płyty podmodelowej , na której 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

16

 

zamocowana jest część modelu lub model wraz z modelami układu wlewowego. Płyta 
modelowa pokazana jest na rys.5. 

 

Rys. 5. Płyta modelowa jednostronna 

Źródło: [3, s.189] 

 

Płyta modelowa zamocowana do stołu maszyny formierskiej z ustawioną skrzynką 

formierską pokazana jest na rys.6. 

 

 

Rys. 6. Płyta modelowa zamocowana do stołu maszyny formierskiej 

Źródło: [2, s.83]

 

 

Modele i płyty metalowe stosuje się zwykle przy produkcji wielkoseryjnej i masowej. Do 

zalet modeli metalowych należy: trwałość, niezmienność wymiarów w czasie i gładkość 
powierzchni. 
 
Budowa i działanie formierek 
 

Pod względem sposobu zagęszczania masy w formie , maszyny formierskie dzielą się na : 

−  prasujące, 

−  wstrząsarki, 

−  wstrząsarki z doprasowaniem, 
−  narzucarki. 
 

Najczęściej stosowany jest napęd pneumatyczny. W formierkach prasujących masa 

zagęszcza się najbardziej od strony prasowania, tj. od góry, co jest niezgodne z  zasadami 
formowania. Z tych względów formierki prasujące stosowane są tylko do niezbyt wysokich 
modeli, tak aby wysokość skrzynki nie przekraczała 200mm. Taką wadę likwiduje 
zastosowanie maszyny formierskiej zwanej wstrząsarką z doprasowywaniem, która daje 
prawidłowy stopień zagęszczania formy. Zasadę działania tej maszyny pokazuje rys. 7. 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

17

 

 

Rys. 7. Zasada działania formierki-wstrząsarki z doprasowywaniem 

Źródło: [2, s.87] 

 

Do stołu 5 wstrząsarki przymocowana jest płyta modelowa 4, na której według sworzni 

ustalających ustawia się skrzynkę formierską 3. Model oraz układ wlewowy zamocowane są 
na stałe do płyty podmodelowej i stanowią łącznie płytę modelową. Po napełnieniu skrzynki 
masą formierską, otwiera się zawór wlotowy i sprężone powietrze wpływa do cylindra 7, 
podnosząc poruszający się w jego wnętrzu tłok 6. Tłok, unosząc się odkrywa otwór 
wylotowy, co z kolei powoduje gwałtowny spadek ciśnienia w cylindrze, a więc opadanie 
stołu 5 wraz z formą i jego uderzenie o obrzeże cylindra wstrząsowego. Górne warstwy formy 
ulegają małemu zagęszczeniu, więc maszyna dogęszcza je płytą prasującą 2.  

 

Fotografia formierki wstrząsarki trzpieniowej pokazana jest na rys.8. 
 

 

Rys. 8. Fotografia trzpieniowej formierki wstrząsarki z doprasowywaniem 

Źródło: [2, s.88]

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

18

 

Maszyny formierskie mechanizują ubijanie masy formierskiej i wyjmowanie modelu 

z formy.  

Nowoczesne odlewnie posiadają automatyczne agregaty formierskie, które maksymalnie 

ułatwiają pracę fizyczną formierza i zwiększają wydajność przez samoczynne 
transportowanie skrzynek formierskich i gotowych form.    
 

4.1.2. Pytania sprawdzające 

 
1.  Jakie własności powinna posiadać masa formierska? 
2.  Jakie znasz główne i pomocnicze materiały formierskie? 
3.  Jakie czynności należy zrealizować podczas wykonywania formy odlewniczej? 
4.  Jakie czynności należy zrealizować podczas wykonania rdzenia? 
5.  Jakie znasz narzędzia pomiarowe używane przez formierza? 
6.  Jakie znasz narzędzia do ubijania masy formierskiej w formie? 
7.  Jakie znasz narzędzia do wykańczania formy? 
8.  Z czego składa się płyta modelowa? 
9.  Jak mocowana jest płyta modelowa do stołu maszyny formierskiej? 
10. Jakie znasz maszyny formierskie? 
11. Czy potrafisz wykonać formowanie ręczne w skrzynkach formierskich? 
12. Jakie są zagrożenia dla bezpieczeństwa pracy na stanowisku formierskim i jak przed nimi 

się chronić? 

13. Jaka jest różnica między rdzennikiem a znakiem rdzeniowym? 
 

4.1.3. Ćwiczenia 

 

Ćwiczenie 1 

Wykonaj formowanie ręczne modelu odlewu. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zapoznać się ze szczegółowym opisem i rysunkami przebiegu formowania (materiał 

nauczania pkt .4.1.1. z rys. 1.), 

2)  zapoznać się z instrukcją BHP stanowiska pracy i zastosować do jej zaleceń (ubranie 

robocze itp.), 

3)  przeprowadzić analizę formowanego modelu odlewu i modelu układu wlewowego aby 

dobrać odpowiedniej wielkości skrzynki formierskie, 

4)  zorganizować stanowisko pracy, 
5)  wykonać formę zwracając szczególną uwagę na dokładne wykonanie kolejnych czynności 

zgodnie z zaleceniami poradnika (pkt.4.1.1.), 

6)  uporządkować stanowisko pracy, 
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie, 
8)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−  stanowisko formierskie z kompletem wyposażenia do formowania ręcznego, 
−  masa formierska przymodelowa i wypełniająca, 

−  model odlewu z modelem układu wlewowego, 

−  skrzynki formierskie 
−  literatura z rozdziału 6. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

19

 

Ćwiczenie 2 

Wykonaj rdzeń w rdzennicy skrzynkowej dzielonej. 
 
Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zapoznać się ze szczegółowym opisem i rysunkami wykonania rdzenia  (materiał 

nauczania 4.1.1.w tym rys. 2 ), 

2)  zapoznać się z instrukcją BHP stanowiska pracy i zastosować się do jej zaleceń (ubranie 

robocze itp.). 

3)  przeprowadzić analizę rdzennicy w której będziesz wykonywał rdzeń, 
4)  zorganizować stanowisko pracy, 
5)  wykonać rdzeń zwracając uwagę na dokładne wykonanie kolejnych czynności opisanych 

w materiale nauczania, 

6)  uporządkować stanowisko pracy, 
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie, 
8)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy : 

−  stanowisko formierskie z kompletem wyposażenia do formowania ręcznego, 
−  masa rdzeniowa, 

−  rdzennica, 

−  drut stalowy (żebro rdzenia), 
−  podstawka do suszenia rdzenia, 

−  literatura z rozdziału 6. 
 
Ćwiczenie 3 

Przedstaw zasadnicze różnice między formowaniem ręcznym i formowaniem 

maszynowym. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
2)  przeanalizować technologię formowania ręcznego i formowania maszynowego zwracając 

uwagę na różnice między nimi, 

3)  uzupełnić tabelę określając cechy formowania ręcznego i maszynowego, 
4)  zaprezentować efekty swojej pracy, 
5)  dokonać oceny ćwiczenia. 

 

Cechy charakterystyczne Formowanie 

ręczne Formowanie 

maszynowe 

Napęd pneumatyczny może być 
wykorzystany do: 

 

 

Czy występuje mocowanie skrzynki 
formierskiej do płyty podmodelowej: 

 

 

Nazwy maszyn do formowania: 

 

 

Czy forma może posiadać masę ponad 
200kg 

 

 

Sposób zagęszczania masy 
formierskiej: 

 

 

Materiał płyty podmodelowej: 

 

 

Sposób podnoszenia i obracania 
połówek formy: 

 

 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

20

 

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)  podać różnicę między masą do formowania ,,na sucho” i ,,na wilgotno”? 

 

 

2)  scharakteryzować główne i pomocnicze materiały formierskie? 

 

 

3)  nazwać kolejne zabiegi wykonania formy odlewniczej? 

 

 

4)  wykonać formę odlewniczą w skrzynkach formierskich? 

 

 

5)  wykonać rdzeń w rdzennicy? 

 

 

6)  Określić nazwy narzędzi formierskich i ich przeznaczenie? 

 

 

7)  określić różnicę między rdzennikiem a znakiem rdzeniowym? 

 

 

8)  omówić budowę skrzynek formierskich? 

 

 

9)  objaśnić zasady doboru skrzynek formierskich? 

 

 

10) wyjaśnić różnicę między płytą podmodelową i płytą modelową? 

 

 

11) nazwać maszyny formierskie? 

 

 

12) wyjaśnić różnicę między formowaniem ręcznym i formowaniem  

maszynowym? 

