Zadanie egzaminacyjne Przygotuj uproszczoną dokumentację technologiczną wykonania odlewu łącznika przedstawionego na rysunku 1 (oznaczenie rysunku WP-48-2011/3). Dokumentacja składa się z: tabeli obliczeń elementów układu wlewowego, rysunku III kategorii formy odlewniczej łącznika (Rysunek 2), karty technologicznej. Odlew należy wykonać z żeliwa EN-GJL-200 w klasie dokładności ISO 8062-CT12-RMA G. Forma i rdzenie zostaną wykonane ręcznie, odpowiednio z masy wilgotnej i masy utwardzanej CO2. Do wykonania formy i rdzenia należy zastosować masy przedstawione w tabeli 1. Przy formowaniu stosuje się jeden model drewniany i masę przymodelową. Formy będą zalewane ręcznie przy użyciu łyżki odlewniczej. Masa surowego odlewu bez układu wlewowego wynosi 4 kg. Formę należy wykonać dla odlewania jednego elementu. Przygotowanie dokumentacji 1. Z tabeli 2 odczytaj wartość skurczu żeliwa, dobierz wielkość naddatków na obróbkę skrawaniem wg tabeli 3 oraz pochylenia odlewów wg tabeli 4. 2. Określ wymiary znaków rdzeniowych dolnych i górnych, korzystając z tabeli 5. 3. Określ najmniejsze dopuszczalne odległości między odlewem, a poszczególnymi elementami formy, korzystając z tabeli 6 i rysunku 6.1. 4. Korzystając z tabeli 6 i rysunku 6.2., określ wymiary skrzynek formierskich dolnej i górnej oraz L B ( H d H g ) dobierz oznaczenie kompletu skrzynek formierskich wg opisu: SF żl rę. d C Średnica sworzni ustalających wynosi 20 mm. 5. Korzystając z zależności z tabeli 7 oraz norm w tabeli 8, zaprojektuj układ wlewowy. 6. Z tabeli 9 dobierz wymiary wlewu głównego WG oraz wymiary wlewu rozprowadzającego WR. 7. Określ ilość wlewów doprowadzających WD i z tabeli 10 dobierz ich wymiary. 8. Korzystając z tabeli 11 i rysunku 11.1., dobierz wymiary wlewu głównego. 9. Wypełnij tabelę obliczeń elementów układu wlewowego. 10. Na przygotowanym rysunku formy III kategorii nanieś: powierzchnię podziału formy, obrys odlewu, rdzeni, skrzynek formierskich, układu wlewowego oraz oznaczenia mas formierskich, skrzynek, elementów układu wlewowego. Wykorzystaj pisaki odpowiednich kolorów. 11. Wypełnij kartę technologiczną. Tabela 1. Skład mas formierskich i rdzeniowych Oznaczenie Osnowa Materiał wiążący Dodatki Mf 1 Regenerat 57 92%, piasek kwarcowy do 30 % Mp 1 Piasek kwarcowy do 95 % Mr 1 Regenerat do 60%, piasek kwarcowy do 95% Bentonit do 10% Bentonit do 10% Szkło wodne do 10% Pył węgla kamiennego do 0,8%, dekstryna do 0,3% Pył węgla kamiennego do 5%, dekstryna do 0,9% NaOH do 1%, nafta do 1% Strona 2 z 13
Rysunek 1. Konstrukcja łącznika Imię i nazwisko Podpis Data Zakład Odlewniczy Projektował Materiał EN-GJL-200 Kreślił Klasa odlewu ISO 8062-CT12-RMA G Sprawdził Podziałka 1 : 2 Nazwa przedmiotu Łącznik Nr rys WP-48-2011/3 Strona 3 z 13
Tabela 2. Średnie wartości skurczu liniowego odlewów wykonanych z żeliwa Wartość skurczu w % Rodzaj stopu wymiaru odlewu Żeliwo szare 1,0 Żeliwo ciągliwe białe 1,8 Żeliwo ciągliwe czarne 1,5 Żeliwo stopowe 2,0 Tabela 3. Naddatki na obróbkę skrawaniem (wg PN-ISO 8062) Tabela 4. Pochylenia odlewów wykonywanych w masach formierskich za wyjątkiem mas samoutwardzalnych (wg PN-89/H-54216) Wysokość H Wielkość pochyleń, max mm formowanie ręczne formowanie maszynowe powyżej do a : H a, mm a : H a, mm 25 3 1 : 20 1,0 1 30 1 : 40 0,5 25 40 1 30 1 : 40 1,0 1 1 : 57 0,7 40 60 1 30 1 : 40 1,5 1 1 : 60 1,0 60 100 1 15 1 : 50 2,0 40 1 : 100 1,0 100 150 1 1 : 60 2,5 35 1 : 100 1,5 150 250 45 1 : 70 3,5 30 1 : 125 2,0 250 400 35 1 : 100 4,0 25 1 : 135 3,0 Strona 4 z 13
