jyT9rWrY_20.pdf

1. PRZYGOTOWANIE PRODUKCJI ODLEWU

1.1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z metodami wykonywania odlewów, zasadami poprawnej konstrukcji

odlewów, a w szczególności z zasadami zapobiegania powstawania jam skurczowych i

rzadzizn, naprężeń i pęknięć w odlewach oraz wymaganiami dotyczącymi konstrukcji

odlewów ze względu na łatwość czyszczenia i obróbki mechanicznej.

1.2. Wprowadzenie

1.2.1. Technologiczność konstrukcji odlewu

Analiza technologiczności konstrukcji jest jedną z podstawowych czynności w

przygotowaniu produkcji. Ma na celu dostosowanie konstrukcji przedmiotu do specyficznych

wymagań wybranej technologii jego produkcji. Składa się ona z czterech podstawowych

elementów:

• analizy warunków wymagań eksploatacyjnych w celu ustalenia podstawowych danych

do konstrukcji,

• analizy właściwości materiału odlewu w celu określenia jego przydatności do warunków

eksploatacyjnych i technologii,

• wyboru najkorzystniejszego wariantu: konstrukcja - materiał - technologia na podstawie

analizy kosztów.

Przystępując do konstruowania części maszyn na podstawie danych i założeń

wynikających z warunków eksploatacji oraz funkcji użytkowej części, jako wyrobu

gotowego, lub elementu współpracującego w maszynie z innymi częściami należy przede

wszystkim dokonać wyboru metody wytwarzania, tj. ustalić, czy dana część ma być odlewem,

odkuwką, częścią spawaną lub montowaną, wytłoczką itp.

Porównanie charakterystycznych cech techniczno - ekonomicznych części odlewanych,

spawanych i odkuwek przedstawiono w tablicy 1.1.

Technologiczne konstruowanie wymaga więc pogodzenia przeciwieństw zachodzących

między wymaganiami eksploatacyjnymi, stawianymi przez użytkownika, a wymaganiami

materiałowymi i możliwościami technologii wytwarzania. Nie ma żadnej ogólnej reguły, na

podstawie której można by zadecydować o wyborze metody wytwarzania. Każdy przypadek

należy analizować indywidualnie i bardzo szczegółowo; przy produkcji jednostkowej na ogół

najtańsze są części spawane lub formowane ręcznie w formach piaskowych, lub kute

swobodnie, przy produkcji seryjnej na ogół najtaniej wypada odlewanie, natomiast przy

produkcji masowej kucie matrycowe i tłoczenie oraz odlewanie pod ciśnieniem. Często o

sposobie wytwarzania części decyduje materiał (np. żeliwo szare może być stosowane tylko

na odlewy).

Właściwa analiza techniczno – ekonomiczna wykonania części maszyn przy

zastosowaniu technologii odlewniczej obejmuje rozpatrzenie następujących wymagań w

stosunku do odlewu i jego produkcji:

• tworzywo odlewu,

• wymiary odlewu,

• kształt odlewu,

• wielkość (skala) produkcji,

• dokładność odlewu,

• koszt odlewu,

• zakres i koszty obróbki mechanicznej.

W chwili obecnej wskutek postępu w otrzymywaniu coraz to nowych tworzyw

odlewniczych i opracowania nowych technologii odlewniczych coraz więcej części maszyn

wykonuje się jako odlewy.

Tablica 1.1

Porównanie charakterystycznych cech techniczno - ekonomicznych części odlewanych,