 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

21

 

4.2. Podział i charakterystyka metod wykonania odlewów. 

Rodzaje form odlewniczych. Charakterystyka specjalnych 
metod odlewania. BHP w procesie wykonywania odlewów 
różnymi metodami 

 

4.2.1. Materiał nauczania 
 

Podział i charakterystyka metod wykonania odlewów. 
 

Podczas wykonania odlewu rozróżnia się kilka po sobie następujących etapów : 

−  wykonanie modelu przedmiotu przeznaczonego do odlania, 
−  wykonanie formy odlewniczej, 

−  przygotowanie ciekłego metalu przeznaczonego do wypełnienia formy, 

−  wypełnienie ciekłym metalem formy odlewniczej, 
−  wyjęcie odlewu z formy i jego wykończenie. 
 

Zakład produkcyjny (odlewnia) przystępując do uruchomienia produkcji odlewów 

powinien przeprowadzić analizę własnych  możliwości wytwórczych oraz analizę techniczno-
ekonomiczną w celu wyboru najkorzystniejszej technologii. Wybór metody wykonania 
odlewu zależy głównie od: rodzaju produkcji (jednostkowa, seryjna, masowa),rodzaju 
tworzywa odlewniczego (żeliwo, staliwo, brąz, stopy aluminium itp.), oraz dokładności 
wymiaru, kształtu i jakości powierzchni odlewu. 
 
Metody odlewania można podzielić zależnie od: 
1)  ciśnienia metalu w czasie zalewania na : 

−  grawitacyjne, 

−  odśrodkowe, 
−  ciśnieniowe. 

2)  materiału formy na: 

−  ceramiczne (piaskowe), 

−  metalowe 

3)  trwałość formy na: 

−  jednorazowe,  

−  półtrwałe, 

−  trwałe (metalowe). 

4)  stopnia mechanizacji wykonania formy na: 

−  ręczne, 

−  maszynowe. 

 
Klasyfikację i ogólną charakterystykę podstawowych sposobów formowania dla 
grawitacyjnej metody odlewania, w formy jednorazowe, wykonane ręcznie przedstawia  
tabela 4. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

22

 

Tabela 4 Podstawowa metoda wykonywania odlewów 

 

Źródło: [3, s.20,21] 

 
Odlewanie grawitacyjne w formy jednorazowe wykonane ręcznie 
Ta metoda odlewów dzieli się na odlewanie z formowaniem: 
1.  W gruncie otwarte – polega na zaformowaniu modelu bezpośrednio w gruncie formierni, 

który jest wyłożony masą formierską. Jest to najprostsza i najbardziej prymitywna metoda 
formowania. Służy do produkcji jednostkowej i małoseryjnej nieskomplikowanych, 
dużych odlewów niskiej jakości. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

23

 

2.  W gruncie zakryte – podobnie jak otwarte, polega na zaformowaniu modelu 

bezpośrednio w gruncie. Jednak w tym przypadku forma jest zamknięta od góry. Dzięki 
takiemu wykonaniu formy, ciekły metal podczas odlewania nie ma bezpośredniego 
kontaktu z powietrzem. Metoda ta stosowana jest do odlewania mało dokładnych, dużych 
i ciężkich odlewów. 

3.  W skrzynkach formierskich – polega na zaformowaniu modelu umieszczonego  

w skrzynce formierskiej na płycie podmodelowej. Jest to najczęściej stosowany sposób 
formowania w produkcji jednostkowej i seryjnej dla odlewów o różnych wymiarach  
i przeznaczeniu. 

4.  Wzornikowe – polega na wytworzeniu formy bez użycia modelu odlewu, w miejsce 

którego używa się wzorników. Metoda ta stosowana jest w produkcji jednostkowej 
dużych i ciężkich odlewów o kształcie brył obrotowych lub innych regularnych kształtach 
dla których wykonanie modelu byłoby trudne i nieekonomiczne. Wzornik jest lżejszy  
i tańszy w produkcji niż model, a przez jego obrót podczas formowania spełnia funkcję 
modelu. 

5.  W rdzeniach – polega  na wytworzeniu formy składającej się wyłącznie z rdzeni, które 

odtwarzają zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne kształty odlewu. Stosowane jest  
w produkcji seryjnej takich odlewów jak:  bloki cylindrowe, głowice, tuleje, wirniki itp. 
Przykład formowania w rdzeniach wirnika pompy przedstawia Rysunek 9. 

 

 

 

Rys. 9. Formowanie w rdzeniach wirnika 

1 – odlew, 2 – rdzeń środkowy, 3 – rdzennica dla rdzenia 2, 4 – rdzeń odtwarzający wewnętrzne łopatki,  

5 – rdzennica dla rdzenia 4, 6 – wzornik kontrolny, 7 – rdzeń odtwarzający zewnętrzną część odlewu,  

8 – rdzennica dla rdzenia 7 

Źródło: [3, s.170] 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

24

 

W gruncie formierni odtwarzamy specjalnym wzornikiem gniazdo rdzennika dla rdzenia 

środkowego 2 oraz miejsce do montażu rdzeni. Aby montaż rdzeni nie był utrudniony, 
średnicę wgłębienia w gruncie powiększamy o 1 m. Rdzeń  środkowy 2 sporządza się  
w rdzennicy 3. Wokół rdzenia środkowego 2 ustawiamy dziewięć rdzeni 4 wykonanych  
w rdzennicy 5. Prawidłowość ustawienia rdzeni sprawdza się wzornikiem 6, a grubość 
łopatek – sprawdzianem szczelinowym. Miejsca styku rdzeni 4 uszczelnia się gliną, pokrywa 
powłoką ochronną i suszy. Potem wokół rdzeni 4 ustawiamy osiemnaście rdzeni 7, które 
odtwarzają zewnętrzny kształt wirnika.  Następnie miejsca styku tych rdzeni uszczelniamy 
gliną i wokół nich nakładamy masę, którą zagęszczamy. Na koniec formę obciążamy  
i zalewamy metalem. 
 
6.  W skrzynkach usuwalnych – polega na zaformowaniu modelu w skrzynce formierskiej, 

następnie skrzynka jest zdejmowana i forma trafia na odlewnię bez skrzynki. Daje to 
oszczędność w ilości potrzebnych skrzynek formierskich, lecz możliwe jest tylko dla 
produkcji drobnych odlewów. 

7.  Metodą Shawa – polega na zalaniu modelu ustawionego w skrzynce formierskiej 

ciekłym materiałem formierskim (drobnoziarniste ogniotrwałe tworzywo i krzemian etylu 
poddany uprzednio hydrolizie).Ciekły materiał formierski po dodaniu czynnika 
żelującego w czasie kilku minut zestala się tworząc masę podatną, podobną w dotyku do 
gumy. Masa ta posiada dużą elastyczność i wytrzymałość konieczną do wykonania 
wszystkich czynności związanych z wyjęciem modelu. Natychmiast po wyjęciu modelu 
przystępuje się do wstępnego wypalenia formy zapalając wydzielające się z niej pary 
alkoholu. Końcowym etapem wykonania formy jest jej prażenie w temperaturze  
950º C ÷ 1000 ºC. Metoda ta stosowana jest do produkcji skomplikowanych kształtem 
odlewów precyzyjnych. Mogą to być odlewy o masie od kilkudziesięciu dekagramów do 
kilku ton. 

8.  Metodą wytapianych modeli – polega na wykonaniu formy z użyciem modelu, który po 

wyschnięciu formy zostaje wytopiony. Ta metoda wymaga modelu wykonanego z łatwo 
topliwego materiału np. wosku. Jako masę formierską stosuje się tu drobnoziarnistą masę 
ceramiczną, którą nanosi się na model, a następnie formę uzupełnia się mniej wartościową 
masą wypełniającą. Metoda ta jest stosowana do odlewania precyzyjnego 
skomplikowanych kształtem odlewów. 

 
Odlewanie grawitacyjne w formy półtrwałe. 
 

Jest to metoda odlewania, gdzie można wykonać kilkadziesiąt odlewów bez znacznego 

uszkodzenia formy. Wykonanie form półtrwałych jest podobne do wytwarzania form 
piaskowych. W zależności od użytych materiałów formierskich rozróżniamy formy półtrwałe: 
szamotowe, cementowe, metaloceramiczne, murowane, grafitowe, kamienne. 
 
 

Charakterystyka specjalnych metod odlewania. 

 
1. Odlewanie kokilowe 

Kokila jest to forma metalowa wielokrotnego użytku do odlewania grawitacyjnego. 