Tabela 5. Główne wymiary znaków rdzeniowych wyciąg z normy BN-76/4042-22 Wysokość pionowych znaków rdzeniowych dolnych form suszonych i wilgotnych w mm Wymiar nominalny H a b powyżej 50 do powyżej 150 do powyżej 300 do D lub do 50 2 150 300 500 powyżej do h - 25 20 25 - - 25 50 20 40 60 70 50 100 25 35 50 70 100 200 30 30 40 60 200 300 35 35 40 50 Wysokość pionowych znaków rdzeniowych górnych form suszonych i wilgotnych w mm h h 1 20 25 15 30 35 20 40 25 50 30 60 35 70 40 80 50 Pochylenia formierskie znaków rdzeniowych: a) znaki rdzeniowe dolne = 5, b) znaki rdzeniowe górne = 10 Tabela 6. Najmniejsze dopuszczalne odległości między odlewami, a poszczególnymi elementami formy Strona 5 z 13
Rysunek 6.1. Najmniejsze dopuszczalne odległości między odlewani a poszczególnymi elementami formy Uwaga: Wymiar H na rysunku 6.2., przy obliczeniach i doborze wysokości skrzynek formierskich należy odnosić do Hg lub Hd w zależności od warunków zadania. Rysunek 6.2. Główne wymiary typowych skrzynek formierskich w mm (czarnymi punktami oznaczono wymiary zalecane) Strona 6 z 13
Tabela 7. Obliczanie układu wlewowego Obliczanie optymalnego czasu zalewania t OPT s 3 g Q [ s ] gdzie: Q masa surowego odlewu wraz z układem wlewowym, kg w obliczeniach przyjąć, że Q = 1,2 G G masa surowego odlewu bez układu wlewowego, kg g przeważająca (średnia) grubość ścianek surowego odlewu, mm s współczynnik czasu zależny od rodzaju materiału odlewu, jego lejności i przegrzania Obliczanie prędkości zalewania v C t OPT [ cm / s] gdzie: C całkowita wysokość odlewu, cm Obliczanie sumy przekrojów wlewu doprowadzającego Obliczanie średniego ciśnienia metalostatycznego wysokości słupa ciekłego metalu F WD 0,31 Q h ŚR t OPT [ cm 2 ] gdzie: ogólny współczynnik oporu formy gdzie: H g początkowe maksymalne ciśnienie metalostatyczne, jest równe wysokości górnej skrzynki formierskiej, cm P wysokość odlewu nad poziomem wlewów doprowadzających, cm C całkowita wysokość odlewu do zalewania, cm Obliczanie minimalnych powierzchni przekroju wlewu rozprowadzającego i wlewu głównego dla odlewów żeliwnych dla odlewów staliwnych FWD : FWR : FWG 1 : 1,2 : 1,4 FWD : FWR : FWG 1 : 1,1 : 1, 2 Obliczanie pojemności zbiornika wlewowego Q t 1000 1 3 A [ cm ] C topt gdzie: A objętość zbiornika (lejka) wlewowego, cm 3 t 1 czas rezerwy metalu, s C gęstość średnia ciekłego metalu, g/cm 3 (Wyniki obliczeń zaokrąglić do dwóch miejsc po przecinku) Strona 7 z 13
Tabela 8. Wyciąg z norm do projektowania elementów układu wlewowego dla form piaskowych Wartość współczynnika s w zależności od masy odlewu Masa odlewu Odlewy żeliwne Odlewy staliwne Odlewy wielkie, grubościenne o masie 10 50 ton 2,2 2,5 Odlewy średnie o masie 1 10 ton 1,8 1,7 Odlewy nieduże o masie poniżej 1 tony 1,5 1,3 Wartość współczynnika oporu formy do odlewów żeliwnych i staliwnych Rodzaj odlewu Rodzaj formy Wartość współczynnika Żeliwne wilgotna 0,50 suszona 0,60 Staliwne wilgotna 0,42 suszona 0,50 Strona 8 z 13
