Děkuji doc. Ing. Rudolfu Kořenému, CSc. za odborný dohled, vedení, pomoc a věnovaný čas při tvorbě mé bakalářské práce. Dále bych rád poděkoval Ing. Aleši Hanusovi, Ph.D. za ochotu a sdělení informací nutných pro zpracování.
Abstrakt Bakalářská práce se zabývá návrhem výrobního postupu vybraného odlitku, který je aplikován na možnosti slévárny v Postřelmově. V teoretické části jsou shrnuty vlastnosti hliníku, hliníkových slitin a způsoby jejich značení. Je zde popsán materiál odlitku (AlSi10Mg) a způsoby tepelného zpracování, včetně přípravy před odléváním. Praktická část je zaměřena na návrh vtokové soustavy a nálitku daného odlitku. V závěru práce jsou popsány dokončovací operace výroby ve slévárně. Nedílnou součástí této práce je slévárenský postupový výkres.
Klíčová slova Odlitek, slitiny hliníku, modifikace, odplynění, tepelné zpracování, vtoková soustava, nálitkování, dokončovací operace, výrobní postup odlitku, slévárenský postupový výkres.
Abstract The aim of this bachelor thesis was to summarize the proposal of manufacturing process of selected cast, which is then applied to foundry options in Postřelmov. In particular, the theoretical part deals with aluminum characteristics, alloy and its ways of marking. It also describes material of cast (AlSi10Mg) and ways of heat treatment, including material preparation before casting. The practical part is focused on the proposal of gating system and shrink head of the particular cast. Finishing operations are described in the conclusion of the presented thesis. Integral part of this thesis is the casting process drawing.
Keywords Cast, aluminum alloy, modification, degassing, heat treatment, gating system, feeding, finishing operations, manufacturing process of cast, casting process drawing.
2
Obsah SEZNAM POUŢITÝCH VELIČIN
5
1 ÚVOD
6
1.1 07 MEP Postřelmov
7
2 TEORETICKÁ ČÁST
8
2.1 Výkres
8
2.2 Charakteristika odlitku
8
2.3 Popis hliníku a jeho značení
8
2.4 Oxidační schopnosti hliníku
10
2.5 Krystalizace eutektika ve slitinách Al-Si
11
2.6 Modifikace slitin Al-Si
12
2.6.1 Modifikace sodíkem
13
2.6.2 Modifikace stronciem
13
2.7 Slitiny Al-Si-Mg
14
2.7.1 Charakteristika použité slitiny AlSi10Mg
14
2.8 Očkování hliníkových slitin
15
2.9 Odplyňování hliníkových slitin
15
2.10 Slitiny Al-Cu
15
2.11 Slitiny Al-Mg
15
2.12 Slitiny Al-Zn
15
2.12 Tepelné zpracování odlitků ze slitin hliníku
16
2.12.1 Vytvrzování
16
3 PRAKTICKÁ ČÁST – POSTUP ŘEŠENÍ TECHNOLOGIE ODLITKU SPODNÍHO LOŢISKOVÉHO TĚLESA
17
3.1 Popis odlitku
17
3.2 Volba dělící roviny odlitku a jeho poloha při lití
17
3
3.3 Stanovení přídavků na obrábění ploch odlitků
18
3.4 Výpočet objemu, hrubé hmotnosti odlitku
19
3.5 Model
20
3.6 Řešení jader na postupovém výkrese
21
3.7 Výroba jader
21
3.8 Nálitkování odlitku
22
3.7.1 Výpočet objemu a hmotnosti nálitku
22
3.7.2 Určení rozměrů nálitku
23
3.8 Navržení vtokové soustavy
24
3.8.1 Výpočet vtokové soustavy
25
3.8.2 Licí vtoková jamka
28
3.8.3 Využití tekutého kovu
30
3.9 Formovací rám
30
3.10 Razítko slévárenského postupového výkresu
30
3.11 Příprava výroby
31
3.11.1 Formovací směs
31
3.11.2 Odvzdušnění formy
31
3.11.3 Příprava taveniny
32
3.12 Dokončovací operace
32
3.12.1 Odřezání vtokové soustavy a nálitku, čištění odlitku
33
3.12.2 Broušení a opravy odlitků
33
3.13 Ekonomické zhodnocení
33
4 ZÁVĚR
34
SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY
35
SEZNAM PŘÍLOH
36
4
SEZNAM POUŢITÝCH VELIČIN VO – objem odlitku
[m3]
VNO – objem nálitkované části
[m3]
VN – objem nálitku
[m3]
mH – hrubá hmotnost odlitku
[kg]
mS – surová hmotnost odlitku
[kg]
mN – hmotnost nálitku
[kg]
ρSL – hustota slitiny
[kg.m3]
hN – výška nálitku
[m]
hR – výška rámu
[m]
hO – výška odlitku
[m]
d1 – průměr spodní podstavy nálitku
[m]
d2 – průměr horní podstavy nálitku
[m]
ηN – technologické využití nálitku
[%]
xN – účinnost nálitku
[-]
η – využití tekutého kovu
[%]
τ – doba lití
[s]
v – rychlost stoupání kovu
[m.s-1]
HSTŘ – střední výpočtová výška
[m]
SMIN – minimální průřez vtokové soustavy
[m2]
SZ - průřez zářezu
[mm2]
SOD - průřez odtruskovače
[mm2]
SK - průřez vtokového kůlu
[mm2]
a – výška zářezu
[mm]
dK – průměr vtokového kůlu
[mm]
HOD – výška odstruskovače
[mm]
5
1 ÚVOD Slévárenství je významným oborem průmyslu v České Republice. Patří k výrobním technologiím, které jsou velmi materiálově a energeticky náročné, tudíž je kladen velký důraz na úsporu materiálu při výrobě, to se například týká přídavků na obrábění, technologických přídavků nebo velikostí nálitků. V současné době světové krize a nedostatku práce je jedinou možnou cestou, jak uspět, zkvalitnění, zrychlení výroby a pokud možno, snažit se co nejvíce vyjít vstříc zákazníkovi. Odlitky existují v celé řadě výrobků. Jedním z největších odběratelů odlitků je automobilový průmysl, protože snaha automobilek o snižování spotřeby paliva, které je přímo úměrné exhalaci oxidu uhličitého, jde také ruku v ruce se snižováním hmotností vozů. Jednou z možností, jak této redukce hmotnosti dosáhnou, je nahrazení ocelových dílů, díly ze slitin hliníku. V současné době je hliník hojně využíván k výrobě částí karoserií, náprav a hlavně odlitků, především u prémiových značek např. Audi, BMW, Mercedes-Benz. Výrobní proces souvisí s kvalitní přípravou. Cílem této bakalářské práce je popis strojního, následně slévárenského postupového výkresu, ve kterém bude zakreslena potřebná slévárenská technologie k úspěšnému uvedení do výroby. Tento slévárenský postupový výkres slouží především pro vytvoření modelového zařízení v modelárně. Nedílnou součástí výrobního procesu je výrobní postup odlitku. Je to předtištěný tiskopis, na kterém jsou zaznamenány všechny potřebné věci pro výrobu kvalitních výrobků. Konstrukční provedení výrobku je provedeno konstruktéry,
kteří úzce
spolupracují s technology. Tato vzájemná spolupráce má velký vliv na jakost budoucích výrobků. Rychlá komunikace těchto dvou subjektů ve velkých společnostech, která je zajištěna CAD/CAM systémy, je klíčem k úspěchu ve strojírenském průmyslu. Protože navrhnout součást, která se bude těžce vyrábět, znamená přinejmenším prodloužení strojního času potřebného na výrobu, v horším případě finanční ztráty nebo výrobu zmetků. Jelikož mé studium je zaměřeno na automobilový průmysl, byla vybrána firma, která se tímto odvětvím hojně zabývá, především výrobou odlitků z hliníkových slitin. Slévárna Postřelmov poskytla tři výkresy různých typů odlitků, ze kterých byl vybrán výkres spodního ložiskového tělesa. Celá výrobní technologie bude konkretizovaná na podmínky slévárny v Postřelmově.
6
Při bližším zkoumání výkresu spodního ložiskového tělesa a po konzultaci s technologem bylo rozhodnuto, že polotovar se bude odlévat gravitačně do pískové formy. Odlitek bude mít tři druhy jader a jeden atmosférický otevřený nálitek. Výroba odlitků bude probíhat opakovaně v počtu 400 kusů, jednou za tři měsíce, tudíž 1600 kusů za rok.
1.1
07 MEP Postřelmov Provoz slévárny, který byl zahájen v roce 1968, je součástí závodu 07 MEP
Postřelmov, vyrábí odlitky kusově, malosériově i velkosériově z hliníkových slitin metodou kokilového a pískového lití, především pro zákazníky v automobilovém a elektrotechnickém průmyslu [9]. Podle požadavků zákazníka, slévárna zajišťuje výrobu modelů a kokil ve své kokilárně, tepelné zpracování odlitků, případně jejich přezkoušení na těsnost. V areálu MEP Postřelmov se nachází galvanovna, která provádí veškeré povrchové úpravy materiálů, včetně duplexních povrchů hliníku a jeho slitin. Lití do písku se rozděluje na ruční a strojní formování. U ručního se používají formovací rámy o rozměrech min. 240 x 240 mm - max. 1 600 x 1 120 mm na odlitky o max. hmotnosti 60 kg. Rámy pro strojní formování mají rozměry min. 390 x 290 mm - max. 600 x 415 mm. Ve slévárně je možno odlévat i tlakovým litím na stroji CLH400, uzavírací síla 4000 kN. Používané materiály pro lití AlSi10Mg, AlSi8Cu3, AlSi12Cu, AlSi7Mg0,3 [9]. V roce 2000 proběhl kapitálový vstup společnosti Slovácké strojírny a.s. do společnosti MEP Postřelmov, a. s. a její manažerské řízení, následně v roce 2009 došlo k jejich fůzi. V současné době má slévárna 55 zaměstnanců.
7
2 TEORETICKÁ ČÁST 2.1 Výkres Ze souboru tří výkresů byl vybrán výkres odlitku spodního ložiskového tělesa. Výkres byl vyhotoven v roce 1979 a podle tehdejších norem je konečný materiál označen dle normy ČSN 42 0055, a to 42 4331.00 (AlSi10Mg) tzn. bez tepelného zpracování. Z výkresu je možno vyčíst požadované drsnosti povrchu (12,5; 6,3; 3,2; 1,6; 0,8). V poznámkách výkresu je uvedeno, že odlitek se musí zkoušet přetlakem vzduchu ve vodě 0,1 MPa po dobu jedné minuty.
2.2 Charakteristika odlitku Jedná se o rotační součást, která bude sloužit jako těsnící prvek čerpadla. Na výkrese je mnoho přesných rozměru, především otvorů určených pro uložení ložisek a gufera, které bude nutno odlít s přídavkem na obrábění. Středová díra (Ø31D9) se nebude předlévat, z důvodu usnadnění a zpřesnění výroby. Odlitek má pět odlehčovacích otvorů.
2.3 Popis hliníku a jeho značení Hliník je v přírodě jedním z nejrozšířenějších kovů (asi 8 % obsahu zemské kůry), vázaného ve sloučeninách jako jsou bauxit, kryolit, korund atd. Základní surovinou pro výrobu hliníku je bauxit. Z bauxitu se hliník získává elektrolýzou roztoku oxidu hlinitého v roztavených fluoridech, tato výroba je velmi energeticky náročná. Teplota tání čistého hliníku je 660˚C , hustota je 2700 kg.m-3. Čistý hliník krystalizuje v kubické plošně centrované mřížce. Pro označování slitin hliníku na odlitky se v dnešní době používá především evropská norma ČSN EN 1706, která je platná od roku 2000. Tato norma číselně označuje písmeny EN AC a pětimístným číslem, ve tvaru:
EN AC-X0000 EN – evropská norma A – značí hliník C – značí odlitky (W – tvářené výrobky) X – první číslo označuje hlavní slitinový prvek, viz.tab. 1 8
Poslední čtyři číslice označují chemické složení. Tabulka 1. Hlavní slitinové prvky [3]. řada 10000 řada 20000 řada 30000 řada 40000 řada 50000 řada 60000 řada 70000 řada 80000 řada 90000
minimálně 99,00% Al a více slitina AlCu slitina AlMn slitina AlSi slitina AlMg slitina AlMgSi slitina AlZn slitina Al s různými prvky neobsazená řada
Dále se hliníkové slitiny na odlitky označují chemickými značkami. Za úvodním EN AC-Al se uvádí další přísadové prvky a to v pořadí od hlavního přísadového prvku k vedlejším prvkům. Ty jsou seřazeny podle obsahu v sestupném pořadí. Při množství legury nad 1 % se procentuelní množství udává číslem za značkou příslušného prvku. Při obsahu prvku < 1 % se číslo za značku prvku nepíše [2].
EN AC-Al Zn5Mg EN – evropská norma A – značí hliník C – značí odlitky Hliníková slitina s obsahem zinku 5% a hořčíku < 1 %. Ve spoustě českých sléváren je možno se setkat s označením podle starší normy ČSN 42 0055 pro neželezné kovy, jak je uvedeno v tabulce. Tabulka 2. Značení dle ČSN 42 0055 [3].
1 ČSN
2 42
3 x
Základní číslo 4 5 x x
9
6 x
.
Doplňkové číslo 7 8 x x
1. místo – označení české normy 2. místo – třída norem – 42 pro hutnictví 3. místo – číslice označují skupinu neželezných kovů (3 – těžké, 4 – lehké) 4. a 5. místo – dvojčíslí určující skupinu neželezných kovů 6. místo – pořadové číslo kovu nebo slitiny 7. místo – způsob tepelného zpracování 8. místo – způsob odlévání odlitků (většinou je druhé doplňkové číslo neobsazené) Tabulka 3. Způsoby tepelného zpracování neželezných kovů (odlitky) [3]. 1. doplňkové č. 0 1 2 3 4
Význam tepelně nezpracovaný žíhaný neobsazeno žíhaný na rozpouštění uměle stárnutý
1. doplňkové č. 5 6 7 8 9
Význam vytvrzený za studena žíhaný na rozpouštění vytvrzený za tepla kalený a popouštěný podle zvláštního ujednání
2.4 Oxidační schopnosti hliníku Hliník je prvek, který má vysokou afinitu ke kyslíku a oxidace na povrchu vzniká již za velmi nízkých tlaků. Zdrojem kyslíku pro tvorbu oxidů jsou především atmosferický kyslík a vlhkost. Tyto oxidické vrstvy mají nepříznivý vliv na hliníkové slitiny, zhoršují slévárenské vlastnosti, těsnost, obrobitelnost, možnost povrchové úpravy a jiné. Postup oxidace do hloubky materiálu závisí na schopnosti prostupu kyslíku přes vytvořenou oxidickou vrstvu. Pro tento postup má hlavní význam Pilling-Bedworthův poměr, který udává poměr mezi hustotou taveniny ρAl k hustotě vytvořeného oxidu ρAl2O3 a značí se P.B. Pokud je hodnota P.B. > 1, mají oxidy větší objem než kov, z něhož vznikly a vytváří na povrchu nepropustnou vrstvu, která brání dalšímu pronikání kyslíku. Pokračování oxidace je možné pouze difuzí kyslíku přes vrstvu oxidů. Prvky, jejichž koeficient P.B. < 1 (např. Mg, Na, Ca) netvoří na hladině souvislou vrstvu. Další oxidace je řízena rychlostí rozpouštění kyslíku v kovu [2].
10
2.5 Krystalizace eutektika ve slitinách Al-Si Binární slitiny Al-Si se hovorově nazývají siluminy a jsou nejdůležitějším typem hliníkových slitin. Na obr.1 je rovnovážný diagram, díky jemuž můžeme siluminy rozdělit podle obsahu křemíku na podeutektické (obr.2), eutektické (obr.3) a nadeutektické. Podeutektické siluminy obsahují vždy více než 5%Si, nejčastěji mezi 7 a 11%Si. Eutektické slitiny obsahují přibližně 11,5-13 %Si. Jejich struktura je tvořena pouze eutektikem. Nadeutektické siluminy obsahují částice primárního křemíku, uložení v eutektické matrici. Obsah Si se pohybuje kolem 14-17%, vyjímečně až asi 25 % [2].
Obr. 1: Rovnovážný binární diagram s omezenou rozpustností v tuhém stavu (soustava Al-Si) [7]. Nejlepších slévárenských vlastnosti, dosahují slitiny se složením eutektickým nebo lehce podeutektickým, protože interval tuhnutí je zde nejmenší. Křemík, na rozdíl od jiných prvků, zvětšuje svůj objem, a tím kompenzuje stahování hliníkové matrice, čímž se zmenšuje objem staženin. Kromě křemíku tyto binární slitiny osahují i několik desetin procent železa a manganu, ostatní doprovodné prvky snižujeme na zanedbatelné hodnoty, pod 0,1 %. Přidáním hořčíku (0,2 – 0,7 %) jsou slitiny vytvrditelné. Tyto slitiny je možno odlévat do pískových nebo kovových forem, lít pod tlakem i pomocí přesného lití.
11
Obr. 2: Podeutektické siluminy [7].
Obr. 3: Eutektické siluminy [7].
2.6 Modifikace slitin Al-Si Modifikační prvky snižují rychlost difůze křemíku v tavenině a jejich atomy blokují růstové stupně na rozhraní krystalů křemíku a taveniny [2]. Slévárna Postřelmov používá modifikačních vlastností sodíku nebo stroncia. Tyto prvky malinko zvětšují pevnostní vlastnosti, avšak výrazně zvyšují plasticitu, tažnost (až 8 %) a houževnatost slitin Al-Si. Kontrola se provádí na spektrometru. Při překročení optimálního obsahu modifikačního prvku dochází k tzv. „přemodifikování“ slitiny. Přemodifikovaná struktura je typická výskytem hrubých útvarů křemíku na hranici zrn [2].
12
Obr. 4: Přemodifikovaný silumin [7].
2.6.1 Modifikace sodíkem Sodík je nejsilnějším modifikačním prvkem. Pro získání plně modifikované struktury musí slitina obsahovat přibližně 50-100 ppm sodíku. Čím větší je obsah křemíku ve slitině (tj. více eutektika), tím vyšší musí být obsah sodíku. Také čím pomalejší je tuhnutí, tím vyšší je dávkování sodíku. Pro modifikaci se používá bud´ sodík kovový, v podobě solí a v současnosti především jako exotermické modifikační tablety [2].
2.6.2 Modifikace stronciem Stroncium je mnohem méně reaktivní, než sodík a dává vysoké a stabilní využití. Používá se jako předslitina s hliníkem s obsahem obvykle 3,5 až 10 % Sr. Stroncium se dostává do taveniny rozpouštěním, to znamená, že čím je vyšší teplota taveniny, tím rychleji nabíhá modifikační účinek. Předslitiny mají tvar tyčí o průměru asi 10 mm s délkou kolem 0,5 m, což usnadňuje dávkování, které se určí počtem tyčí na určitou hmotnost taveniny, a bývá obvykle 150-200 ppm Sr. Účinek stroncia je vždy slabší, než účinek sodíku [2].
Obr. 5: Modifikovaný silumin [7]. 13
2.7 Slitiny Al-Si-Mg Obvykle obsahují 0,25-0,45% (u některých slitin až 0,7%), který umožňuje provádět vytvrzování za tepla, což vede ke zvýšení mechanických vlastností (Rm, Rp0,2 a HB), jak lze vidět na obrázku 5. V litém stavu nejsou tyto hodnoty příliš vysoké. Zvýšením tvrdosti se zlepší obrobitelnost. Slitiny Al-Si-Mg jsou podeutektické. Slitiny s vyšším obsahem křemíku mají lepší slévárenské vlastnosti i svařitelnost. Obsah ostatních prvků se drží pod úrovní <0,1 %. Odlévají se jak do pískových, tak do kovových forem gravitačně i pod tlakem. Využití na velice namáhané výrobky v leteckém i automobilovém průmyslu [2].
Obr. 6: Vliv hořčíku na mechanické vlastnosti po vytvrzení [2].
2.7.1 Charakteristika pouţité slitiny AlSi10Mg Jedná se o slitinu mírně podeutektickou, s nízkým obsahem doprovodných prvků a nečistot, s výbornými slévárenskými a technologickými vlastnostmi. Odlitky jsou dobře obrobitelné a odolné vůči korozi. Lze odlévat všemi odlévacími technologiemi, při lití do pískových forem je nutné provést modifikaci sodíkem. Při tuhnutí netvoří vnitřní staženiny. Používá se ve stavu vytvrzeném – T6. Je vhodná na tenkostěnné, tvarově složité odlitky s vysokými nároky na pevnost a houževnatost [2].
14
2.8 Očkování hliníkových slitin Principem očkování je vnášení nukleačních zárodků, které způsobí zjemnění primárních částic. Jako velmi dobré očkovadlo se jeví předslitiny s Ti a B. Očkováním lze dosáhnout lepších mechanických a technologických vlastností.
2.9 Odplyňování hliníkových slitin Odplyňováním se snažíme snížit obsah vodíku na takovou úroveň, aby nedocházelo k vyloučení bublin, obvykle jej provádíme vakuováním taveniny nebo probubláváním taveniny aktivními nebo neaktivními plyny. Dokonalejší odplynění je nutné u pomalu tuhnoucích odlitků, u kterých je riziko vzniku bublin vyšší. Slévárna provádí odplynění taveniny pomocí dusíku, následná kontrola se provádí VAC-testem.
2.10 Slitiny Al-Cu Obvyklý obsah mědi ve slitině bývá 4-5 %. Přísadovými prvky jsou titan (do 0,3 %), pro zjemnění zrna, případně hořčík a mangan pro zvýšení pevnosti. Tyto slitiny mají neobvykle vysokou pevnost, až nad 400 MPa a jsou vhodné pro použití za vysokých teplot. Na druhou stranu tyto slitiny mají velice špatné slévárenské vlastnosti a jsou těžce nálitkovatelné. Nahrazují se slitinami Al-Si.
2.11 Slitiny Al-Mg Podle obsahu hořčíku, se slévárenské slitiny Al-Mg dělí na typy se 3, 5 a 9 % hořčíku. Čím je obsah hořčíku vyšší, tím horší jsou slévárenské vlastnosti [2]. Možnost metalurgického zpracování je také špatná. Tyto slitiny mají velký sklon k naplynění, což se velmi účinně snižuje přidáním malého množství berylia. Používají se na výrobu hlav válců Tatra, ale především na dekorativní spotřební výrobky, protože jsou dobře leštitelné a výborně se eloxují.
2.12 Slitiny Al-Zn Tyto slitiny obsahují 5-7 % Zn a maximálně 1 % Mg. Jejich speciální vlastností je samovolné vytvrzování za studena, dále pak dobrá obrobitelnost a odolnost proti korozi. Obrobený povrch je kvalitní, po eloxování vynikající. Slévárenské vlastnosti jsou střední, až špatné. Slitiny mají velký sklon k praskání za tepla, které je předmětem dalšího výzkumu [2]. 15
2.12 Tepelné zpracování odlitků ze slitin hliníku Používá se pro zlepšení některých vlastností odlitků, především mechanických, nebo pro snížení vnitřního pnutí a jiné. U většiny odlitků se tepelné zpracování neprovádí, častěji se tepelné zpracování používá u odlitků litých gravitačně do pískových nebo kovových forem.
2.12.1 Vytvrzování Je nejpoužívanější způsob tepelného zpracování a lze jím dosáhnout podstatného zvýšení meze pevnosti Rm, meze Rp0,2 a tvrdosti. Podle schopnosti slitiny k této úpravě se hliníkové slitiny dělí na vytvrditelné a nevytvrditelné. Tažnost se poněkud snižuje [2]. Aby byla slitina vytvrditelná, je nutná přítomnost přísadového prvku, především mědi a hořčíku. Tyto prvky mají podstatnou změnu rozpustnosti v tuhém roztoku. Vytvrzování se používá jak u binárních slitin (Al-Cu), tak u vícesložkových, ve kterých je vytvrzující prvek legurou (Al-Si-Mg, Al-Si-Cu). Vytvrzování se skládá ze tří etap [2]: 1. rozpouštěcí žíhání – získává se homogenní tuhý roztok α(Al) a dochází k rozpuštění intermetalických fázi obsahujících přísadové prvky. 2. rychlé ochlazení – cílem je zamezit vyloučení intermetalické fáze přísadového prvku. Výsledkem je přesycený tuhý roztok α(Al) 3. precipitační vytvrzování (stárnutí) – proces, při kterém dochází k postupnému rozpadu přesyceného tuhého roztoku α(Al). Při stárnutí dochází k difuzi přísadového prvku do mikroskopických oblastí tímto prvkem a v nich k nukleaci nové fáze (Mg2Si, CuAl2). Růstem těchto zárodků vznikají koherentní precipitáty, které se označují jako GuinierPrestonovy zóny (G-P zóny). V dalším průběhu stárnutí se tyto částice mění na tzv. semikoherentní částice, které jsou ještě částečně spojené s tuhým roztokem. Posledním stadiem vytvrzování je postupná ztráta koherence. Tato nekoherentní vytvrzující fáze nemá již krystalickou vazbu na tuhý roztok α(Al). Tento stav se nazývá přestárnutí.
16
3 PRAKTICKÁ ČÁST – POSTUP ŘEŠENÍ TECHNOLOGIE ODLITKU SPODNÍHO LOŢISKOVÉHO TĚLESA 3.1 Popis odlitku Ze tří výkresů byl vybrán odlitek spodního ložiskového tělesa pro zpracování bakalářské práce. Číslo modelu: 2123 Číslo výkresu: V900074 Počet kusů: 1600 Materiál: 42 4331.00 Odlitek se bude vyrábět opakovaně v malých sériích 400 kusů jednou za 3 měsíce, tudíž 1600 kusů ročně. Formování odlitku se provádí strojně a čas potřebný k této operaci je 8 minut, přičemž na každou polovinu formy připadají 4 minuty. Bylo by vhodné umístit čtyři kusy modelu do formovacích rámů, ale nejedná se o velkosériovou výrobu, cena modelu by byla příliš vysoká, proto je slévárna nucena umístit v rámu pouze jeden model. Model by měl mít model delší životnost, bude vyroben ze slitiny hliníku. Materiálem odlitku je hliníková slitina ČSN 42 4331.00 s 10 % Si a < 1% Mg, polotovar by mohl být tepelně zpracován, díky obsahu Mg, ale podle značení materiálu bude dodáván v surovém stavu. Odlitek bude mít jeden atmosferický otevřený nálitek.
3.2 Volba dělící roviny odlitku a jeho poloha při lití Po prostudování výkresu odlitku jsme určili umístění dělící roviny v plošně největší průmětu, tudíž na spodní straně, která bude navýšena o přídavek na obrábění. Při stanovení dělící roviny (plochy) odlitku se řídíme dále uvedenými zásadami: -
geometrický tvar odlitku je jedním z rozhodujících činitelů
-
dodržení zásady kladně usměrněného tuhnutí
-
tloušťka stěn odlitku odspodu nahoru by se měla zvětšovat
-
vysoce homogenní hutné pracovní plochy odlitku do spodní části formy
-
jádra by měla být umístěna do spodní poloviny formy
-
u rotačních odlitků je osa rotace při lití ve směru vertikálním 17
Volbou dělící roviny se určuje pracnost zhotovení modelového zařízení, spotřeba živé práce při výrobě forem a jader a rovněž i pracnost při čištění odlitků. Je třeba volit nejekonomičtější způsob výroby a odlitku jak z hlediska spotřeby materiálu, tak i spotřeby živé práce a to v modelárně i slévárně [1]. Dělící rovina je zakreslena do slévárenského postupového výkresu zeleně, ale až po zakreslení všech přídavků na obrábění. Odlitek ve formě umístíme tak, abychom použili raději plošně větších rámů než rámy příliš vysoké či dokonce více rámů na výšku. Nedoporučuje se manipulace se složenou formou [1].
3.3 Stanovení přídavků na obrábění ploch odlitků Definice přídavků na obrábění - vrstva materiálu na vnější nebo vnitřní ploše odlitku, která umožňuje dosáhnout mechanickým obráběním přesnosti rozměrů a jakosti povrchů, předepsaných na výkresu součásti. Abychom mohli na plochy, jež mají být mechanicky opracovány, stanovit hodnoty přídavků na obrábění, musíme znát tyto údaje [1]: -
stupeň přesnosti odlitku
-
materiál odlitku
-
základní rozměr
-
směrodatný rozměr
-
polohu obráběné plochy
-
zvláštní požadavky Stupeň přesnosti odlitku je uveden v poznámkách nad razítkem. V mém případě
se přesnost řídí normou ČSN 01 4470.4 – tzn. čtvrtý stupeň přesnosti odlitku. Přídavky na obrábění stupně velikosti 4 pro odlitky z neželezných kovů jsou uvedeny v tabulce č. 3, která není úplná, ale pro můj odlitek je dostačující, protože ani jeden rozměr není větší, než 315 mm. Při výběru hodnoty přídavku je nutno správně určit základní rozměr, směrodatný rozměr a polohu plochy při lití. Tato plocha může být horní, spodní a boční, přičemž hodnoty přídavků pro obrábění jsou pro horní plochy asi o 50% větší, než pro plochy spodní a boční [1].
18
Tabulka 4. Přídavky na obrábění stupně .4 pro odlitky z neželezných kovů [1].
Základní rozměr nad
do 30
30
80
80
180
180 315
Poloha plochy při lití horní spodní boční horní spodní boční horní spodní boční horní spodní boční
30 3
Směrodatný rozměr nad 30 80 180 do 80 180 315 4 4 4,5
2
2,5
2,5
3
3
4
4
4,5
2
2,5
2,5
3
4
4,5
4,5
5
2,5
3
3
3,5
4
4,5
4,5
5
2,5
3
3
3,5
Po určení všech hodnot přídavků, se přídavky zakreslí na slévárenský postupový výkres červenou barevnou tužkou, pastelkou, což nám vytvoří konečný tvar hrubého odlitku. Všechny díry se závity na odlitku budou zalité. Středová díra (Ø31D9) se nebude předlévat, protože je to rozměr, na kterém jsou závislé jiné rozměry, a pro dodržení přesnosti výroby to bude výhodnější. Vyznačené slévárenské úkosy na výkrese jsou 3° a rádiusy R4.
3.4 Výpočet objemu, hrubé hmotnosti odlitku
Obr. 7: Pohled na odlitek v řezu 19
Jelikož jsem určil všechny přídavky na obrábění, mohu provést výpočet objemu polotovaru, ze kterého následně vypočítám hrubou hmotnost. Pro usnadnění výpočtu se polotovar rozdělí na menší části, které se následně sečtou. Výpočet objemu odlitku: 𝑉𝑜 = 𝛴𝑉 = 0,001663702 [𝑚3 ]
(1)
Hustota slitiny hliníku (AlSi10Mg) dle norem ČSN: ρsl = 2650 [𝑘𝑔. 𝑚−3 ] Výpočet hrubé hmotnosti odlitku: mH = ρsl * Vo = 2650 ∗ 0,001663702 = 4,409 [𝑘𝑔]
(2)
3.5 Model Odlitek zvětšený o přídavky na obrábění je tvarově shodný s budoucím modelem. Konečné rozměry modelu jsou větší o smrštění odlitku po zchladnutí. Jednoduchost modelu je důležitá pro výrobu formy, z důvodu jeho snadného zaformování a vyjmutí. Podle počtu vyráběných kusů je model dřevěný nebo kovový. V našem případě je model z hliníkové slitiny kvůli delší životnosti. Výhodou je i dobrá obrobitelnost zvoleného materiálu.
Základní údaje pro výrobu kovového modelu, které obdrží postupová kancelář [6]: -
složení modelového zařízení.
-
procento smrštění, dělící plochu formy i modelu, uložení modelu na modelové desce a její rozměry, uspořádání vtokové soustavy, přídavky na obrábění
-
slévárenské přídavky a volné části modelu
-
obrys jader, druh jaderníku nebo směr pěchování formovací směsi v jaderníku, dělící plocha jaderníku a volné části jaderníku
-
obrys a dělení vodících lišt šablon
-
doplňující údaje, které jsou potřebné k navržení modelových desek
20
3.6 Řešení jader na postupovém výkrese Jádra podle jejich funkce dělíme na jádra pravá, která vytvářejí vnitřní dutiny odlitku, při lití jsou zalita slitinou a jádra nepravá – vytvářejí obvykle vnější vpadlé části odlitku nebo jeho vnější povrch. Hlavní úkol při řešení jader na slévárenském postupovém výkrese spočívá především ve stanovení počtu jader, stanovení a zakreslení známek jader a určení vzájemného uspořádání jader ve formě [1]. V našem případě je možné pouze jedno řešení a to, že odlitek bude mít tři druhy jader, které budou uloženy ve spodní polovině formy s celkovým počtem šest kusů. První – hlavní jádro (vnitřní, pravé) je uloženo ve středu spodní poloviny formy za pomocí známky a zabezpečeno proti pootočení vůčí požadované poloze zámkem jádra. Známka jádra je opatřena pískovou lištou. Na slévárenském postupovém výkresu je celé jádro zakresleno křížky zelenou barvou a označeno číslem 1. Druhé (1 kus) a třetí (4 kusy) jádro (vnitřní, pravá) jsou tvarově téměř totožné. Jsou umístěna po obvodu hlavního jádra ve spodní polovině formy a opatřena známkou. Druhé jádro se liší jedním rozměrem od třetího, aby nedošlo k nesprávnému umístění, tak je osazeno zámkem. Jádra jsou na výkrese rozlišena barevně křížky (hnědá, modrá), označena čísly 2 a 3.
3.7 Výroba jader Ve slévárně se hlavní jádro vyrábí metodou zvanou vstřelování, která patří k nejrozšířenějším a nejproduktivnějším způsobům výroby jader, pomocí vstřelovacího stroje PRIMAFOND. Používá se směs křemičitého písku SH 34 (ostřivo) a fenolové pryskyřice (pojivo), která se vstřeluje do „studené“ dutiny jaderníku (COLD-BOX) a působením CO2 dojde k vytvrzení směsi. Jádra vyráběná touto metodou jsou plná a nemají dutinu. Obvodová jádra se vyrábí ručně v kovových jadernících, které jsou dělené a zajištěné čepy. Směs křemičitého písku SH 34 a vodního skla se upěchuje v jaderníku a poté se vytvrdí CO2.
21
3.8 Nálitkování odlitku Objemové změny, jež probíhají v kapalném skupenství a při přechodu kovů a slitin ze skupenství kapalného do skupenství tuhého se řeší navrhováním optimálního nálitkování odlitků. Nálitky podle funkce a tvaru dělíme na: -
atmosfericky otevřené
-
atmosfericky uzavřené Při řešení nálitkování odlitku je nutno především [1]:
-
volit polohu odlitku ve formě i dělení modelu tak, aby byla dodržena zásada kladně usměrněného tuhnutí
-
tepelné uzly odlitku umístit co nejvýše ve formě, aby je bylo možno nálitkovat
-
u nálitkovatelných tepelných uzlů nutno stanovit vlastní velikost tepelného uzlu, směrodatnou pro výpočet jeho objemu Odlitek spodního ložiskového tělesa bude osazen jedním atmosfericky otevřeným
nálitkem, který bude umístěn ve středu souměrnosti na svrchní rovině odlitku. Umístění nálitku v nejvýše položeném místě je logické, díky tomu bude správně dosazovat kov do polotovaru. Na slévárenském postupovém výkresu je znázorněn modrou barvou.
3.7.1 Výpočet objemu a hmotnosti nálitku Nálitek bude dosazovat tekutý kov pouze do části odlitku, u kterého si musíme nejdříve vypočítat objem. VNO = 0,000486685 [𝑚3 ] Výpočet objemu nálitku podle Přibyla: 𝑥∗𝛽
VN = 𝑉NO ∗ 1−𝑥∗𝛽
(3)
- β: koeficient poměrného smrštění slitiny při tuhnutí, pro slitiny hliníku β = 0,05 - x: koeficient nehospodárnosti pro atmosferický otevřený nálitek, x = 9 9∗0,05
VN = 0,000486685 ∗ 1−9∗0,05 = 0,000398 [m3] ≈ 0,0004 [m3]
22
Výpočet hmotnosti nálitku: mN = ρsl * VN = 2650 ∗ 0,0004 = 1,06 [kg]
(4)
3.7.2 Určení rozměrů nálitku Nálitek má tvar komolého rotačního kužele, proto potřebujeme zjistit rozměry jeho výšky a průměry podstav. Výška je dána výškou formovacího rámu, která je 170 mm. Od ní se odečte celková výška odlitku, včetně přídavků. hN = hR - hO
(5)
hN = 170 – 87 = 83 [mm] Průměr spodní podstavy je dán rozměrem odlitku: d1 = 62 [mm] Průměr horní podstavy vypočteme z celkového objemu nálitku:
VN =
𝜋∗h N
3∗𝑉N
= 𝑟12 + 𝑟1 𝑟2 + 𝑟22
𝜋∗ℎ N
3
3∗400000 𝜋∗83
∗ (𝑟12 + 𝑟1 𝑟2 + 𝑟22 ) [𝑚3 ]
(6) (7)
= 312 + 31𝑟2 + 𝑟22
𝑟22 + 31𝑟2 − 4602,01 = 0
(8)
Výpočtem kvadratické rovnice získáme kladný kořen rovnice r2.
r2 = 46 [mm] Průměr d2: 𝑑2 = 2 ∗ 𝑟2
(9)
𝑑2 = 2 ∗ 46 = 92 [mm]
23
Technologické využití nálitku. ηN = 𝑚
𝑚𝐻 𝐻 +𝑚 𝑁
∗ 100 [%]
(10)
4,409
ηN = 4,409+1,06 ∗ 100 = 80,62 [%] Účinnost nálitku: 𝑚𝐻
xN = 𝛽 ∗ (𝑚 xN =
(11)
𝐻 +𝑚 𝑁 )
4,409 0,05∗(4,409+1,06)
= 16,12
Obrázek 5 zobrazuje tvar nálitku v měřítku 1:2.
Obr. 8: Použitý atmosferický otevřený nálitek
3.8 Navrţení vtokové soustavy Správně navržená vtoková soustava má zajistit jednak optimální zaplnění dutiny slévárenské formy, jednak v maximální míře zadržet všechny nečistoty, které se v roztavené slitině mohou vyskytnout (oxidy, struska, taviva, částice formovacích směsí, vyzdívek tavících agregátů apod.) [1]. 24
Prvky vtokové soustavy jsou [4]: -
licí vtoková jamka
-
kruhový vtokový kůl
-
lichoběžníkový horizontální odstruskovač
-
ploché obdélníkové zářezy
3.8.1 Výpočet vtokové soustavy Plochy průřezu prvků vtokové soustavy vypočítám následujícím způsobem. Jako první se určí doba lití odlitku. - s1: časový koeficient [-], pro hliníkové slitiny a tloušťky stěny odlitku 7 – 10 [mm], s1 = 2 - m: celková hmotnost odlitku včetně přídavků a nálitku [kg] - μ: koeficient odporu proti průtoku (tab. 4), pro slitiny neželezných kovů μ = 0,43 - hc: celková výška formy, hc = 0,27 [m] - Hstř.: střední výpočtová výška [m] - H: rozdíl výšek mezi hladinou taveniny v licí jamce a středem výšky zářezů, H = 0,17 [m] - P: výška dutiny formy nad středem zářezů, P = 0,087 [m] - C: celková výška dutiny formy C = 0,117 [m]
Tabulka 5. Hodnoty koeficientu odporu proti průtoku μ [1]. materiál odlitku slitiny neželezných kovů
odpor formy velký
střední
malý
0,33
0,38
0,43
m = mH + mN [kg]
(12)
m = 4,409 + 1,06 = 5,469 [kg]
25
Výpočet doby lití: τ = 𝑠1 ∗ 𝑚 [s]
(13)
τ = 2 ∗ 5,469 = 4, 677 [s] ≈ 5 [s] Výpočet rychlosti stoupání kovu ve formě: Provedeme kontrolní výpočet na základě porovnání hodnoty rychlosti stoupání kovu ve formě. v= v=
hc τ
[m·s-1]
0,27 5
(14)
= 0,054 [m.s-1]
Je doporučeno, aby rychlost v byla minimálně při tloušťce stěny odlitku: 0,007 – 0,0010 [m]
v > 0,020 [m·s-1]
Střední výpočtová výška: P2
HSTŘ = H − 2∗C [m]
(15)
0,087 2
HSTŘ = 0,17 − 2∗0,117 = 0,138 [m] Minimální průřez vtokové soustavy: SMIN = μ∗ρ∗τ∗
m 2∗g∗H STŘ
[m2]
5,469
SMIN = 0,43∗2650 ∗5∗
2∗9,81∗0,138
(16) = 5,834 * 10-4 [m2]
Nejčastěji používaným typem vtokové soustavy u hliníkových odlitků je soustava podtlaková. Koeficient pro jednotlivé průřezy (zářezů, odstruskovače a kůlu) je uveden v tabulce.
Tabulka 6. Koeficienty pro výpočet průřezů částí vtokové soustavy zářezy kZ 1
odstruskovač kOD 0,75 26
kůl kK 0,5
Zářezy jsou obvykle ploché, spojují vtokovou soustavu s dutinou slévárenské formy a v konečné fázi s odlitkem. Jelikož hliníkové slitiny poměrně rychle tuhnou, volí se zářezů poměrně značné množství [4]. V mém případě budou použity dva zářezy a jejich průřez je zobrazen na obrázku 8. Šířka zářezu je 3 krát větší, jak výška. Průřez zářezu: ΣSZ = 𝑆𝑀𝐼𝑁 ∗ 𝑘𝑍 = 583,4 [mm2]
(17)
Výška zářezu: a=
𝑆𝑍 6
=
583,4 6
= 9,86 [mm] ≈ 10 [mm]
(18)
Obr. 9: Průřez zářezu
Vtokový kůl se směrem dolů zužuje, výpočtový průměr či průřez je ve spodní části vtokového kůlu. Obvykle jeho průřez bývá kruhový. Úkosy vtokového kůlu se volí v souhlase s přirozenou kontrakcí volného proudu kovu, doporučené úkosy jsou 1:50 až 1:100 [4].
Průřez vtokového kůlu: SK = 𝑆𝑀𝐼𝑁 ∗ 𝑘𝑘 = 291,7 [mm2]
(19)
Průměr vtokového kůlu: dK =
4∗𝑆𝐾 𝜋
=
4∗291,7 𝜋
= 19,2[mm] ≈ 19 [mm]
27
(20)
Odstruskovač je lichoběžníkového průřezu, při formování se obvykle umísťuje do horní poloviny formy. Délka odstruskovače, i jeho půdorysný tvar je zvolen s ohledem na konfiguraci odlitku [4]. Rozměry průřezu jsou na obrázku 9. Půdorysný tvar a rozměry odstruskovače se zářezy jsou zakresleny na slévárenském postupovém výkrese a schematicky v měřítku 1:2 na obrázku 11.
Průřez odstruskovače: SOD = 𝑆𝑀𝐼𝑁 ∗ 𝑘𝑂𝐷 = 475,3[mm2]
(21)
Rozměr horní strany odstruskovače bude shodný s rozměrem vtokového kůlu. Výška odstruskovače: HOD = 1,2 ∗ 𝑑𝐾 = 22 [mm]
(22)
Délka spodní strany se určí z obsahu plochy lichoběžníku. Rozměry průřezu jsou zakresleny na obrázku 10.
Obr. 10: Průřez odstruskovače
3.8.2 Licí vtoková jamka Může být klasického tvaru jako u šedé litiny. Vtoková jamka by měla být během celého lití zaplněna a hladina by se měla udržovat na stejné úrovni. Obrázek 12 znázorňuje použitou licí jamku, včetně jejich rozměrů.
28
Obr. 11: Schematické zobrazení vtokové soustavy
Obr. 12: Licí vtoková jamka dle Roineta 29
3.8.3 Vyuţití tekutého kovu mH - hrubá hmotnost (je to hmotnost polotovaru včetně přídavků na obrábění, technologických přídavků a úkosů), mH = 4,409 [kg] mS - surová hmotnost (je to hmotnost polotovaru včetně všech přídavků, vtokové soustavy a nálitku), mS = 5,939 [kg] η=
𝑚𝐻 𝑚𝑆
∗ 100 = 𝑚
𝑚𝐻 𝐻 +𝑚 𝑁 +𝑚 𝑉𝑆
∗ 100 [%]
(23)
η = 74 [%]
3.9 Formovací rám Jeho úkolem je zadržení všech sil vznikajících v horizontálním směru ať při výrobě formy nebo následným plněním formy. Většinou má tvar kvádru, ale nemá z horní strany dno. V mém případě budou použity dva rámy, které mají totožné půdorysné rozměry, ale rozdílné výškové rozměry. Rozměry rámů: -
délka: 500 [mm]
-
šířka: 300 [mm]
-
výška horního rámu: 170 [mm]
-
výška spodního rámu: 100 [mm]
3.10 Razítko slévárenského postupového výkresu Jedním ze závěrečných úkonů při zpracování slévárenského postupového výkresu je vytištění razítka. Uvedené razítko je v souhlase s normou ČSN 01 3061. Razítko se vytiskne optimálně nad rohové razítko výkresu nebo na volné místo na přední eventuelně zadní straně slévárenského postupového výkresu. Pak v jednotlivých rubrikách vyplníme v souhlase s dříve uvedenými poznatky a to vždy konkrétně pro daný odlitek [1].
30
3.11 Příprava výroby Pečlivá příprava výroby je jedním z klíčových faktorů ovlivňujících kvalitu budoucích výrobků. Patří sem příprava formovací směsi, taveniny a odvzdušnění formy.
3.11.1 Formovací směs Slévárna na výrobu odlitku používá bentonitovou formovací směs. Tato směs je nenákladná, její užitné vlastnosti jsou velmi dobré a je hojně využívaná pro sériovou výrobu. Patří do skupiny formovacích směsí s jílovými pojivy, kde pojení je výsledkem sil kapilárního tlaku a sil Van der Waalsových. Toto jílové pojivo, tzv. montmorillonitický jíl s obsahem montmorillonitu vyšším než 75-80 %, se nazývá bentonit [5]. Regenerovatelnost ostřiva suchou i mokrou cestou je možná. Směs je možno po odlití a následném vytlučení z odlitku (rozbití velkých kusů), promísením, přidáním vody, bentonitu, nového písku navrátit zpět do výroby. Výhodou je i možnost formování bentonitových směsí na syrovo.
3.11.2 Odvzdušnění formy Při odlévání jsou vzduchem naplněny nejen dutiny forem/jader, ale i vlastní směs. Nemá-li vzduch obvod, tlačí na stěny formy a jeho tlak stoupá se vzrůstající teplotou. Tlak se zvyšuje i vznikající vodní parou, hlavně u syrových forem. Plyny se mohou vylučovat i z tekutého kovu. Pro výrobu kvalitních odlitků je důležitá dobrá prodyšnost slévárenských směsí, ta však k odstranění plynů nestačí. Ve formě se proto vytvářejí zvláštní kanály pro odvádění plynů, tzv. výfuky, které jsou vždy v nejvyšším místě odlitku. Pro správné celkové odplynění má forma ještě řadu pomocných odplyňovacích kanálků, tzv. průduchů [10]. V mém případě bude pro bezpečný odvod plynů forma opatřena několika průduchy, které se vytvoří probodáním formy ocelovým hrotem ve vzdálenosti zhruba 5-10 mm od modelu, aby nedošlo k jeho poškození. Výfuky v tomto případě nejsou nutné, protože odlitek má atmosferický otevřený nálitek.
31
3.11.3 Příprava taveniny Slévárna používá na přípravu materiálu tavící pec plynovou kelímkovou, ve které je možno připravit až 550 kg hliníkové slitiny, přičemž její tavící výkon je 450 kg/h. Vyzdívka pece je ze šamotových tvarovek a žárobetonu, sklápění pece probíhá pomocí hydrauliky. Modifikace taveniny je provedena sodíkovými exotermickými tabletami. Natavenou slitinu je nutno odplynit, k tomuto účelu je určeno rotorové zařízení pro odplyňování od firmy Foseco, zobrazené na obrázku 13. Je to mobilní či stacionární zařízení, kde se inertní plyn (dusík) vhání do taveniny grafitovým rotorem.
Obr. 13: Rotorové zařízení od firmy Foseco
3.12 Dokončovací operace Jsou poslední slévárenské operace, při kterých jsou z odlitku, po jeho vychladnutí a vytlučení z formy, odstraněny přebytečné části, jako vtoková soustava, nálitky, otřepy nebo hrubé povrchové vady. Bez těchto operací by žádný odlitek neměl opustit prostory slévárny.
32
3.12.1 Odřezání vtokové soustavy a nálitku, čištění odlitku Odlitek se nechá nějakou dobu na vibračním pojízdném roště kvůli očištění, následně se provede ručně odřezání přebytečných částí na pásové pile. Nálitek má tzv. krček, díky kterému bude odřezání snazší. Další čistící operace proběhne na závěsném tryskači. Tryskacím materiálem je zde nerezový granulát. Případné drobné nečistoty mohou být odstraněny na stolovém tryskači pomocí ocelového granulátu. Tryskáním vznikne na odlitku sjednocený povrch.
3.12.2 Broušení a opravy odlitků Broušením se odstraňují poslední zbytky po vtokové soustavě a nálitku, drobné nerovnosti a vady vzniklé odléváním. Jelikož se nejedná o velký odlitek, broušení se provede na stojanových bruskách. Drobné vady na odlitcích, které nijak neohrožují jeho funkčnost je možno opravit navařováním. To se provádí pomocí elektrod nebo metodou zvanou TIG. Každý odlitek by měl po provedení dokončovacích operací projít výstupní kontrolou. Pokud bude zjištěn nějaký nedostatek, je nutno jej opravit, případně odlitek vyzmetkovat.
3.13 Ekonomické zhodnocení Při zadávání výroby je pro odběratele nejdůležitějším aspektem cena odlitku. Nabídnutá cena se skládá z nákladů na materiál, zpracovacích nákladů a nakonec marže. Zajímal jsem se o výslednou cenu odlitku spodního ložiskového tělesa, přičemž sem získal tyto údaje: -
cena materiálu: 234,- Kč
-
zpracovací náklady: 236,- Kč
-
konečná cena odlitku: 496,- Kč
Všechny ceny jsou bez DPH.
33
4 ZÁVĚR Cílem této bakalářské práce bylo seznámení se s problematikou přípravy výroby ve slévárnách pro výrobu kvalitních odlitků. Celý výrobní proces byl aplikován na podmínky slévárny v Postřelmově. Dále byl zpracován slévárenský postupový výkres a výrobní postup odlitku, které jsou nedílnou součástí bakalářské práce. Teoretická část se podrobněji zabývá hliníkovými slitinami včetně jejich značení a způsobů tepelného zpracování. Z důvodu malé sériovosti bude ve strojně vyráběné formě pouze jeden odlitek, který bude umístěn v horní polovině formy, spodní polovina bude obsahovat známky jader. Návrh velikosti, umístění a tvaru nálitku nemusí být konečný, protože před spuštěním jakékoliv sériové výroby je nutné odlít nejprve zkušební kusy, až potom se ukáže, jestli je návrh správný. Případně by mohla být provedena počítačová simulace.
34
SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY Kniţní publikace: [1]
KOŘENÝ, R. Výrobní postupy odlitků. 1. vydání. Ostrava : VŠB v Ostravě, 1989. 166 s.
[2]
ROUČKA, J. Metalurgie neželezných slitin. 1. vydání. Brno : Akademické nakladatelství CERM, 2004. 148 s. ISBN 80-214-2790-6.
[3]
LEINVEBER, J. VÁVRA, P. Strojnické tabulky. 1. vydání. Úvaly : ALBRA, 2003. 874 s. ISBN 80-86490-74-2.
[4]
KOŘENÝ, R. Slévárenství neželezných kovů a slitin. 1. vydání. Ostrava : VŠB v Ostravě, 1971. 271 s.
[5]
JELÍNEK, P. Slévárenství. 4. vydání. Ostrava : VŠB v Ostravě, 2000. 261 s. ISBN 80-7078-952-2.
[6]
SKARBIŃSKI, M. Navrhování technologických postupů ve slévárnách. 1. vydání. Praha : SNTL, 1959. 445 s.
[7]
MICHNA, Š. Encyklopedie hliníku. 1. vydání. Prešov : [s.n.], 2005. 701 s. ISBN 8089041-88-4.
[8]
CAMPBELL, J. Castings. Butterworth-Heinemann : British Library Cataloguing in Publication Data, 1991. 288 s. ISBN 0-7506-1696-2.
Internetové zdroje: [9]
Výrobní program v oboru slévárenství hliníku [online]. c2011 [cit. 2011-05-02]. SLOVÁCKÉ
STROJÍRNY,
a.s.
Uherský
Brod.
Dostupné
z
WWW:
. [10]
Strojírenství [online]. 2004 [cit. 2011-05-19]. •Odvzdušnění forem. Dostupné z WWW: .
[11]
AFS Library [online]. c2011 [cit. 2011-05-19]. American Foundry Society, Inc. Dostupné z WWW: .
[12]
Degassing [online]. c2009 [cit. 2011-05-15]. Vesuvius. Dostupné z WWW: . 35
SEZNAM PŘÍLOH Příloha č.1 Slévárenský postupový výkres odlitku. Příloha č.2 Výrobní postup odlitku.
36