Najczęściej kokile wykonywane są z żeliwa, staliwa lub ze stali narzędziowej. Podobnie jak 
w formach piaskowych, wnękę kokili tworzą  dwie lub więcej części odtwarzających 
zewnętrzne kształty odlewu oraz rdzenie odtwarzające wewnętrzne kształty odlewu. 
Skomplikowane kształtem rdzenie metalowe muszą być wykonane jako dzielone, gdyż 
wyjęcie ich z odlewu byłoby niemożliwe. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

25

 

Przykład procesu technologicznego odlewania kokilowego przedstawia tabela 5. 

 

 
 

 

Tabela 5

 

Proces technologiczny wykonania odlewu ze stopu aluminium w kokili

 

 

 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

26

 

ciąg dalszy tabeli 5 
 

 

 
 
 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

27

 

ciąg dalszy tabeli 5 

 

Źródło: [3, s.242÷245] 

 

Duży koszt formy zwraca się dzięki dużej wydajności tego stanowiska odlewniczego oraz 

wysokiej precyzji wykonania odlewu. Jest ona szeroko stosowana do precyzyjnego odlewania 
drobnych i średnich odlewów w produkcji seryjnej i masowej. 
 
2. Odlewanie pod ciśnieniem 

 

Odlewanie pod ciśnieniem polega na wtłaczaniu ciekłego metalu do formy metalowej 

pod ciśnieniem 1 do 200 MPa. Tak wysokie ciśnienie uzyskuje się przez działanie tłoka 
prasującego lub przez działanie sprężonego powietrza w specjalnych maszynach, które 
najogólniej można podzielić na: maszyny z zimną komorą i maszyny z gorącą komorą. 
Schemat odlewania w maszynie z zimną komorą (pionową) pokazuje rysunek nr 10. 
 

 

Rys. 10. Odlewanie na maszynie pionowej zimnokomorowej: a) forma przed zalaniem, b) forma po zalaniu, c) 

forma otwarta 

1 – tłok, 2 – przeciwtłok, 3 – forma, 4 – odpad 

Źródło: [3, s.253] 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

28

 

Schemat odlewania w maszynie z gorącą komorą przedstawia rysunek nr 11. 
 

 

Rys. 11.  Agregat do odlewania na maszynie gorącokomorowej ze stałą komorą 

1 – odlew, 2 – dysza, 3 – zawór, 4 – doprowadzenie powietrza, 5 – komora ciśnienia, 6 – ciekły metal, 7 – piec 

Źródło: [3, s.251]

 

 

 

Jest to maszyna beztłokowa, w której ciśnienie sprężonego powietrza powoduje, że 

okresowo poprzez zawór 3 zostaje wciśnięty ciekły metal do formy ciśnieniowej, gdzie 
powstaje odlew 1. 

 

3. Odlewanie pod niskim ciśnieniem. 

 

Przebieg odlewania jest podobny do odlewania pod ciśnieniem. Zasadnicza różnica 

polega na napełnianiu formy ciekłym metalem pod ciśnieniem sprężonego powietrza ok. 0,01 
÷ 0,07 MPa. 

 

4. Odlewanie w formach wirujących. 

 

Odlewanie odśrodkowe polega na nadaniu kształtu odlewom przez siły odśrodkowe 

wirującej formy (kokili). Metodę  tę wykorzystuje się również dla zwiększenia ciśnienia  
w krzepnącym odlewie. 
Podczas obrotu formy, ciekły metal gromadzi się przy jej ściankach i tworzy bryłę obrotową, 
ograniczoną wewnętrzną powierzchnią formy. Wirowanie formy (siła odśrodkowa) powinno 
trwać tak długo, dopóki odlew nie zakrzepnie. Ponieważ krzepnięcie odlewu odbywa się pod 
działaniem siły odśrodkowej, odlewy wykonywane wg tej metody są  ścisłe, bez jam 
skurczowych i rzadzizn, dzięki czemu odznaczają się bardzo dobrymi własnościami 
wytrzymałościowymi. Schemat odlewania w formach wirujących przedstawia rysunek 12. 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

29

 

 

 

Rys. 12. Schemat odlewania w formach wirujących: a) poziome, b) pionowe, c) ukośne z przesuwaną rynną,  

d) pod ciśnieniem odśrodkowym, e) półśrodkowe 

Źródło: [3, s.255]

 

 
5. Odlewanie w formach skorupowych 
 

Forma skorupowa to forma odlewnicza o niewielkiej grubości  ścianki (4 do 10 mm), 

wykonana ze specjalnej masy. Proces wykonania formy skorupowej polega na tym, że na 
podgrzaną do temperatury 220 do 280°C metalową  płytę modelową narzuca się mieszaninę 
piasku kwarcowego i żywicy syntetycznej, która w wyniku utwardzenia wiąże piasek i tworzy 
skorupę. W celu przyspieszenia procesu utwardzania skorupy, po narzuceniu masy, podgrzaną 
płytę modelową umieszczamy w piecu w temperaturze 300 do 350°C. Po zdjęciu skorupy z płyty 
otrzymujemy połówkę formy, łączymy ją z drugą połówką i przygotowujemy do zalewania. 

 

Przebieg procesu wyjaśniono na rys. 13. 

 

 

Rys. 13. Formowanie skorupowe 

Źródło: [1, s. 238] 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

30

 

Podgrzaną do temperatury 220 ÷ 280°C płytę modelową 3 nakładamy na zbiornik 1 z masą 

termoutwardzalną 2Całość obracamy o 180° do położenia pokazanego na rys. 16b. W wyniku 
podwyższonej temperatury płyty,  żywica topi się i wiąże piasek. Powstaje cienka, plastyczna 
skorupa, której grubość zależy od czasu przetrzymania płyty w tym położeniu. Wynosi on 16 ÷ 30 
s w zależności od wielkości i stopnia skomplikowania modelu oraz od właściwości  żywicy. Po 
obróceniu zbiornika z płytą do położenia wyjściowego niezwiązana masa opada na dno zbiornika, 
a na płycie zostaje skorupa 4Płytę modelową wprowadzamy do pieca na 1,5 ÷ 2 min, po czym 
zdejmujemy utwardzoną skorupę i powtarzamy cykl po uprzednim oczyszczeniu płyty. 

 
6. Odlewanie precyzyjne 
 

Najczęściej stosowane metody odlewania precyzyjnego to : 

−  metoda wytapianych modeli, 

−  metoda Shawa, 

−  metoda wypalanych modeli. 
 

Dwie pierwsze z nich zostały omówione w rozdz.4.2.1. W odlewaniu metodą wypalanych 

modeli stosuje się 

modele jednorazowego użycia, które są zaformowane w formie bez 

płaszczyzny podziału i nie wyjmowane przed zalewaniem. Wlewany do formy metal powoduje 
zgazowanie materiału, z którego jest wykonany model i zajmuje jego miejsce. Zasadę odlewania 
metodą wypalanych modeli wyjaśniono na rys. 14. 

 

Rys. 14. Przebieg procesu odlewania metodą wypalanych modeli:  a) model ze styropianu, b) model w 

niedzielonej formie, c) zalewanie modelu i zgazowanie modelu 

Źródło: [1, s. 246]

 

 
 
7. Odlewanie ciągłe 
 

Odlewanie ciągłe polega na nieprzerwanym zalewaniu ciekłego metalu do formy 

metalowej intensywnie chłodzonej wodą. Wskutek tego odlew krzepnie, po czym opuszcza 
kokilę jako gotowy wyrób lub półwyrób (pręty, rury, itp.). 
Formę metalową do ciągłego odlewania nazywa się również krystalizatorem. 

Na rysunku 15 przedstawiono schemat odlewania ciągłego wlewków i wałków ze stopów 

żelaza i metali nieżelaznych. Urządzenie składa się z pionowej kokili bez dna chłodzonej 
wodą. Pod kokilą znajdują się rolki przeznaczone do wyciągania odlewu z kokili. 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

31

 

 

Rys. 15. Schemat odlewania ciągłego wałków i wlewków 

1 – kadź, 2 – odpływ wody, 3 – dopływ wody, 4 – kokila, 5 – odlew, 6 – rolki ciągnące 

Żródło: [3, s.257]

 

 

Ważniejsze zagrożenia dla zdrowia podczas wykonywania odlewu i warunki BHP. 

 

Do najczęściej spotykanych zagrożeń w odlewni należą :poparzenia, zaprószenia oczu, 

przygniecenia, zatrucia parami metali lub szkodliwymi gazami, pyły unoszące się  
w powietrzu. Dla różnych sposobów formowania i różnych metod odlewania zagrożenia te są 
różne. Dlatego też dla poszczególnych stanowisk odlewni opracowane są instrukcje BHP  
z którymi przed przystąpieniem do pracy należy się zapoznać i zastosować do ich wymagań. 
W szczególności należy używać zgodnie z instrukcją odzieży ochronnej i sprzętu ochrony 
osobistej. 