Tabela 9. Wymiary wlewów głównego i rozprowadzającego Wymiary wlewu głównego okrągłego przy długości l do 600 mm Powierzchnia przekroju wlewu głównego F WGo cm 2 Średnica wlewu głównego d mm Numer wlewu głównego d 1 = d + 4 d 1 0,4 7 1 11 0,5 8 2 12 0,7 9 3 13 0,8 10 4 14 1,0 11 5 15 1,5 14 6 18 2,0 16 7 20 2,4 17 8 21 2,6 18 9 22 3,0 20 10 24 4,0 33 11 26 5,0 35 12 29 6,0 38 13 32 8,0 32 14 36 10,0 36 15 40 12,0 40 16 44 16,0 45 17 49 20,0 50 18 54 24,0 55 19 59 28,0 60 20 64 32,0 65 21 69 Wymiary wlewu rozprowadzającego trapezowego WRt przy wysokości h = a Powierzchnia przekroju wlewu Numer wlewu h=a b rozprowadzającego rozprowadzającego F WRt cm 2 mm 1 0,6 8 5 2 0,7 9 6 3 0,8 10 7 4 1,0 11 8 5 1,2 12 9 6 1,6 14 10 7 2,0 15 12 8 2,5 16 13 9 3,0 18 15 10 4,0 21 18 11 5,0 23 20 12 6,0 26 21 13 7,0 28 22 14 8,0 30 25 15 10,0 33 28 16 12,0 36 31 17 14,0 39 32 18 16,0 42 34 19 20,0 47 38 20 25,0 52 43 21 30,0 58 48 22 40,0 66 54 23 50,0 73 64 24 60,0 80 70 25 70,0 86 77 Strona 9 z 13
Tabela 10. Wymiary wlewów doprowadzających Wymiary wlewu doprowadzającego niskiego trapezowego WDnt Powierzchnia przekroju h = 3 wlewu doprowadzającego, Numer wlewu a b F WDnt cm 2 doprowadzającego mm 0,2 x x x 0,3 x x x 0,4 9 15 12 0,5 10 18 16 0,6 11 21 19 0,7 12 25 22 0,8 13 28 25 0,9 14 31 29 1,0 15 35 32 1,1 16 38 35 1,2 17 41 39 1,4 18 48 45 Tabela 11. Wymiary wlewu głównego Wymiary zbiornika wlewowego stożkowego ZWs Rysunek 11.1. Zbiornik wlewowy ZWs Strona 10 z 13
Czas przeznaczony na wykonanie zadania wynosi 180 minut. Ocenie podlegać będzie 6 rezultatów: tabela obliczeń elementów układu wlewowego, rysunek III kategorii formy odlewniczej łącznika, karta technologiczna dane dotyczące odlewu, karta technologiczna dane dotyczące układu wlewowego, karta technologiczna dane dotyczące rdzenia, karta technologiczna dane dotyczące formy. Lp. TABELA OBLICZEŃ ELEMENTÓW UKŁADU WLEWOWEGO Jednostka Element obliczeń Wynik obliczeń miary 1. Optymalny czas zalewania 2. Prędkość zalewania 3. Średnie ciśnienie metalostatyczne wysokości słupa ciekłego metalu 4. Suma przekrojów wlewu doprowadzającego 5. Powierzchnia przekroju wlewu rozprowadzającego 6. Powierzchnia przekroju wlewu głównego 7. Pojemność zbiornika wlewowego (Wyniki obliczeń zaokrąglić do dwóch miejsc po przecinku) Strona 11 z 13
Nazwa odlewu Odlew Układ wlewowy Rdzeń Wykonanie formy Rodzaj materiału odlewu Masa odlewu surowego z układem wlewowym w kg KARTA TECHNOLOGICZNA Numer rysunku konstrukcyjnego Skurcz w % Klasa dokładności Wielkość naddatków na obróbkę skrawaniem w mm Nazwa elementu Zbiornik wlewowy Wlew główny Wlew rozprowadzający Wlew doprowadzający Ilość Wymiary w mm D = D1 = h = d = d1 = h = b = a = b = h = Symbol i numer Sposób wykonania Masa rdzeniowa (symbol) Ilość w formie Wysokość pionowych znaków rdzeniowych dolnych w mm Wysokość pionowych znaków rdzeniowych górnych w mm Sposób wykonania Masa przymodelowa (symbol) Masa wypełniająca (symbol) Oznaczenie kompletu skrzynek Strona 12 z 13
Strona 13 z 13 Rysunek 2. Forma odlewnicza III kategorii do odlewania łącznika