|
Proiect de diploma - Palete redirectoare
Proiect de diplom` Absolvent : eucata Tema proiectului:
Structura proiectului:
Data primirii temei Data pred`rii proiectului ..................... ................................. Conduc`tor Absolvent Introducere Scurt istoric al activit`]ii de turnare a metalelor Metoda de ob]inere a pieselor prin turnare este cunoscut` de mult timp, fiind una dintre cele mai vechi ramuri ale tehnicii. Aceasta se explic` prin faptul c` de[i procesul tehnologic de formate-turnare cere multe cuno[tin]e tehnice, totu[i utilajul necesar a putut s` fie accesibil omului \nc` din cele mai vechi timpuri. Descoperirile arheologice au furnizat date pre]ioase asupra evolu]iei produc]iei de piese turnate. Unele obiecte de art` p`strate pan` \n prezent sunt de o m`iestrie care uime[te chiar [i pe speciali[tii din zilele noastre. Astfel, ca exemple din cultura universal` merit` s` fie citat` statuia zei]ei Atena – Promachos a lui Phidias, \nalt` de 16 m. Asirienii foloseau bronzul pentru turnarea obiectelor de art` \n secolul IX i.e.n., iar chinezii turnau piese din font` \nc` din secolul IV i.e.n. Aici se g`se[te statuia unui leu \nalt` de 6,1 m [i lung` de 5,5 m, turnat` din font` \n anul 974 al erei noastre.
Merit` s` fie citat \n mod special Colosul din Rhodos, statuie uria[` din bronz, care a fost amplasat` \n portul cu acela[i nume, ce reprezint` pe Helios, zeul soarelui. Statuia, considerat` una din cele [apte minuni ale antichit`]ii a fost \n`l]at` \ntre anii 292-280 i.e.n. S-a scufundat \n mare \n anul 224 i.e.n, \n urma unui cutremur. Descrierile contemporane \i atribuie o \n`l]ime de circa 32 m, ceea ce este de-a dreptul impresionant, ]inand seama de epoca \n care s-a realizat.
|n anul 1554 a fost turnat \n Rusia un tun din font` cu calibrul de 650 mm, iar \n 1620 s-a turnat tunul “]ar” cu o mas` de circa 40 t. |n anul 1689 s-a turnat la Rostov renumitul clopot “Sisoi”, cu masa de circa 32 t, iar mai tarziu s-a turnat un clopot de 130 t. Capodopera turn`toriei ruse este “Clopotul - ]ar” turnat \n anul 1734, care cant`re[te circa 200 t.
|n 1782 s-a turnat la Petersburg statuia “C`l`re]ul de aram`” cu \n`l]imea de 10 m [i cu masa de circa 12t; lucr`rile necesare pentru preg`tirea formei au durat [ase ani, iar turnarea [i cizelarea, doi ani. Dac` ]inem seama de faptul c` turnarea unor piese avand dimensiunile, masa [i complexitatea celor descrise reprezint` o problem` tehnic` foarte complicat` chiar [i pentru speciali[tii zielor noastre, rezult` c` meritele \nainta[ilor no[tri sunt cu atat mai mari deoarece au realizat aceste capodopere tehnico-artistice \n condi]ii rudimentare, corespunz`tor stadiului tehnicii din perioada respectiv`.
Speciali[tii turn`tori din timpurile \ndep`tate au \ntampinat greut`]i atat la ob]inerea unui aliaj lichid \n cantitate [i de calitate corespunz`toare, cat [i la ob]inerea formei necesare pentru turnarea aliajului. La \nceput, formele se executau din piatra – gresie – prin cioplire. Piesele erau simple. Se turnau varfuri de l`nci precum [i diverse obiecte de uz casnic. O form` din piatr` (gresie) se putea folosi la mai multe turn`ri f`r` s` mai fie necesar` repararea ei. Mai tarziu, pentru turnarea pieselor complicate se executau forme din argil` care se uscau. Modelele folosite erau din cear`. |nainte de turnare, formele se \nc`lzeau pan` la temperatura de circa 95O0C pentru a arde restul de substan]e organice [i a asigura umplerea mai u[oar` a formei. Ca regul` general`, formele mari se pun lang` cuptorul de topire a aliajului, iar turnarea se f`cea direct din cuptor, prin intermediul unui jgeab care mergea pan` la form`. Caracteristice pentru formarea \n argil` erau productivitatea mic` [i procesul lung de fabrica]ie, motiv pentru care se mai numea [i metoda lenta de formare.