 

4.2.2. Pytania sprawdzające 

 

1.  Jakie znasz metody odlewania? 
2.  Jakie są potrzebne informacje do wyboru metody odlewania? 
3.  Jakie znasz sposoby formowania? 
4.  Jakie znasz materiały do wyrobu form odlewniczych? 
5.  Jakie występują różnice między modelem odlewu a odlewem? 
6.  W jaki sposób odróżnisz odlew wykonany w formie piaskowej od odlewu wykonanego  

w kokili? 

7.  W jakiej technologii wykonania formy odlewniczej nie jest używany model? 
8.  Dlaczego kokila przed zalaniem ciekłym metalem musi być podgrzana? 
9.  Dlaczego skomplikowane kształtem rdzenie metalowe muszą być wykonane jako dzielone 

(wykonane z kilku części)? 

10. W jakich przypadkach zaproponujesz wykonanie odlewu w formie jednorazowego użycia 

a kiedy w formie wielokrotnego użycia? 

11. Jakie środki ochrony osobistej powinien zastosować odlewnik podczas odlewania 

kokilowego? 

12. Na czym polega formowanie w rdzeniach? 
 

4.2.3.Ćwiczenia 

 

Ćwiczenie 1 

Opracuj uproszczony proces technologiczny formowania w rdzeniach na podstawie 

rysunku nr 9. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

32

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
2)  zapoznać się z rys. nr 9 i opisem (materiał nauczania pkt. 4.2.1.), 
3)  wypisać i ponumerować kolejne czynności konieczne do wykonania formy 

przedstawionej na rysunku 9, 

4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie, 
5)  dokonać oceny ćwiczenia. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy : 

−  papier formatu A4,  
−  długopis, 

−  rysunek nr 9 z opisem, 

−  literatura z rozdziału 6. 
 
Ćwiczenie 2 
Nazwij materiały potrzebne do wytworzenia różnych form odlewniczych. 
 

Forma odlewnicza 

Materiały 

Kokila  

Forma skorupowa 

 

Forma półtrwała  

Forma piaskowa 

 

Forma ciśnieniowa  

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
2)  zapoznać się z materiałem nauczania pkt. 4.2.1., 
3)  obok każdej podanej nazwy formy zapisać nazwę materiału (lub materiałów) z jakich te 

formy mogą być wykonywane, 

4)  dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia,  
5)  zaprezentować ćwiczenie. 

 

 

Wyposażenie stanowiska pracy : 

−  papier formatu A4  z tabelką,  

−  długopis, 

−  literatura z rozdziału 6. 

 

Ćwiczenie 3 

Wpisz do tabeli nazwy środków ochrony osobistej pracownika zgodnie z przepisami BHP 

dla stanowiska formowania ręcznego oraz dla stanowiska odlewania kokilowego. Wyszukaj 
różnice. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

33

 

 

Środki ochrony osobistej przy 

formowaniu ręcznym: 

Środki ochrony osobistej przy 

odlewaniu kokilowym: 

1. 1. 

2. 2. 

3. 3. 

4. 4. 

Różnice: 

1. 

2. 

 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
2)  zapoznać się z materiałem nauczania pkt. 4.2.1., 
3)  wypełnić tabelę, 
4)  dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia, 
5)  zaprezentować ćwiczenie. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy : 

−  papier formatu A4 z tabelą,  
−  długopis, 

−  literatura z rozdziału 6. 
 

4.2.4. Sprawdzian postępów 

 

  

Czy potrafisz :                                                                                                           Tak     Nie 
1)  podać różnice między modelem odlewu a odlewem? 

 

 

2)  wymienić nazwy przynajmniej 6 sposobów formowania? 

 

 

3)  wymienić czynniki wpływające na wybór metody wykonania odlewu? 

 

 

4)  dobrać metodę wykonania odlewu dla konkretnego przypadku 

części maszynowej? 

 

 

5)  odróżnić odlew wykonany w formie piaskowej od odlewu wykonanego 

jedną z precyzyjnych metod odlewania? 

 

 

6)  wymienić nazwy przynajmniej 5 metod wykonywania odlewów? 

 

 

7)  podać kolejne czynności procesu technologicznego wykonania odlewu 

dla przynajmniej dwóch metod wykonywania odlewów? 

 

 

8)  nazywać materiały do wykonania modeli odlewniczych?  

 

 

9)  nazwać materiały do wykonania form odlewniczych? 

 

 

10) wykorzystać zdobyte wiadomości w praktyce?  

 

 

11) wymienić główne zagrożenia dla zdrowia pracownika podczas 

wykonywania odlewu? 

 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

34

 

4.3. Zalety i wady poszczególnych metod wykonania odlewów. 

Porównanie różnych metod odlewania. 
Koszty produkcji, a wybór metody wykonania odlewów 

 

4.3.1. Materiał nauczania 
 
Zalety i wady poszczególnych metod wykonania odlewów. 
Porównanie różnych metod odlewania. 

 

1. Najprostszą metodą jest odlewanie do form piaskowych, które charakteryzuje się tym, 

że forma jest niszczona przy usuwaniu z niej odlewu. 

Do wad tej metody należy zaliczyć: małą dokładność kształtu, wymiaru 

 

i powierzchni, małą wydajność, brak stabilności kształtu i wymiarów oraz konieczność 
wykorzystania dużej powierzchni na jednostkę wyrobu. Do zalet należy zaliczyć :niski koszt 
formy, możliwość  łatwego usunięcia odlewu z formy, możliwość wykonania odlewów 
małych i dużych, jak również prostych i skomplikowanych kształtem. 

 
2. Odlewanie do form półtrwałych wymaga droższych mas formierskich, chociaż 

przebiegiem procesu przypomina odlewanie do form piaskowych. 

Podstawową zaletą tego procesu jest możliwość wielokrotnego wykorzystania formy co 

przedstawia tabela 6. 

 

Tabela 6 Trwałość i zakres stosowania form półtrwałych 

 

Źródło: [1, s.216] 

 

Podstawową wadą jest jest wrażliwość formy na skurcz odlewniczy, który może 

powodować uszkodzenie formy. Należy wówczas dokonać lokalnych napraw po 
każdorazowym stwierdzeniu uszkodzeń. Problem ten może znacznie zmniejszyć wydajność  
i zwiększyć koszty produkcji Stosowanie tej metody jest celowe w produkcji seryjnej 
odlewów o prostych kształtach. 
 

3. Odlewanie kokilowe (grawitacyjne) to odlewanie do form metalowych których 

trwałość może wynosić nawet kilka tysięcy odlewów. Materiał połówek kokil to najczęściej 
żeliwo, a rdzenie kokil wykonywane są najczęściej ze stali narzędziowej stopowej. Ciekły 
metal wypełnia kokilę podobnie jak formę piaskową pod działaniem siły ciężkości. 
Przygotowanie kokili do zalewania polega na : oczyszczeniu powierzchni roboczych, 
pokryciu ich powłoką ochronną i podgrzaniu do odpowiedniej temperatury np. 150º C dla 
odlewu z brązu. Stosowanie powłok ochronnych ma na celu zabezpieczenie powierzchni 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

35

 

formy przed przywieraniem odlewu, działaniem wysokiej temperatury oraz zmniejszeniem 
intensywności chłodzenia odlewu. Odlewanie kokilowe znalazło szerokie zastosowanie do 
odlewów ze stopów metali nieżelaznych, a mniejsze do stopów żelaza ze względu na wysoką 
temperaturę zalania. Najprostsze kokile obsługiwane są  ręcznie,  natomiast nowoczesne 
odlewnie stosują maszyny odlewnicze zwane kokilarkami, które zastępują ciężką pracę 
człowieka wykonując takie czynności jak : otwieranie i zamykanie kokili, wyciąganie rdzeni, 
wyjmowanie odlewu z kokili. Przykład takiej maszyny pokazuje rys. 16.   

