OPRACOWANIE POCESU WYTWARZANIA ODLEWU W FORMIE CIŚNIENIOWEJ

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Etapy opracowania procesu

wytwarzania odlewu w formie

ciśnieniowej

Koncepcja sposobu odlewania i budowy

formy ciśnieniowej.
Szkic koncepcyjny formy wykonany w
uproszczeniu rysunkowym który powinien
zawierać:



Liczbę wnęk i położenie odlewu w formie,



Układ wlewowy ,



Podstawowe zespoły i części składowe formy

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Etapy opracowania procesu

wytwarzania odlewu w formie

ciśnieniowej

2. Opracowanie rysunku surowego odlewu

poprzedzone analizą technologiczności jego
konstrukcji,

3. Dobór maszyny ciśnieniowej.
4. Zaprojektowanie i obliczenie układu

wlewowego.

5. Dobór parametrów odlewania ciśnieniowego

(dobór parametrów wtrysku metalu i jego
temperatury )

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Etapy opracowania procesu

wytwarzania odlewu w formie

ciśnieniowej

Podział procesu technologicznego na

operacje-

opracowanie karty

technologicznej

Opracowanie kart instrukcyjnych

(operacyjnych) z doborem narzędzi i
przyrządów

Ustalenie norm czasowych poszczególnych
operacji

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Cechy charakterystyczne

odlewania pod ciśnieniem



Metal ( stop ) jest wprowadzany do formy pod

ciśnieniem p=10 – 200 (300) MPa,



Strumień metalu w formie osiąga duże

prędkości – w szczelinie wlewowej prędkość

strumienia może wynosić v

=20-90m/s,



Forma jest formą niepodatną na działanie sił

skurczowych,



Charakter przepływu metalu jest burzliwy

(turbulentny ),



Odlew krzepnie wg zasady krzepnięcia

jednoczesnego ( nie kierunkowego )

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Dobór kształtu ścian

odlewu



Odlewy ciśnieniowe powinny mieć , w miarę

możliwości , równomierną i optymalną grubość

ścianek,



Należy unikać zgrubień (grubych przekrojów) ze

względu na :
- skłonność stopu do tworzenia struktury

gruboziarnistej,
- obniżenie właściwości mechanicznych w tym

fragmencie odlewu,
- Występowanie wad skurczowych w tej strefie

odlewu ( porowatości skurczowe, obciągnięcia ).

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Zalecane grubości ścianek odlewów w zależności

od powierzchni odlewu

Rodzaj

stopu

Najmniejsza grubość ścianki przy

powierzchni zewnętrznej odlewu, cm

Optymal

na g, mm

Gabaryt

odlewu ,

300x200

200

Do 25

25-100

100-500

>500

Stopy Pb
i Sn

0,6-1,0

1,0-1,5

1,5-2,0

1,6-2,5

300x200

x 200

880x600

300

Stopy Zn

0,8-1,0

1,0-1,5

1,5-2,0

2,0-2,5 2,0-3,0

Stopy Al

0,8-1,2

1,2-1,8

1,8-2,5

2,5-3,0 2,0-3,0

Stopy Mg

0,8-1,2

1,2-1,8

1,8-2,5

2,5-3,0 2,0-3,0

Stopy Cu
(mosiądze

)

1,5-2,0

2,0-2,5

2,5-3,0

3,0-4,0 2,5-3,5

400x250

x 150

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Połączenia ścian odlewu



W miejscach połączenia ścian
stosuje się zaokrąglenia



Promienie zaokrągleń wynoszą :
R=(0,5-1,0)g – przy równej
grubości ścianek
R= (0,3-0,6) (g

+ g

) – przy

grubości ścian g

i g

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Duże płaskie ściany

odlewu



Mogą wykazywać wady kształtu
oraz wady powierzchni ( fałdy,
nalot kwiecisty ),



Płaskie ściany zwykle zaopatruje
się w żebra lub różnego typu
rzeźbienia (wzmocnienia)

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Pochylenia ścian odlewu



Na ściankach równoległych do
kierunku rozwierania formy lub ruchu
suwaka muszą wystąpić pochylenia,



Pochylenia przeważnie podwyższają
grubość ścianki odlewu,



Zalecane pochylenia odlewnicze
podaje poniższa tabela

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Pochylenia ścian odlewu

Rodzaj stopu

Pochylenie powierzchni 

zewnętrznych

wewnętrzny

Stop Sn i Pb

do 0,2

-0

30`

Stop Zn

15`-0

30`

Stop Al i Mg

30`-1,0

1,0

Stop Cu

min 1,0

1,0

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Otwory w odlewach

ciśnieniowych



Najmniejsza odległość krawędzi
odlewu od krawędzi otworu ( 2 mm
)



Minimalne średnice i maksymalne
głębokości otworów w odlewach
ciśnieniowych przedstawiono
poniżej

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Najmniejsze średnice i głębokość otworów

Rodzaj stopu

Minimalna

średnica
otworu,
mm

Maksymalna głębokość otworu, mm

Rdzeń
jednostronnie

utwierdzony

Rdzeń
dwustronnie

podparty

Stopy Sn i Pb

0,8

(4-5)d

(8-10)d

Stopy Zn

1,0

(3-4)d

(6-8)d

Stopy Al

2,5

(2-3)d

(4-5)d

Stopy Mg

2,0

(2-3)d

(4-5)d

Stopy Cu

4,0

(1,5-2,0)d

(3-4)d

d – średnica rdzenia

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Wkładki ( wtopki ) w
odlewach