Cre[terea necesarului de piese turnate \n ]`rile \n care industria se dezvolta rapid, ca urmare a noilor descoperiri [i a dezvolt`rii construc]iei de ma[ini (inventarea ma[inii cu abur etc.) precum [i apari]ia fontei ca aliaj de turn`torie au f`cut ca treptat metoda lent` de formare s` nu mai corespund` nici ca productivitate, nici ca pre] de cost.
Ca urmare a noilor cerin]e [i condi]ii create, formarea \n argil` a fost \nlocuit` de formarea cu model de amestecuri de formare pe baz` de nisip cuar]os [i argil`, a[a numita metod` rapid` de formare.
Trecerea la fabricarea \n mas` a pieselor, \n urma puternicei dezvolt`ri industriale ulterioare, a determinat apari]ia de utilaje de formare [i metode de turnare moderne, cum sunt: ma[inile de format, turnarea \n forme metalice statice, turnarea sub presiune [i turnarea \n forme speciale cu modele fuzibile, turnarea centrifugal` \n forme metalice. Ob]inerea pieselor metalice prin turnare Procedeul clasic de confec]ionare a formelor de turnare |n componen]a utilajelor [i ma[inilor intr` o serie numeroas` de piese, realizate prin prelucr`ri mecanice de a[chiere, sudare, deformare plastic` sau sinterizarea din pulberi mecanice; poderea majoritar` o are \ns` procedeul de turnare care face posibil` ob]inerea de piese de forme deosebit de complexe, dintr-o gam` larg` de familii de aliaje.
Teoria [i principiul metodei experimentale.
Ob]inerea pieselor prin turnare este simpl`. Se cunoa[te din fizic` faptul c` orice lichid turnat \ntr-un vas, sub ac]iunea gravita]iei dobande[te configura]ia cavit`]ii interioare a vasului, indiferent de complexitatea acesteia. Dac` lichidul turnat \n vas, din anumite motive, trece din stare lichid` (\[i schimb` starea de agregare, se solidific` - \nghea]`), atunci configura]ia dobandit` prin turnare se men]ine [i la scoaterea lui \n afara vasului. |n cazul turn`rii, lichidul este topitura metalic`, iar vasul – forma de turnare. O pies`, un reper (corp metalic cu o anumit` configura]ie interioar` [i exterioar`, dimensiuni, material metalic, particularit`]i func]ionale, de montare [i de exploatare, destina]ie) se poate confec]iona, \n principiu, prin urm`toarele procedee de fabrica]ie:
a) preluc`ri mecanice (a[chieri = strunjire, frezare, rabotare, mortezare [i g`uriri); b) deform`ri –plasice la rece [i la cald (forj`ri = matri]are, trefilare [i lamin`ri); c) turnare; Dintre aceste procedee, ponderea cea mai mare o au metodele de turnare, deoarece acestea pot duce la ob]inerea unor piese foarte complicate, nerealizabile prin nici un alt proces tehnologic.
Procesul tehnologic de fabricare a unei piese comport` urm`toarele faze:
|n cazul ob]inerii prin turnare a unui reper, procesul tehnologic are la baz` desenul de pies` finit` din care rezult`:
|n general piesa finita are anumite suprafe]e cu un grad ridicat de netezime (rugozitate mic`) care nu poate fi ob]inut direct din turnare, ci se realizeaz` \n urma unei prelucr`ri mecanice pe ma[ini-unelte. Pentru a se ob]ine dimensiunile finale ale piesei finite, de[i prin prelucrarea mecanic` se \ndep`rteaz` o cantitate de material, piesa turnat` trebuie s` fie prev`zut` pe suprafe]ele respective cu un adaos de prelucrare corespunz`tor. De multe ori, \n afara adaosului de prelucrare, piesa turnat` este prev`zut` [i cu un adaos tehnologic, care fie c` serve[te la simplificarea procesului de turnare, fie la cel de prelucrare mecanic` sau tratament termic ulterior. Piesa aceasta poart` denumirea de piesa brut turnat`. Dimensiunile sale sunt majorate comparativ cu ale piesei finite [i configura]ia mai simpl`, f`r` anumite orificii, canale, modific`ri de diametre etc., care sunt ob]inute prin prelucr`rile mecanice ulterioare. |n cazul procedeului clasic de