 

 

Rys. 16. Czterostanowiskowa maszyna kokilowa (karuzela) ze stołem obrotowym 

Źródło:

 

[2, s. 150)

 

 
Odlewanie w kokilach w porównaniu z odlewaniem do form piaskowych daje następujące 

korzyści techniczno-ekonomiczne : 

−  zwiększenie własności mechanicznych odlewów, 
−  zwiększenie dokładności wymiarowych i gładkości powierzchni odlewu, 

−  wzrost wydajności pracy , 

−  większe wykorzystanie powierzchni produkcyjnej, 
−  mniejszy koszt oczyszczania, 

−  mniejszy koszt obróbki mechanicznej, 
−  znaczną poprawę warunków bhp, 

−  niższe nakłady inwestycyjne, 

−  ułatwia mechanizację i automatyzację odlewania. 
Do wad odlewania kokilowego należy: 

−  duży koszt oprzyrządowania (kokili), 
−  skłonność do zabieleń i pęknięć odlewów żeliwnych, 

−  trudności z wykonaniem skomplikowanych kształtów rdzeni metalowych. 
 
4. Odlewanie pod ciśnieniem wymaga zastosowania urządzenia wypełniającego formę 
ciekłym metalem pod zwiększonym ciśnieniem. Maszyny do odlewania ciśnieniowego dzielą 
się na dwie grupy :  

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

36

 

−  z gorącą komorą ciśnienia ( żądane ciśnienie wytwarza sprężone powietrze lub tłok ), 

−  z zimną komorą ciśnienia (żądane ciśnienie wytwarza tłok).            

−  Główne zalety odlewania ciśnieniowego to: 
−  wysoka wydajność (100-500 napełnień formy na godzinę), 

−  duża dokładność wymiarowa, 

−  duża gładkość powierzchni, 
−  możliwość bardzo znacznego ograniczenia lub całkowitego wyeliminowania obróbki 

mechanicznej, 

−   dobre własności wytrzymałościowe dzięki drobnoziarnistej strukturze odlewu, 

−  małe zużycie metalu na odlew, 
−  mała pracochłonność oczyszczania. 
 

Do wad odlewania ciśnieniowego zaliczamy : 

−  wysoki koszt formy ciśnieniowej, dlatego odlewanie pod ciśnieniem stosuje się tylko 

przy produkcji masowej, 

−  wysoki koszt maszyn do odlewania ciśnieniowego, 
−  ograniczony ciężar i wielkość odlewu, 

−  występowanie porowatości odlewów, szczególnie o grubszych ściankach. 

 

5. Odlewanie odśrodkowe (w formach wirujących) polega na nadaniu kształtu odlewom przez 
siły odśrodkowe wirującej formy. Odlewanie odśrodkowe stosuje się do wykonywania 
odlewów przeważnie o kształcie brył obrotowych, jak rury, tuleje, wałki itp. Mogą być 
również odlewane różne części o innym kształcie w formach piaskowych; w tym przypadku 
nadaje się ruch wirowy na maszynach o pionowej osi obrotu. Metodą  tą wykonuje się 
następujące odlewy: rury wodociągowe i kanalizacyjne, tuleje cylindrowe dla przemysłu 
motoryzacyjnego, tuleje na pierścienie tłokowe, wały napędowe, koła zębate i inne, wałki ze 
stopów nieżelaznych. Ponadto metodą  tą wykonuje się wylewanie panewek i tulejek 
łożyskowych stopami przeciwciernymi itp. 
 

Do zalet odlewania odśrodkowego należy głównie zaliczyć: 

−  dobre własności mechaniczne odlewów, 

−  dużą ścisłość i szczelność odlewów, 
−  znaczne zmniejszenie lub wyeliminowanie wad odlewów w postaci zażużleń, 

porowatości i pęcherzy gazowych, 

−  dużą wydajność pracy, 

−  dużą oszczędność metalu, 
−  łatwość mechanizacji i automatyzacji procesu. 
 

Do wad tej metody należą problemy z wytworzeniem ruchu obrotowego formy 

odlewniczej, który musi być tym większy im większy i bardziej skomplikowany odlew. 
 
6. Odlewanie w formy skorupowe. Forma skorupowa powstaje przez nasypanie na nagrzaną 
(do około 270ºC) metalową  płytę modelową specjalnej masy, składającej się  
z piasku kwarcowego i żywicy syntetycznej. 

Pod działaniem ciepła żywica topi się i spaja ziarna piasku, tworząc cienką warstwę czyli 

formę skorupową. Po zdjęciu skorupy z płyty otrzymujemy połówkę formy, którą  łączymy  
z drugą połówką i przygotowujemy do zalania. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

37

 

Podstawową zaletą tej metody jest duża gładkość powierzchni otrzymywanych odlewów. 

Również to że może być stosowana dla wszystkich stopów odlewniczych i różnych odlewów, 
nawet bardzo skomplikowanych i o bardzo cienkich ściankach. 
Podstawową wadą jest wysoki koszt żywic syntetycznych, co podwyższa koszt odlewu. 
 
7. Odlewanie ciągłe to wykonywanie odlewów o stałym przekroju poprzecznym 
i o znacznej długości w specjalnych chłodzonych formach metalowych, zwanych 
krystalizatorami. Istotą tego procesu jest doprowadzenie ciekłego metalu do formy w sposób 
ciągły, w miarę jak zakrzepnięta część odlewu opuszcza  formę. Metodę  tą stosuje się do 
odlewania wlewków, wałków, kształtowników i  rur ze wszystkich tworzyw odlewniczych.  
 

Podstawowe zalety odlewania ciągłego to : 

−  możliwość otrzymania odlewów o dużych długościach, 
−  wzrost właściwości mechanicznych odlewu w wyniku intensywnego chłodzenia, 

−  wzrost wydajności produkcji w stosunku do innych metod. 

Do wad odlewania ciągłego należą: 

−  duże naprężenia wewnętrzne w wyniku intensywnego chłodzenia, 
−  możliwość powstawania mikropęknięć na powierzchni odlewu. 
 
8. Odlewanie metodą wytapianych modeli polega na zalaniu formy  wykonanej z modelu 
jednorazowego użytku. Modele z łatwo topliwych materiałów np.z wosku są po 
zaformowaniu wytapiane z formy. 
 

Podstawowe zalety tej metody to : 

−  duża dokładność wykonania odlewu m.in. w wyniku zalewania odlewu do formy 

niedzielonej, 

−  duża gładkość powierzchni odlewu ograniczająca drogą obróbkę skrawaniem, 
−  możliwość wykonywania bardzo małych i skomplikowanych , ale dokładnych odlewów 

(dlatego stosowana jest w jubilerstwie ), 

−  możliwość wykonywania odlewów cienkościennych. 
Podstawową wadą tej metody jest strata modelu przy jednorazowym wykonywaniu formy. 
 
9. Odlewanie metodą Shawa polega na użyciu formy która podczas formowania miała 
konsystencję elastycznej gumy. Dzięki takiej konsystencji  można łatwo zaformować nawet 
niedzielony skomplikowany model odlewniczy.  
Również jest tu możliwe formowanie modeli które nie posiadają pochyleń odlewniczych, co 
może być dużą zaletą w porównaniu z innymi metodami. 
 

Metoda Shawa daje następujące korzyści : 

−  możliwość wykorzystania modeli wykonanych z różnych materiałów, 

−  duża dokładność  dokładność wymiarowa i mała chropowatość powierzchni odlewów, 
−  możliwość wykonania odlewów od bardzo małych do ciężkich nawet o masie do 3000kg. 
 

Podstawową wadą tej metody jest wysoki koszt materiałów formierskich ograniczający 

opłacalność jej stosowania do produkcji odlewów o wysokich wymaganiach. 

 

Koszt produkcji a wybór metody odlewania 

Jedną z podstawowych czynności organizacyjnych przy uruchamianiu produkcji nowej 

serii odlewów jest analiza kosztów produkcji tego odlewu. Aby prawidłowo przeprowadzić 
analizę należy wziąć pod uwagę następujące uwarunkowania wstępne : 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

38

 

−  wielkość serii, 

−  wymiary i ciężar odlewu, 

−  stopień skomplikowania kształtu, 
−  żądana dokładność (wymiaru, powierzchni i kształtu), 

−  rodzaj materiału odlewu, 

−  możliwości produkcyjne własnej odlewni i wydziałów pomocniczych. 
 

Po dokładnej analizie uwarunkowań wstępnych należy wybrać odpowiednią metodę 

odlewania. Istnieje wiele sposobów analizy techniczno-ekonomicznej prowadzącej do tego 
wyboru. Uproszczony sposób wyboru metody odlewania podaje wykres pokazany na rys. 17. 
Wykres uzależnia wybór metody odlewania od wielkości serii produkowanych odlewów (od 
0 do 25 000 szt ), oraz od kształtu i wielkości odlewu. Kształty odlewu podzielono na 6 grup 
trudności wykonania. 