spawanych i odkuwek

Cechy

techniczno -

ekonomiczne

Odlewy

Części spawane

Odkuwki

materiał

żeliwo, staliwo, stopy

metali nieżelaznych o

odpowiednich

właściwościach

odlewniczych

powszechnie

stosowana stal

niskowęglowa w

postaci prętów, profili

blach, itp.; w

ograniczonym zakresie

- stale stopowe i metale

nieżelazne

stale węglowe i stopowe

oraz

stopy

metali

nieżelaznych

właściwościach

plastycznych

wielkość

części

bez ograniczeń

(ograniczenia

bez ograniczeń, pod

warunkiem posiadania

odpowiednich

urządzeń dźwigowych

ograniczona wielkością

młotów i pras: kucie w

foremnikach na młotach do

1t, na prasach do 30 kg

poszczególnych

metodach odlewania),

pod

warunkiem

posiadania

odpowiednich

urządzeń do topienia

metalu i dźwigowych

właściwości

mechaniczne

na ogół gorsze niż

odkuwek, lecz bardzo

zróżnicowane

spoina wykazuje około

80% wytrzymałości

materiału spawanego

lepsze niż odlewów i części

spawanych

zależności od stopu

najmniejsza

grubość

ścianki

przeciętnie 0,8 ÷ 5

mm, zależnie od

tworzywa i metody

odlewania

możliwe

bardzo

stosunkowo duża grubość

ścian, zależnie od

właściwości plastycznych

materiału

cienkie ścianki

wrażliwość na

różnice

grubości ścian

duża

mniejsza niż odlewów

i odkuwek

duża

otrzymywanie

skomplikowan

ych kształtów

wewnętrznych

stosunkowo łatwe

możliwe, lecz bardzo

pracochłonne

bardzo

trudne

lub

niewykonalne

c. d. tablicy 1.1

zależna od metody

odlewania, odchyłki

wymiarowe:

±0,1 ÷ ±4,0 mm

przy produkcji w

przyrządach dość duża,

niebezpieczeństwo

paczenia się dużych

części

zależnie od metody: duża

przy kalibrowaniu (±0,1

mm), mała i średnia przy

kuciu matrycowym (±0,5 ÷

±3,0 mm), mała i bardzo

mała

dokładność

wymiarowa

przy

kuciu

swobodnym

gładkość

powierzchni

od chropowatych do

bardzo gładkich,

zależnie od metody

odlewania

spoiny chropowate,

powierzchnie gładkie

chropowate przy kuciu

swobodnym, gładkie przy

kuciu matrycowym, bardzo

gładkie przy kalibrowaniu

masa odlewów z

żeliwa szarego

większa niż części

spawanych, z żeliwa

sferoidalnego, z żeliw

stopowych i staliwa

zbliżona do masy

części spawanych lub

nieco większa

na ogół większa niż

odlewów i części

spawanych; przy

odkuwkach matrycowych

często nieco mniejsza niż

odlewów

masa części

surowej przy

podobnej

wytrzymałości

mniejsza niż odlewów

i odkuwek

koszt

oprzyrządowan

przy formowaniu

ręcznym mały, dość

wysoki i wysoki przy

formowaniu

maszynowym i

metodach specjalnych

przy produkcji

jednostkowej i

małoseryjnej mały lub

bardzo mały

mały przy kuciu

swobodnym, duży i bardzo

duży

kuciu

matrycowym

pracochłonnoś

zwykle mniejsza niż

części spawanych

większa niż odlewów i

odkuwek matrycowych

duża przy kuciu

swobodnym, mała

(mniejsza niż odlewów)

przy kuciu matrycowym

wydajność

przy formowaniu

ręcznym mała,

maszynowym – duża,

pod ciśnieniem –

bardzo duża

na ogół nieco większa

przy stosowaniu

maszyn spawalniczych

przy kuciu swobodnym

mała, przy kuciu

matrycowym i prasowaniu

duża

koszt gotowej

części

przy

przy produkcji

seryjnej na ogół

mniejszy niż części

spawanych

przy produkcji

jednostkowej na ogół

mniejszy niż odlewów

i odkuwek, przy

produkcji seryjnej na

ogół większy

przy produkcji seryjnej

większy niż odlewów i

części spawanych, przy

masowej dla niektórych

części może być mniejszy

zbliżonej

masie

podobnym

kształcie

odkuwek

W tablicy 1.2 podano główne metody produkcji odlewów, ich klasyfikację i zakres

stosowania natomiast w tablicy 1.3 przedstawiono charakterystykę porównawczą metod

odlewania.

przy

Tablica 1.2

Główne metody produkcji odlewów, ich klasyfikacja i zakres stosowania

Spo-

sób

odle-

wa-

nia

Cechy klasyfikacji

Zakres zastosowania

Modele drewniane

Produkcja jednostkowa i małoseryjna odlewów średnich i

dużych wg wymiarów gabarytowych i ciężaru. Można

stosować do formowania ręcznego i maszynowego

Modele metalowe

Produkcja wielkoseryjna i masowa odlewów o małych i

średnich wymiarach

Modele

tworzyw

Produkcja seryjna odlewów o małych i średnich

wymiarach

sztucznych

(wzorniki,

uproszczone

modele

Produkcja jednostkowa odlewów o dużych, rzadziej o

średnich wymiarach, mających kształty proste i średnio

skomplikowane

szkieletowe,

przymiary

kontrolne)