turnare, piesa brut turnat` se ob]ine \ntr-o form` de turnare prev`zut` cu o cavitate – amprent` de configura]ie corespunz`toare piesei, unde se toarn` aliajul lichid. Configura]ia adecvat` a amprentei din form`, conduce la ob]inerea, dup` solidificarea aliajului lichid, a exteriorului piesei brut turnate; cavit`]ile interioare ale acesteia sunt ob]inute cu ajutorul unor miezuri montate \n interiorul amprentei. Cavitatea – amprent` din forma de turnare se realizeaz` cu ajutorul unui model, iar miezul sau miezurile sunt ob]inute cu ajutorul unor cutii de miez. Totalitatea modelelor, cutiilor de miez [i SDV-urilor ([abloane, dispozitive auxiliare) care servesc la turnarea unui anumit reper, formeaz` garnitura de model. Extragerea modelului din form`, dup` executarea opera]iei de formare, poart` denumirea de demulare; pentru executarea demul`rii, f`r` deteriorarea formei, \n general, modelul este sec]ionat [i se lucreaz` cu dou` semimodele care servesc la confec]ionarea celor dou` semiforme: inferioar` [i superioar`. Similar, cutia de miez este sec]ionat` adecvat sau are constructiv prev`zute anumite p`r]i deta[abile care s` permit` extragerea miezului, dup` confec]ionarea lui. Mai rar, [i la turnarea unui num`r mic de piese din acela[i reper, miezul poate fi ob]inut [i din dou` jum`t`]i lipite apoi \ntre ele \n afara cutiei de miez. Cele dou` semimodele, jum`t`]ile de cutie de miez sau p`r]ile deta[able sunt prev`zute pentru asamblarea demontabl` a lor cu cepuri [i g`uri de ghidare. Forma este confec]ionat` din amestec de formare, iar miezul din amestec de miez, ambele amestecuri fiind preparate dintr-un material granular sau pulvenulent refractar (de obicei nisipul cuar]os) [i un liant. Cele dou` semiforme au comun un plan sau o suprafa]` de separa]ie. Men]inerea amestecului de formare se realizeaz` cu ajutorul unor cadre metalice numite rame de formare. Pentru o form` cu un singur plan de separa]ie este necesar` o singur` pereche de rame. Asmanblarea demontabil` la o pereche de rame se face prin intermediul unor tije de centrare [i respectiv buc[e de ghidare. Rigidizarea [i fixarea ramelor \mpotriva desfacerilor accidentale se realizeaz` cu ajutorul unor umeri care sunt stran[i cu bride. Pentru manipulare [i transport ramele sunt prev`zute cu manere [i butoane. Piesele foarte mari, unicat, sunt turnate \n solul turn`toriei, \ntr-o groap` de turnare special amenajat`. |n acest caz, la partea superioar`, pe sol, se monteaz` nmai o singur` semiform` denumit` capac. Piesele de mic` importan]` [i care nu necesit` precizie dimensionl` ridicat` (de exemplu: greut`]i de consolidare, gr`tare, arm`turi etc.) pot fi turnate f`r` capac, cu suprafa]a aliajului liber`. |n acest caz, grosimea peretelui superior este dat` de cantitatea de aliaj lichid turnat` Montarea miezurilor \n semiforme se realizeaz` cu ajutorul unor proeminen]e adecvate numite m`rcile miezului care se introduc \n loca[ul m`rcii din cavitatea (amprenta) formei. M`rcile miezului sunt ob]inute odat` cu acesta \n cutia de miez care, pe lang` partea activ` care serve[te la realizarea miezului propriu-zis, este prev`zut` [i cu m`rcile cutiei de miez. Similar, modelul are m`rcile modelului pentru ob]inerea loca[ului m`rcii \n semiform`. |n cazul miezurilor de lungime mare, pentru a preveni deformarea sau ruperea sub propria greutate sau \n cazul existen]ei pericolului deplas`rii miezului de turnare la montarea acestuia \n form` se utilizeaz` supor]ii de miez, de form` [i dimensiuni adecvate; dup` turnare, ace[tia sunt \ncorpora]i de aliajul lichid [i r`man \n grosimea peretelui respectiv. La o form` cu multe miezuri la montarea acestora [i pentru controlul distan]ei dintre miezuri, sau fa]` de pere]ii formei, sunt utilizate [abloane de control de l`]ime egal` cu grosimea de perete a viitoarei piese. Semiformele sunt prev`zute cu un sistem de canale care servesc la umplerea cavit`]ii-amprent` cu aliaj lichid, la separarea zgurei, la solidificarea corect` a piesei [i la evacuarea gazelor [i aerului din form`, pe m`sura umplerii acestuia. Acest sistem formeaz` re]eaua de turnare. Din oala de umplere aliajul lichid se toarn` \n form` prin palnia de turnare, coboar` sub ac]iunea for]ei de gravita]ie \n piciorul palniei, trece apoi \n canalul de distribu]ie [i intr` \n cavitatea –amprent` prin canale alimentatoare. Dup` solidificare [i dezbatere (scoaterea piesei brut turnate din forma de turnare), re]eaua de turnare se \ndep`rteaz` (prin rupere sau prin t`iere). Pentru aceasta, lang` pies`, canaul alimentator se prevede cu o [trangulare; sec]iunea minim` a [trangul`ri, care corespunde locului pe unde cavitatea a fost alimentat` cu aliaj lichid, poart` denumirea de atac. Gazele degajate la contactul aliaj lichid-amestec de formare [i amestec de miez, precum [i aerul din cavitatea – amprent` se evacueaz` \n primul rand prin porii formei, prin canalele de ventilare practicate \n mod special atat \n form` cat [i \n miez, precum [i prin canale speciale de sec]iune mai mare executate \n semiforma superioar` numite r`sufl`tori, care fac leg`tura \ntre nivelul cel mai ridicat al cavit`]ii – amprent` [i atmosfer`. La aliajele cu coeficient de contrac]ie mare, pe traseul canalelor re]elei de turnare sau direct \n leg`tur` cu cavitatea – amprent`, se prev`d cavit`]i de form` adecvat`, cu sec]iunea transversal` mai mare decat sec]iunea cea mai groas` a piesei \n zona respectiv` pentru a se solidifica dup` terminarea solidific`rii piesei; dup` umplerea cu aliaj lichid aceste rezervoare de metal numite maselote servesc la umplerea cu aliaj lichid a golului de contrac]ie numit retasur`. |n final, se va ob]ine o pies` turnat` s`n`toas`, restaurat` total` (corespunz`toare atat cantit`]ii de aliaj lichid a piesei, cat [i a maselotei) formandu-se numai \n maselot`. Dup` solidificare, maselotele sunt \ndep`rtate prin rupere sau t`iere. Atat maselotele cat [i r`sufl`toarele servesc [i la colectarea zgurei, care, datorit` densit`]ii mai mici decat a aliajului lichid plute[te deasupra acestuia. La aliajele cu tendin]` mare de spumare la turnare [i la care nu exist` o diferen]` accentuat` \ntre densit`]ile zgurei [i aliajului propriu-zis, pe traseul canalelor de turnare se monteaz` filtre de zgur` sau re]eaua de turnare se prevede constructiv cu un canal colector de zgur`, de sec]iune [i lungime adecvat` care s` conduc` la separarea zgurii \n timpul curgerii aliajului lichid prin el. |n general, filtrele de zgur` se monteaz` la baza piciorului palniei de turnare, iar canalul colector de zgur` se construie[te dup` acesta. Turnarea prin palnie se execut` pan` cand, pe principiul vaselor comunicante, aliajul lichid umple r`sufl`toarele sau maselotelor; \n acest moment \nseamn` c` amprenta din form` este umplut` cu aliaj lichid. Din cauza presiunii metalostatice a aliajului lichid [i a diferen]ei mari dintre densit`]ile amestecului de formare [i aliajului, semiforma superioar` tinde s` fie ridicat` [i aliajul lichid s` se scurg` prin planul de separa]ie. De asemenea miezurile montate gre[it sau cu m`rci necorespunz`toare sunt ridicate de c`tre aliajul lichid. Pentru evitarea acestor fenomene care ar duce la rebutarea piesei, forma, \nainte de turnare, se \ngreuneaz` cu greut`]i de consolidare, propor]ionale ca m`rime cu cantitatea de aliaj tuirnat, cu configura]ia piesei [i pozi]ia acesteia \n form`. Pentru a evita distrugerea miezurilor [i a formei [i pentru a nu utiliza amestecuri cu rezisten]` mecanic` specific` foarte mare care ar necesita utilizarea de lian]i scumpi, la confec]ionarea acestora se pot utiliza schelete metalice sau elemente de \nt`rire, \ncorporate \n amestecul de formare sau miezuire [i numite arm`turi. Tot pentru sc`derea costului, fiorma, \n general, se execut` din dou` calit`]i de amestec – o calitate superioar` numic amestec de model pentru zonele care vin \n contact direct cu aliajul lichid [i o calitate inferioar`, numnit amestec de umplere pentru restul formei. Confec]ionarea formei [i miezurilor se face prin opera]ia de \ndesare care se execut` manual sau mecanizat, \n func]ie de configura]ia piesei [i de necesarul de buc`]i ; la formarea mecanizat` se utilizeaz` un singur tip de amestec numit amestec unic de formare. Piesele mici se toarn` direct \n formele astfel executate. Opera]ia este cunoscut` sub denumirea de turnare la crud ; pentru piesele mijloci [i mari la care amestecul necesit` rezisten]e mecanice mari, formele sunt \n prealabil uscate. Din cauza solicit`rilor termice deosebite, \n general, miezurile sunt utilizate numai \n stare uscat` la amestecurile care se auto-\nt`resc cu lian]i ca: r`[inile sintetice, cimentul, silicatul de sodiu. Miezurile [i formele nu mai sunt uscate dec\t dac` se vopsesc cu vopsele refractare de tipul solu]iilor apoase. B. Desf`[urarea determin`rii:
Sunt necesare:
cutie de miez ;
b) Modul, etapele de lucru [i succesiunea opera]iilor pentru efectuarea determin`nilor: 1. Preg`tirea locului de munc`, procurarea materialelor [i uneltelor necesare. Placa de formare se a[eaz`, \n pozi]ie orizontal`, la cca 1,5 m distan]` de amestecul de formare, iar uneltele de formare se plaseaz` la \ndeman`, avandu-se grij` s` nu \mpiedice circula]ia \n jurul pl`cii [i s` nu fie acoperite cu amestec de formare \n timpul lucrului. Uneltele mici vor fi ]inute \n trus`, de unde se vor lua la nevoie, urmand ca dup` \ntrebuin]are s` fie reintroduse \n acela[i loc. 2. Se cur`]` modelul, \ndep`rtand de pe suprafe]ele sale, cu ajutorul unei perii sau unei buc`]i de bumbac, praful [i amestecul de formare r`mas de la form`rile anterioare. Se verific` corecta montare [i centrarea celor dou` semimodele [i, dac` este cazul, se \ndep`rteaz` amestecul p`truns \n orificiile de ghidare. 3. Se a[eaz` pe plan[et` rama inferioar`, cu urechile cu g`urile de centrare spre plan[et` (\n jos). In interiorul acestei rame se centreaz` semimodelul prev`zut cu orificii de ghidare, a[ezandu-l cu suprafa]a de separa]ie pe plac`. Cu ajutorul unui s`cule] de panz` scuturat deasupra, se pudreaz` modelul [i plan[eta cu pudr` de izola]ie (praf de licopadiu).
4. Folosind ciurul, se cerne \n ram` amestecul de model astfel \ncat s` acopere modelul \n toate p`r]ile, apoi se \ndeas` cu varful degetelor, insistandu-se \n special \n p`r]ile modelului cu configura]ia mai complicat`. Grosimea stratului realizat din amestec de model va fi de cca 2o — 3o mm. 5. Cu lopata, se introduce \n ram` amestec de umplere, \n straturi succesive de aproximativ 120 mm grosime. Amestecul se \ndeas` cu ajutorul b`t`toarelor pornind de la marginile semiformei c`tre centrul ei. S-a constatat din practic`, c` la \ndesarea straturilor de amestec cu grosimea mai mare de 120 mm se ob]ine un grad de \ndesare neuniform pe \n`l]imea ramei (modelului). La \ndesarea straturilor mai sub]iri, de[i gradul de \ndesare este mai uniform, apare dezavantajul unui consum ridicat de lucru mecanic, deoarece o parte din energia cinetic` a b`t`torului este preluat` de stratul \ndesat anterior sau de plan[et`. Amestecul de formare poate fi \ndesat diferit, mai tare sau mai slab, \n func]ie de natura aliajului ccare se toarn` [i de dimensiunile piesei. Prin \ndesare, greutatea specific` a amestecului cre[te, ajungand la 1,4....1,7 daN/dm3, fa]` de cca 1,2 daN/dm3 \n stare afanat`. Lang` pere]ii ramei \ndesarea se face mai puternic, folosind partea \ngust` a b`t`torului, ob]inandu-se astfel o bun` aderen]` \ntre amestecul de formare [i ram`. Deasupra modelului, amestecul se \ndeas` mai slab, pentru a nu se mic[ora permeabilitatea [i pentru a nu se deteriora modelul. La partea superioar` a semiformei \ndesarea se face fobosind partea lat` a b`t`torului. 