 

Rys. 17. Wykres do wyboru odpowiedniej metody odlewania 

Źródło: [2, s. 152] 

 

Grupa I to odlewy duże o bardzo skomplikowanych kształtach, grupa II i kolejne grupy to 

odlewy o coraz mniej skomplikowanych kształtach, aż rozpatrując grupę VI to odlewy  
o kształtach i wymiarach najłatwiejszych do wykonania. 
 

Oczywiście na wybór metody odlewania ma wpływ jeszcze wiele innych czynników np. 

własności materiału odlewu, których wykres nie uwzględnia. Całkowity koszt wykonania 
odlewu składa się z następujących elementów: koszt materiału bezpośrednich, robocizny 
bezpośredniej, kosztów omodelowania i oprzyrządowania, kosztów braków oraz kosztów 
wydziałowych (koszt amortyzacji stanowiska, koszt konserwacji i  napraw, koszt energii, 
koszt materiałów pomocniczych). 

Szczegółowe wzory umożliwiające obliczenie kosztów wykonania odlewu różnymi 

metodami podaje specjalistyczna literatura. Dla odlewania kokilowego wzór taki można 
znaleźć w opracowaniu: Z. Górny, W. Chabowski, J. Zakrzewski, K. Bruzda „Odlewanie 
kokilowe stopów żelaza” – Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1972. 

 
 
 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

39

 

4.3.2. Pytania sprawdzające 

 
1.  Jakie znasz rodzaje maszyn do odlewania ciśnieniowego? 
2.  Jaka jest rola pokryć w odlewnictwie kokilowym? 
3.  Jakie znasz zalety różnych metod odlewania? 
4.  Jakie znasz wady różnych metod odlewania? 
5.  Jaka jest zależność między wielkością serii odlewanych odlewów, a wyborem metody 

odlewania? 

6.  Jakie zjawisko wykorzystane jest przy odlewaniu odśrodkowym? 
7.  Jakie zastosowanie mają żywice syntetyczne w odlewnictwie? 
8.  Jaka metoda odlewania daje najmniejszą dokładność wymiaru i powierzchni odlewu? 
9.  Jaką metodą odlewane są małe, skomplikowane odlewy jubilerskie? 
10. Jakie uwarunkowania należy przeanalizować przy wyborze metody odlewania?  

 

4.3.3. Ćwiczenia 

 
Ćwiczenie 1  

Przedstaw w tabeli jedną wadę i jedną zaletę wyszczególnionych metod odlewania. 

 

Metoda odlewania 

Zalety 

Wady 

Odlewanie w formach 
piaskowych 

 

 

Odlewanie w formach 
półtrwałych 

 

 

Odlewanie w kokilach 

 

 

Odlewanie ciśnieniowe  

 

Odlewanie w formach 
wirujących 

 

 

Odlewanie w formach 
skorupowych 

 

 

Odlewanie ciągłe  

 

Odlewanie metodą Shawa 

 

 

Odlewanie metodą 
wytapianych modeli 

 

 

 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

40

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 
 Aby 

wykonać ćwiczenie powinieneś : 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
2)  zapoznać się z charakterystyką metod odlewania, 
3)  przeanalizować treść tabeli, 
4)  wypełnić tabelę zgodnie z hasłami w nagłówku, 
5)  zaprezentować efekty swojej pracy, 
6)  dokonać oceny ćwiczenia.  

 

Wyposażenie stanowiska pracy : 

−  papier formatu A4 z tabelą,  
−  długopis, 

−  literatura z rozdziału 6. 

 

Ćwiczenie 2 

Dobierz właściwą metodę odlewania dla danych warunków produkcyjnych. 

 

Metoda odlewania 

Stopień trudności 

kształtu odlewu 

Seria 10000 sztuk odlewów 

Seria 50 sztuk odlewów 

I  

 

II  

 

III  

 

IV  

 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

  

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś : 

1)  zorganizować stanowisko pracy, 
2)  zapoznać się z zasadami doboru metod odlewania, 
3)  przeanalizować wykres służący do doboru metody odlewania, 
4)  przeanalizować treść tabeli, 
5)  wypełnić tabelę zgodnie z hasłami w nagłówku, 
6)  zaprezentować efekty swojej pracy, 
7)  dokonać oceny ćwiczenia. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy : 

−  papier formatu A4 z tabelą, 

−  długopis, 
−  wykres służący do doboru metody odlewania, 

−  literatura z rozdziału 6. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

41

 

Ćwiczenie 3 

Podaj w punktach kolejne czynności wykonania odlewu kokilowego oraz odlewu 

wykonanego w formie piaskowej. Następnie wypisz czynności wykonania odlewu w formie 
piaskowej, ale  tylko te, które nie wystąpią w procesie odlewania takiego samego odlewu  
w kokili. 

 

Czynności przy wykonywaniu odlewu 

w formie piaskowej 

Czynności przy wykonywaniu odlewu  

w kokili 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Czynności, które wystąpiły w procesie odlewania w formie piaskowej,  

a nie wystąpiły w procesie odlewania kokilowego.

 

 
 

 
 
 

 

Sposób wykonania ćwiczenia  

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś : 

1)  zorganizować stanowisko pracy, 
2)  przeanalizować technologię odlewania kokilowego i odlewania do form piaskowych, 
3)  przeanalizować treść tabeli, 
4)  wypisać kolejne czynności wykonania odlewu w formie piaskowej, 
5)  wypisać kolejne czynności wykonania odlewu kokilowego,  
6)  wypisać tylko te czynności odlewania do formy piaskowej, które nie występują  

w odlewaniu kokilowym, 

7)  zaprezentować efekty swojej pracy, 
8)  dokonać oceny ćwiczenia.  

 

Wyposażenie stanowiska pracy : 

−  papier formatu A4z tabelą, 

−  długopis, 
−  literatura z rozdziału 6. 

 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

42

 

4.3.4. Sprawdzian postępów 

  

Czy potrafisz:                                                                                                           Tak      Nie 
1)  podać różnicę między odlewaniem do form piaskowych jednorazowego 

użycia, a odlewaniem do form półtrwałych? 

 

 

2)  omówić budowę i działanie kokili? 

 

 

3)  przeprowadzić analizę wad i zalet różnych metod odlewania? 

 

 

4)  nazywać maszyny odlewnicze stosowane w różnych metodach odlewania? 

 

 

5)  scharakteryzować przebieg wykonania formy skorupowej? 

 

 

6)  określić sposób przygotowania kokili do zalania ciekłym metalem? 

 

 

7)  nazywać części maszyn wykonane metodą odlewania ciągłego? 

 

 

8)  określić dane wejściowe potrzebne do wyboru metody odlewania? 

 

 

9)  określić czynniki wchodzące w skład całkowitego kosztu wykonania 

odlewu? 

 

 

10) korzystać z wykresu pokazującego sposób doboru metody odlewania? 

 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

43

 

4.4. Powstawanie odlewu w formie. Piece do otrzymywania 

tworzyw odlewniczych 

 

4.4.1. Materiał nauczania 
 

Powstawanie odlewu w formie 

 

Aby powstał odlew, należy wypełnić formę ciekłym metalem przygotowanym 

 

w piecu, zgodnie z dokumentacją technologiczną odlewu.  

Doprowadzenie ciekłego metalu do formy, czyli jej zalewanie przeprowadza się przy 

użyciu kadzi odlewniczych ręcznych lub dźwignicowach, a dla małych odlewów łyżką 
odlewniczą. Ciekły metal przedostaje się do wnęki formy przez układ wlewowy. Zbyt szybki 
przepływ metalu w formie może spowodować jej zniszczenie zatrzymać zanieczyszczenia  
w odlewie. Mała prędkość przepływu metalu w formie może być przyczyną niedokładnego jej 
wypełnienia. Dlatego ważne jest dobrać najkorzystniejszy układ wlewowy dla danego 
odlewu. Przykład budowy układu wlewowego pokazuje rys. 19. 

 

 

Rys. 19. Układ wlewowy 

Źródło: [4, s.109] 

 

Układ wlewowy składa się ze zbiornika 1, wlewu głównego 2, belki wlewowej 3 i wlewów 

doprowadzających 4.  Zbiornik wlewowy, którego kształt i wielkość zależą od wielkości formy  
i od rodzaju metalu, ułatwia wprowadzenie ciekłego metalu do formy, a ponadto częściowo 
zapobiega przedostaniu się żużla do wlewu głównego.

 

Ciekły metal w czasie przepływu przez formę ogrzewa ją, a sam ulega ochłodzeniu. 

Najgorętszy metal znajduje się przy wlewach doprowadzających, a najzimniejszy 

 

w miejscach formy najbardziej oddalonych. Zjawisko to wykorzystywane jest do kierowania 
rozkładem temperatury i krzepnięciem odlewu. Szybkość krzepnięcia i stygnięcia odlewu ma 
zasadniczy wpływ na strukturę odlewu oraz jego własności mechaniczne. Dlatego też 
technologia odlewnictwa przewiduje stosowanie nadlewów, ochładzalników i innych 
sposobów kierowania krzepnięciem odlewu. Nadlewy służą też do gromadzenia 
zanieczyszczeń powstałych w formie podczas zalewania.  

Następnym ważnym parametrem stopu odlewniczego jest jego skurcz. Skurczem nazywa 

się zmniejszenie jego wymiarów objętościowych i liniowych podczas: 
−  stygnięcia ciekłego metalu  

−  krzepnięcia  

−  ochładzania w stanie stałym od temperatury krzepnięcia do temperatury otoczenia. 

 
Skurczem odlewniczym nazywamy zmniejszenie wymiarów odlewu w stosunku do 

odpowiednich wymiarów modelu wyrażonych w procentach. Może on być swobodny lub 
hamowany czynnikami mechanicznymi formy i czynnikami cieplnymi. W zależności od 
wielkości odlewu i wielkości skurczu stopu odlewniczego należy tak skonstruować odlew, 
układ wlewowy i nadlewy, aby w czasie odlewania zmniejszanie wymiarów i objętości nie 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

44

 

było przyczyną powstawania braków odlewniczych. Dlatego ważne jest aby odlew miał 
konstrukcję technologiczną, czyli łatwą do odlania. Przykład elementów konstrukcji 
technologicznych to : stosowanie łagodnych promieni a nie ostrych krawędzi, stosowanie 
łagodnych przejść między przekrojami grubymi i cienkimi. Szczegółowe zasady kierowania 
procesem powstawania odlewu podaje literatura rozdziału 6. 

 

Piece do otrzymywania tworzyw odlewniczych. 

 

Odlewnie dysponują różnego rodzajami piecami których przeznaczenie jest następujące: 
1)  topienie żądanego stopu do odlewania, 
2)  topienie, przetrzymywanie i odlewanie , 
3)  przetrzymywanie i odlewanie (ciekły stop jest dostarczany z pieca topialnego). 
 

Materiały ładowane do pieca z których otrzymuje się ciekły stop odlewniczy nazywamy 

materiałami wsadowymi. 

Ze względu na energię potrzebną do otrzymania wysokiej temperatury piece dzielimy na: 

elektryczne, gazowe i olejowe. Odmienną budowę i działanie ma piec zwany żeliwiakiem 
gdzie materiałem opałowym jest koks .Budowę i działanie żeliwiaka przedstawia rys.18. 

 

Rys. 18. Żeliwiak 

Źródło: [4, s.112]

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

45

 

Do topienia żeliwa stosuje się piece szybowe, zwane żeliwiakami (rys.18). Żeliwiak jest 

zbudowany w kształcie walca 7, z cegły szamotowej chronionej z zewnątrz płaszczem  
z blachy. Od spodu żeliwiak jest zamknięty klapą denną 9, wyłożoną masą formierską 
tworzącą trzon 5. Tuż nad trzonem znajdują się drzwiczki włazowe 8, przez które ubija się 
masę formierską na trzonie. Wsad ładuje się do pieca oknem wsadowym 10Szyb żeliwiaka 
w górnej swej części jest wyłożony ochronną wykładziną żeliwną, która zabezpiecza obmurze 
przed uszkodzeniem podczas ładowania wsadu. Powietrze potrzebne do spalania koksu 
doprowadza się do żeliwiaka za pomocą dysz 2  zasilanych wentylatorem przez skrzynię 
powietrzną  3.  Ciekłe  żeliwo odprowadza się otworem spustowym 6  i następnie - rynną 7. 
Tworzący się w piecu nadmiar żużla usuwa się otworem spustowym 4. 

 

Typ pieca i jego parametry muszą być dobrane do rodzaju stopu odlewniczego (szczególnie 
temperatury topnienia ) oraz żądanej ilości wsadu metalowego. 
 
Poniżej przedstawiono fragmenty katalogów firm specjalizujących się w produkcji pieców 
odlewniczych. 

 

Indukcyjne piece kanałowe typu OPIK 

 
Opis techniczny  
      Piece typu OPIK przeznaczone są do przegrzewania stopionego wsadu i 
odlewania. Wyposażone w krystalizator służą do ciągłego poziomego odlewania, 
natomiast w przystawkę odlewniczą ze sterowanym zamknięciem otworu 
wylewowego służą do odlewania pionowego ciągłego lub półciągłego.  
      Duże piece odlewnicze współpracują zazwyczaj z kilkoma piecami topielnymi.  
      Ciekły wsad do pieca odlewniczego może być dostarczany za pomocą kadzi, 
rynien przelewowych lub wprost z pieca topielnego, gdy piec odlewniczy jest 
przejezdny - ma własny napęd silnikami hydraulicznymi.  
      Wyposażenie pieca stanowi transformator lub autotransformator z 
przełącznikiem zaczepów, bateria kondensatorów kompensacji, szafa 
sterownicza, pulpit sterowniczy, układ chłodzenia powietrznego i układ hydrauliki 
siłowej.  

Parametry techniczne  

Typ 

 

Pojemność  

[kg] 

Moc  

[kW] 

Szybkość przegrzewania 

[t/hx100

o

C] 

Zużycie energii 

[kWh/tx100

o

C] 

Miedź 

1200

o

C 

   

   

   

OPIK - 1500/Cu

 

1500 120 

4,0 

30 

OPIK - 2500/Cu

 

2500 160 

5,7 

28 

OPIK - 4500/Cu

 

4500 180 

7,0 

26 

OPIK - 6500/Cu

 

6500 220 

8,5 

26 

OPIK - 8000/Cu

 

8000 220 

8,5 

26 

Mosiądz (M63) 

1050

o

C 

   

   

   

OPIK - 1500/Cu

 

1500 150 

6,0 

26 

OPIK - 2500/Cu

 

2500 200 

9,0 

22 

OPIK - 4500/Cu

 

4500 200 

10,0 

20 

OPIK - 6500/Cu

 

6500 260 

11,0 

20 

OPIK - 8000/Cu

 

8000 260 

13,0 

20 

Cynk 

450

o

C 

   

   

   

OPIK - 3000/Zn

 

3000 80 

5,5 

14 

OPIK - 6000/Zn

 

6000 120 

8,5 

14 

OPIK - 12000/Zn

 

12000 300 

25,0 

12 

OPIK - 20000/Zn

 

20000 400 

33,0 

12 

Żeliwo 

1450

o

C 

   

   

   

OPIK - 1000/Żl

 

1000 60 

 
Uwaga:  
Parametry szybkości topienia i zużycia energii urządzenia elektrotermicznego podano zakładając wykonanie badań zgodnie z 
normą PN-EN 60396.  
W tabeli podano typowe moce urządzeń.  
W zależności od potrzeb użytkownika wielkość i moc pieca - do uzgodnienia. 

 

 

 

Źródło: [5, http://www.remixsa.pl] 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

46

 

 

Źródło: [5, http://www.remixsa.pl]

 

 
 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

47

 

4.4.2. Pytania sprawdzające 

 
1.  Co to są materiały wsadowe? 
2.  Jakie znasz rodzaje pieców odlewniczych? 
3.  Co wiesz na temat budowy i działania żeliwiaka? 
4.  Jakie czynniki decydują o wyborze z katalogu pieca dla potrzeb konkretnej odlewni? 
5.  W jaki sposób metal może być wlewany do formy odlewniczej? 
6.  Jak powinien być zbudowany układ wlewowy? 
7.  Jakie funkcje w procesie odlewania pełni nadlew? 
8.  Jaki wpływ na proces powstawania odlewu ma szybkość krzepnięcia i stygnięcia metalu 

w formie? 

9.  Jaki wpływ na jakość odlewu ma jego konstrukcja? 

 

4.4.3. Ćwiczenia 

 

Ćwiczenie 1 

Dobierz właściwy typ pieca do topienia stopu alumioniowego o pojemności tygla 300kg. 

Wypisz ważniejsze wielkości charakterystyczne dobranego pieca. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zapoznać się z katalogiem pieców odlewniczych (Materiał nauczania pkt.4.4.1), 
2)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
3)  dobrać piec zwracając szczególną uwagę na żądane jego parametry, 
4)  wypisać ważniejsze parametry dobranego pieca, 
5)  zaprezentować wykonanie ćwiczenia, 
6)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−  papier formatu A4, 

−  długopis, 
−  katalog pieców odlewniczych 

−  literatura z rozdziału 6. 