Formowanie w skrzynkach

stałych i usuwalnych

Wszystkie rodzaje produkcji odlewów o dowolnym

stopniu skomplikowania, małych i średnich wymiarach

oraz przy produkcji seryjnej dużych odlewów

Formowanie w gruncie

Produkcja jednostkowa, głównie odlewów dużych o

dowolnym stopniu skomplikowania

Formowanie w dołach

odlewniczych

Powtarzalna produkcja odlewów o dużych i bardzo

dużych wymiarach

Formy

szamotow

o –

ceglane

jednorazowe

Produkcja jednostkowa odlewów o dużych wymiarach

półtrwałe

Produkcja seryjna odlewów o średnich wymiarach i

prostych kształtach

Masy

formierski

e z

lepiszcze

gliniastym

formowanie na

wilgotno

Wszystkie rodzaje produkcji odlewów małych i średniej

wielkości o kształtach prostych i średnio

skomplikowanych

formowanie na

sucho

Wszystkie rodzaje produkcji odlewów odpowiedzialnych

o średnich i dużych wymiarach

formowanie w

rdzeniach

Wszystkie rodzaje produkcji odlewów odpowiedzialnych

i skomplikowanych, o podwyższonych wymaganiach

wymiarowych

proces CO 2

Produkcja jednostkowa i seryjna odlewów

odpowiedzialnych o wymiarach średnich i dużych, bez

względu na stopień skomplikowania

Masy

formierski

proces SMS

e masy

samoutwardzal

ne)

szkłem

wodnym

Produkcja jednostkowa i seryjna odlewów o wymiarach

średnich i dużych, kształtach prostych i średnio

skomplikowanych

proces CMS

(ciekłe masy

samoutwardza

lne)

Modele

(sypki

c.d. tablicy 1.2

Masy

formiersk

ie z

żywicami

syntetycz

nymi

utwardzane

chemicznie w

Produkcja jednostkowa i seryjna odlewów o

wymiarach średnich i dużych, o podwyższonych

wymaganiach wymiarowych

temperaturze

otoczenia

utwardzane

przez

podgrzanie

Produkcja wielkoseryjna i masowa odlewów

małych, o wysokich wymaganiach wymiarowych

Formowanie w masach

cementowych

Produkcja jednostkowa i seryjna odlewów o dużych

wymiarach i kształtach prostych oraz średnio

skomplikowanych

Odlewanie

kokilowe,

Produkcja wielkoseryjna i masowa odlewów o

wymiarach małych i średnich oraz seryjna produkcja

odlewów dużych

grawitacyjne

Odlewanie w formach

wirujących (odśrodkowe)

Seryjna i masowa produkcja odlewów, przede

wszystkim mających kształty brył obrotowych

Odlewanie

pod

Praktycznie ogranicza się do metali nieżelaznych.

Masowa produkcja odlewów małych i średniej

wielkości o dowolnym kształcie i bardzo wysokich

wymaganiach co do dokładności wymiarowej i

gładkości powierzchni

ciśnieniem

Proces Croninga

(formowanie skorupowe)

Produkcja wielkoseryjna i masowa odlewów o

wymiarach małych i średnich oraz wysokich

wymaganiach wymiarowych

Proces Shaw’a

(formy ceramiczne)

Produkcja jednostkowa i seryjna odlewów o

wymiarach małych, średnich i dużych oraz bardzo

wysokich wymaganiach wymiarowych i gładkości

powierzchni

Proces Lost Wax

(wytapiane modele)

Produkcja wielkoseryjna i masowa odlewów

drobnych, o bardzo wysokich wymaganiach

wymiarowych i dużej gładkości powierzchni

Proces Hot Box

(gorące rdzennice)

Wielkoseryjna i masowa produkcja rdzeni drobnych

i małych, o bardzo wysokich wymaganiach

wymiarowych

Odl

ewa

nie

ciąg

łe

Pręty okrągłe i profilowe

Blachy

płaskie

profilowe

Zamiast metali i stopów walcowanych

1.2.2. Ogólna koncepcja budowy odlewu

Można sformułować następujące zasady konstrukcyjne dotyczące ogólnej koncepcji

budowy odlewu:

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: