TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování) Přednáška č. 2: Konstrukční řešení a technologičnost konstrukce odlitků; pravidla. Podmíněná slévárenskou technologií a materiálem, pravidla pro konstrukci stěn odlitků, pravidla podmiňující ekonomickou výrobu odlitků. Autoři přednášky:

prof. Ing. Iva NOVÁ, CSc. Ing. Jiří MACHUTA, Ph.D. Pracoviště: TUL – FS, Katedra strojírenské technologie

TE I

Porovnání nákladů na výrobu odlitkům a svarků

Přednáška č. 02

Výroba odlitků – závisí na materiálu a užitných vlastnostech odlitků, to také rozhoduje o nákladech na výrobu odlitků, je nákladná při malých serií. Výroba svarků (svařenců) není tak nákladná při malém počtu, naopak při větším počtu svarků je nákladná.

TE I

Náklady na výrobu odlitků i svarků

.

Přednáška č. 02

Výroba odlitků je celkově nákladnější Výroba odlitků souvisí s větším množstvím operací i zařízením. Při větším množství, náklady na výrobu odlitků obecně klesají. Při odlévání do pískových forem se projevují náklady např. na opravu modelů (modelových desek), rámů atd.

Posouzení výrobních nákladů odlitek – tvářený díl • z grafu je vidět při jakých finančních podmínkách je výhodnější vyrábět odlitek než tvářený díl;

Úprava konstrukce dílu obrobek - odlitek

TE I Přednáška č. 02

• konstrukční úpravy mezi obrobkem a odlitkem; • to co platí pro obrobek (třískové obrábění) neplatí pro odlitek; • odlitek, aby ve všech místech tuhnul stejnou rychlostí vyžaduje stejnou tloušťku stěn. obrobek

odlitek

obrobek

odlitek

TE I

Technologičnost konstrukce Přednáška č. 02 odlitku Technologičnost konstrukce – volit konstrukci odlitku tak, aby odlitek se nechal odlít jednoduše s co možná nejmenšími náklady.


Technologičnost konstrukce odlitku

• hledisko materiálové – litina, slitiny Al, slitiny Zn, slitiny Mg, popř. ocel na odlitky; • hledisko způsobu odlévání - gravitačně: do pískové formy do kovové formy (jsou velmi kompaktní odlitky) do jiného typu formy (sádrová, atd.) - tlakově - vysokotlaký způsob (odlitky z neželezných kovů) - nízkotlaký způsob (odlitky z neželezných kovů) - odstředivé lití (výjimečný způsob); • hledisko dokončovacích operací, popř. obrábění

Zásady konstrukce z hlediska výroby netrvalé formy • netrvalá forma – obsahuje dělící rovinu, proto je důležité volit pokud možno jednu dělící rovinu; • volit malý počet rámů; • je nutno volit model, aby neměl ostré hrany a šel dobře vyjmout z formy; • je nutné volit jádra, tak aby šla jednoduše zakládat do formy; • pokud možno volit malý počet jader

Technologičnost konstrukce odlitků s ohledem na obecné zákonitosti tuhnutí odlitků Mimořádným materiálem je litina • litiny s lupínkovým grafitem (dále LLG) vykazují rozdílné mechanické vlastnosti v tlaku a v tahu; •

to je způsobeno heterogenní strukturou litiny (přítomnosti lupínků grafitu);

• litina snese 3x větší namáhání v tlaku než v tahu; • litinové profily namáhané na ohyb se konstrukčně řeší tak, aby napětí v tahu bylo v silnějším profilu; • snažíme se, aby výstužná žebra nebyla umístěna v oblasti maximálního namáhání v tahu, ale byla namáhána na tlak.


Technologičnost konstrukce odlitků s ohledem na obecné zákonitosti tuhnutí Mimořádným materiálem je litina

• litiny s lupínkovým grafitem (dále LLG) vykazují rozdílné mechanické vlastnosti v tlaku a v tahu; • to je způsobeno heterogenní strukturou litiny (přítomnosti lupínků grafitu); • litina snese 3x větší namáhání v tlaku než v tahu;

• litinové profily namáhané na ohyb se konstrukčně řeší tak, aby napětí v tahu bylo v silnějším profilu; • snažíme se, aby výstužná žebra nebyla umístěna v oblasti maximálního namáhání v tahu, ale byla namáhána na tlak.