 

Ćwiczenie 2 

Nazwij elementy składowe  żeliwiaka przedstawionego na schemacie i określ funkcje 

dwóch dowolnych elementów. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  przeanalizować schemat żeliwiaka, 
2)  zorganizować stanowisko pracy, 
3)  oznaczyć na schemacie nazwy elementów składowych pieca, 
4)  objaśnić funkcje dwóch dowolnych elementów, 
5)  zaprezentować wykonanie ćwiczenia, 
6)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia. 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

48

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−  papier formatu A4 

−  długopis 

−  schemat żeliwiaka 
−  literatura z rozdziału 6. 
 
Ćwiczenie 3 

Oblicz długości odlewu, jeżeli długość zaformowanego modelu wynosi 600mm, 

a w procesie odlewania wystąpił skurcz odlewniczy równy: 

a)  2% 
b)  1,5% 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy, 
2)  zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi skurczu odlewniczego, 
3)  dokonać obliczenia dla pierwszego i drugiego przypadku, 
4)  zaprezentować efekty swojej pracy, 
5)  dokonać samooceny. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−  papier formatu A4, 

−  długopis, 

−  literatura z rozdziału 6. 

 

4.4.4. Sprawdzian postępów 

  

Czy potrafisz:                                                                                                           Tak   Nie 
1)  nazwać źródła energii używane do ogrzewania pieców odlewniczych? 

 

 

2)  podać definicję materiału wsadowego? 

 

 

3)  objaśnić budowę i działanie żeliwiaka? 

 

 

4)  dobrać typ pieca dla konkretnych potrzeb odlewni? 

 

 

5)  wyjaśnić zależność między budową układu wlewowego a jakością 

odlewu? 

 

 

6)  nazwać elementy układu wlewowego? 

 

 

7)  objaśnić funkcję nadlewu? 

 

 

8)  objaśnić czynniki decydujące o szybkości krzepnięcia i stygnięcia 

odlewu? 

 

 

9)  podać przykłady technologicznej i nie technologicznej konstrukcji  

odlewu? 

 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

49

 

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. 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. Część I zawiera zadania 

poziomu podstawowego, natomiast w części II są zadania z poziomu 

ponadpodstawowego i te mogą przysporzyć Ci trudności, gdyż  są one na poziomie 
wyższym niż pozostałe. 

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 60 min. 

Powodzenia 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

50

 

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 
 

I część 
 
1.  Do wypełnienia skrzynki formierskiej przy formowaniu należy użyć 

a)  masę rdzeniową. 
b)  materiał wsadowy. 
c)  masę formierską. 
d)  ciekły metal. 

 

2.  Wymiary modelu odlewniczego powinny być w odniesieniu do odlewu 

a)  mniejsze. 
b)  większe. 
c)  równe. 
d)  niezależne. 

 

3.  Drewno może być materiałem do wykonania 

a)  rdzeni. 
b)  rdzennic. 
c)  kokil. 
d)  odlewów. 

 
4.  Polistyren (styropian) może być użyty do wykonania 

a)  modelu odlewu. 
b)  rdzenia odlewu. 
c)  form skorupowych. 
d)  form ciśnieniowych. 

 

5.  Piece odlewnicze nie mogę służyć do 

a)  topienia wsadu. 
b)  odlewania. 
c)  formowania. 
d)  przetrzymywania ciekłego metalu. 
 

6.  Największe ułatwienie pracy formierza daje 

a)  formowanie ręczne narzędziami ręcznymi. 
b)  formowanie ręczne z zastosowaniem ubijaka pneumatycznego. 
c)  formowanie na maszynie formierskiej. 
d)  formowanie w automatycznych agregatach formierskich.  

 

7.  Do zalewania formy odlewniczej nie używa się 

a)  łyżki odlewniczej. 
b)  rdzenia odlewniczego. 
c)  kadzi odlewniczej. 
d)  komory tłokowej. 

 

8.  Wadą odlewania kokilowego jest 

a)  mała dokładność wymiarów odlewu. 
b)  mała dokładność powierzchni odlewu. 
c)  wysoki koszt formy odlewniczej. 
d)  mała wydajność produkcyjna. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

51

 

9.  Zaletą odlewania z formowaniem w gruncie jest 

a)  duża dokładność wymiarów odlewu. 
b)  duża dokładność powierzchni odlewu. 
c)  możliwość wykonania dużych odlewów. 
d)  duża wydajność produkcyjna. 

 

10. W której technologii odlewniczej formy odlewnicze wykonane są jako niedzielone? 

a)  Odlewanie kokilowe. 
b)  Odlewanie ciśnieniowe. 
c)  Wytapianych modeli. 
d)  Z formowaniem skorupowym. 

 
11. Podczas wyjmowania modelu z formy masa formierska posiada konsystencję 

galaretowatą przy formowaniu  
a)  w rdzeniach. 
b)  metodą Shawa. 
c)  w skrzynkach usuwalnych. 
d)  metodą wytapianych modeli. 

 

12. Który ze sposobów wykonania formy odlewniczej polega na tym, że rdzenie odtwarzają 

kształt wewnętrzny i kształt zewnętrzny odlewu? 
a)  Metodą wytapianych modeli. 
b)  Z formowaniem w rdzeniach. 
c)  Metodą Shawa. 
d)  Z formowaniem wzornikowym. 

 
 
13. Największe długości odlewów można uzyskać w wyniku procesu odlewania 

a)  kokilowego. 
b)  ciągłego. 
c)  do form piaskowych. 
d)  do form skorupowych. 
 

14. W której metodzie odlewania płyta modelowa podczas formowania jest podgrzewana? 

a)  Odlewanie w formach skorupowych. 
b)  Odlewanie metodą wytapianych modeli. 
c)  Odlewanie kokilowe. 
d)  Odlewanie ciśnieniowe. 

 

15. Źródłem ciepła w piecu odlewniczym nie jest 

a)  przepływ prądu elektrycznego. 
b)  spalanie gazu. 
c)  spalanie benzyny. 
d)  spalanie koksu. 

 

16. Do formowania ręcznego nie używa się 

a)  ubijaków. 
b)  skrzynek formierskich. 
c)  wstrząsarek. 
d)  modeli. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

52

 

17. Do sposobów formowania nie należy formowanie 

a)  w gruncie. 
b)  wzornikowe. 
c)  w rdzeniach. 
d)  kokilowe. 

 
II część
 
 
18. Wspólną cechą odlewania kokilowego i odlewania do form piaskowych jest 

a)  materiał użyty do wykonania formy. 
b)  sposób wyjmowania odlewu z formy. 
c)  sposób wykonania formy. 
d)  sposób przygotowania ciekłego metalu. 

 

19. Odlewanie ciśnieniowe prowadzone jest 

a)  na maszynach odlewniczych. 
b)  w formach skorupowych. 
c)  na formierko-wstrząsarkach. 
d)  metodą wytapianych modeli. 

 

20. Do formowania skorupowego nie używa się 

a)  piasku kwarcowego. 
b)  ubijaka pneumatycznego. 
c)  żywicy syntetycznej. 
d)  płyty modelowej. 

 

21. Do wad odlewania ciśnieniowego zaliczamy 

a)  duży koszt maszyny odlewniczej. 
b)  duży koszt czyszczenia odlewu. 
c)  małą wydajność produkcji. 
d)  małą dokładność odlewu. 

 

22. Wadą odlewania metodą Shawa jest 

a)  mała dokładność wymiarowa odlewu. 
b)  możliwość wykonania tylko małych odlewów. 
c)  wysoki koszt materiałów formierskich. 
d)  mała dokładność powierzchni odlewu. 

 

23. Do parametrów pracy pieca odlewniczego nie należy 

a)  pojemność pieca. 
b)  zużycie energii. 
c)  szybkość nagrzewania. 
d)  cena pieca. 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

53

 

KARTA ODPOWIEDZI 

 

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

„Porównywanie metod wykonania 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 

 

 

background image

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 

54

 

6. LITERATURA 

 
1.  Błaszkowski K.: Technologia i mechanizacji odlewnictwa. WSiP, Warszawa 1992 
2.  Murza-Mucha P.: Odlewnictwo. Skrypt Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1967 
3.  Piwoński T.: Odlewnictwo. PWSZ, Kraków 1969 
4.  Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP, Warszawa 1995 
5.  http://www.remixsa.pl