Wtopki ( wkładki ) –wykonane na
gotowo z innego tworzywa niż odlew,



Mają lepsze właściwości
eksploatacyjne niż odlew ciśnieniowy,



Wkładki muszą charakteryzować się
właściwościami wymienionymi
poniżej

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Właściwości wkładek



kształt wkładki i jej położenie muszą
być tak dobrane aby naprężenia
skurczowe krzepnącego i stygnącego
metalu zaciskały ją na odlewie,



grubość warstwy metalu
otaczającego wkładkę powinna
wynosić minimalnie od 2,0 – 2,5 mm

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Minimalne wymiary odlewanych
gwintów

Rodzaj

stopu

Gwint zewnętrzny

Gwint wewnętrzny

Średnica,m
m

Skok, mm

Średnica,m
m

Skok, mm

Stopy Sn i
Pb

D  5

h  0,8

D  10

h  1,0

Stopy Zn

D 6

h  1,0

D  12

h  1,0

Stopy Al i
Mg

D  10

h  1,2

D  25

h  2,0

Stopy Cy

D  12

h  1,5

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Minimalne wartości
modułu odlewanego koła
zębatego

Rodzaj stopu

Moduł , mm

Stop Zn,Sn i Pb

0,3

Stop Al i Mg

0,5

Stop Cu

1,5

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Inne czynniki

uwzględniane przy

projektowaniu



Skurcz tworzywa odlewu,



naddatki na obróbkę,



tolerancje wymiarowe,



bazy obróbkowe

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Dobór maszyny do

wykonywania odlewów



Ciśnienie prasowania,



Siła zwierania i prasowania,



zapotrzebowanie masy ciekłego
metalu na jeden wtrysk,



wymiary formy i płyt
montażowych.

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Dobór maszyny ze

względu na rodzaj stopu



Maszyny gorącokomorowe – stopy

niskotopliwe ( stopy Sn , Zn i Pb ) oraz

małe odlewy ze stopów Mg,



Zalety maszyn z gorącą komorą:

krótki i zautomatyzowany cykl pracy,

wyższa wydajność,

skrócony czas krzepnięcia układu

wlewowego,

zwiększony uzysk metalu.

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Dobór maszyny ze
względu na rodzaj stopu



Maszyny zimnokomorowe umożliwiają
wykonywanie odlewów z wszystkich
stopów ( Al, Mg, Cu i Zn ),



Powszechnie stosowane do stopów Al i
Cu ( mosiądz ) oraz do cienkich i
skomplikowanych odlewów ze stopów
Mg oraz odpowiedzialnych i
skomplikowanych odlewów o dużej
szczelności ( np. gaźnik ) ze stopów Zn.

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Ciśnienie prasowania i

średnica komory

prasowania



Ciśnienie jest wywierane na ciekły metal
w komorze prasowania,



Najwyższa wartość ciśnienia jest
osiągana w ostatniej fazie odlewania,



Ciśnienie dobiera się w zależności od
rodzaju stopu, wymaganej jakości
odlewu,



Zwiększenie ciśnienia prowadzi do
zmniejszenia porowatości odlewu

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Zalecane wartości ciśnień

doprasowania

Wymagania stawiane
odlewom

Ciśnienie w zależności od rodzaj

stopu, MPa

Al i Mg

Cu
(mosiądze)

Ogólnego przeznaczenia

10-20

Do 40

30-40

Odlewy części maszyn

20-30

40-60

40-50

Odlewy szczelne odporne
na ciśnienie

25-40

80-100

Odlewy chromowane
galwanicznie

22-25

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Obliczenie średnicy
komory prasowania
( gorąca komora)





600

)

100

(











Gdzie:

M=V

– moduł odlewu , cm

– objętość odlewu z przelewami , cm

– Pole powierzchni oddawania ciepła do formy, cm

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Siła rozwierania



Siła rozwierania ( w funkcji ciśnienia

wtrysku)

R = p

Gdzie:
P- założone ciśnienie wywierane na ciekły metal w komorze

prasowania

=(0,75-0,85)p – ciśnienie ciekłego metalu we wnęce formy

F- rzut powierzchni odlewu ( odlewów ) na płaszczyznę

podziału formy

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Siła prasowania ( wtrysku )



Siła prasowania ( wtrysku )

















Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Bilans masy ciekłego
metalu

Objętość jednej porcji metalu :

V=V

= V

+ V

Przy czym

= V

+ V

= (0,2-0,33)V

=0,2d

( d

/4)-obj.krążek

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Bilans masy ciekłego
metalu

Gdzie:
V

– objętość odlewu,

– objętość przelewów,

– objętość układu wlewowego,

– objetość piętki ( krążka ),

- średnica komory

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Zależności z praktyki

Dla V

>250 cm

=2,0

Dla 250<V

<1000 cm

1,5

Dla V

>1000 cm

=1,25

Zakład Odlewnictwa ITMat. PP

Objętość komory
prasowania

Objętość komory prasowania

= k V

Gdzie:
k –współczynnik zapełnienia objętości komory

prasowania

K=0,75 – zimna pozioma komora,
K=0,95 – maszyny gorącokomorowe i z zimną

komorą pionowe

Document Outline