Základní konstrukční pravidla při navrhování odlitků • odlitek musí mít stejnou tloušťku stěn (nebo poměr musí být maximálně 1:3, to platí především pro odlitky z litiny). • rovnoměrná tloušťka stěn je předpokladem pro zamezení tepelných uzlů, které tuhnou jako poslední a objevují se v nich staženiny. • odlitky mají mít velké rádiusy a nesmí mít ostré hrany a přechody stěn musí mít odpovídající zaoblení.


Základní konstrukční pravidla při navrhování odlitků • tloušťky stěn se mají zvětšovat směrem k nálitku a při navrhování odlitku se musíme vyhnout konstrukci, kde by docházelo k nahromadění velké hmoty, neboť v těchto místech se mohou snadno vytvořit dutiny. • v jednom místě se má napojovat co nejméně stěn, je třeba se vyhnout křížícím se stěnám. Výhodné je také provést odlehčení některých míst návrhem díry, i když to znamená složitější formování s jádry.

TE I

Volba jader ve formě • • •

Přednáška č. 02

volba jader ve formě – pokud možno jedno jádro, jedna dělící rovina; výroba více jader do jedné formy prodražuje výrobu odlitku; jen ve výjimečných případech, u velmi složitých odlitků se dutina formy vyrábí skládáním nepravých a popř. pravých jader – výroba hlav naftových motorů

TE I

Uložení jader v odlitku

Přednáška č. 02

• musíme zabezpečit snadné odstranění jádra z odlitku a také pročištění vzniklé dutiny;

Konstrukce odlitku se žebry do pískových forem • žebra nesmí být na překážku ve vyjímání modelu z formy, musí být rovnoběžná se směrem vyjímání; • při konstrukci se uplatňuje tzv. metoda stínů (žebra nesmí házet stíny);

Napojování stěn odlitků • • •


odlitek musí mít při napojování odpovídající radiusy; zaoblení stěn musí mít také odpovídající radiusy, pokud možno větší; odlitek nesmí mít ostré hrany – model by nešel vyjmout z pískové formy nebo odlitek z kovové formy


Konstrukční řešení míst nahromadění materiálu • předlití drážky v lanové kladce, nerovná výztuž kola


Konstrukce návaznosti stěn odlitků • při konstrukci odlitku je důležité proporcionální rozdělení hmoty

TE I

Minimální tloušťka odlitku dle odlévaného materiálu

Přednáška č. 02


Napojování stěn odlitků

TE I

Připojení žeber k odlitku

Přednáška č. 02

Zabezpečit usměrněné tuhnutí odlitků – vepsané koule

Konstrukce odlitku – zesílení stěny za účelem konstrukce vepsaných koulí

TE I

Konstrukce napojování

Přednáška č. 02

Konstrukce napojování - ve svislém směru není dobré, je třeba konstruovat stěny odlitků pod určitými uhly- dochází k rozkladu sil; Napojení výztuží k věnci kola - je třeba provádět zahnutými výstužemi, aby mohla být zabezpečena dilatace při jejich chladnutí

a) – špatně; b),c) – je lepší konstrukce


Zatěžování ložiska se žebrem • zatěžování ložiska vnější tahovou silou silou je třeba provádět v místech zesílení; • tahová síla musí být orientovaná na straně žebra (vpravo – dobře)


Návrh konstrukce odlévaných desek

• desky stejné tloušťky se při výrobě vždy deformují; • desky musí obsahovat žebra

a) – špatně, b) – lépe c) - výborně


Konstrukce odlitků pro obrábění • obrábění velkých ploch je nákladné; • lze provádět konstrukční úpravy; • je nutné volit jednoducho konstrukci pro snadné upevnění k obráběcímu stroji;


Konstrukce odlitků pro obrábění

• je nutné situovat směry předlitých děr tak, aby obrábění zachovalo směr svislý nebo vodorovný, • Při jiných směrech je třeba vychylovat řezný nástroj od standardní polohy (svislá, vodorovná)


Charakteristika slévárenství Literatura:

[1] NOVÁ, I.: Technologie I. [Skripta], FS-TU v Liberci 2006. [2] MICHNA, Š., NOVÁ, I.: Technologie zpracování kovových materiálů. 1. vyd. Adin Prešov, 2008. [3] VETIŠKA, A.: Teoretické základy slévárenské technologie. 1. vyd. Praha 1974.

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

Recommend Documents