6. Surplusul de amestec de formare se \ndep`rteaz` prin r`zuire cu ajutorul unei rigle de lemn (r`zuitor), ghidat` pe marginile superioare ale ramei. Se ob]ine astfel o suprafa]` plan` necesar` pentru a[ezarea corect` a semiformei pe plan[et` sau pe patul de turnare. 7. Cu ajutorul vergelei de o]el se execut` canalele de aerisire, avand rolul de a u[ura evacuarea gazelor degajate \n timpul turn`rii. Dac` gazele degajate nu sunt evacuate repede din form` ele pot provoca rebutarea piesei turnate prin apari]ia defectelor de tip sufluri. Gazele provin din aerul care se g`se[te \n cavitate, din metalul lichid, din evaporarea apei aflat` \n formele crude [i din descompunerea sau arderea unor substan]e [i impurit`]i aflate \n amestecul de formare, \n miezuri, etc. Canalele de aerisire p`trund \n form` pan` la distan]` de 2o — 30 mm de suprafa]a modelului. Nu este permis` \n]eparea modelului cu vergeaua de o]el, fiindc` i se deterioreaz` suprafa]a de lucru [i se creaz` posibilitatea scurgerii prin canalele de aerisire a metalului turnat \n cavitatea formei. 8. Folosind manerele ramei, se \ntoarce semiforma interioar` cu 1800 [i se a[eaz` pe placa de formare cur`]at` de amestec, cu suprafa]a de separa]ie \n sus. Suprafa]a de separa]ie se neteze[te [i se repar` dac` este cazul, cu ajutorul troilei [i al lan]etei. 9. Se asambleaz` modelul, centrand partea prev`zut` cu capuri peste cealalt` parte, aflat` \n semiforma inferioar` [i se pudreaz` cu pudr` de izola]ie atat modelul cat [i \ntreaga suprafa]` de separa]ie. 10. Se monteaz` rama superioar`, centrand-o fa]` de cea inferioar`, apoi se a[eaz` \n form` modelele re]elei de turnare (piciorul palniei, eventual canalul de distribu]ie) [i modelele r`sufl`toarelor.
Se recomand` ca re]eaua de turnare s` fie astfel amplasat` \ncat alimentatoarele s` aib` o lungime de cca 30 mm [i s` conduc` metalul \n cavitatea formei paralel cu peretele sau nervura piesei. |n felul acesta metalul va curge mai lin [i va sp`la mai pu]in forma. De asemenea, se recomand` ca metalul s` fie introdus \n por]iunea \n care piesa are pere]i sub]iri [i r`cirea ei este interzis`. Procedand \n acest mod piesa se va r`ci mai uniform, mic[orandu-se tensiunile interne, deforma]iile [i retasurile. Modelele r`sufl`toarelor se asambleaz` \n por]iunile cele mai \nalte ale piesei. Pentru piese simple pot fi a[ezate direct pe suprafa]a de separa]ie. 11. Se introduce [i se \ndeas` amestecul de model [i amestecul de umplere, procedand \n acela[i fel ca [i la semiforma inferioar`. Modelele piciorului palniei de turnare [i r`sufl`toarele vor fi men]inute \n pozi]ia vertical`. 12. Se \ndep`rteaz` surplusul de material [i se execut` canalele de aerisire. 13. Cu ajutorul lan]etei se taie palnia de turnare cu cupa respectiv` [i palniile r`sufl`toarelor, apoi se extrag din form` modelele piciorului palniei [i r`sufl`toarelor. Suprafa]a interioar` a palniei de turnare va fi bine netezit`, racordand col]urile, pentru ca metalul turnat s` nu spele amestecul de formare, antrenandu-l \nspre cavitatea formei. 14. Se deschide cu aten]ie forma a[ezand al`turi ambele semiforme cu suprafa]a de separa]ie \n sus, pe placa cur`]at` \n prealabil. De pe semiforma inferioar` se \ndep`rteaz` (prin suflare) amestecul de formare c`zut prin piciorul palniei de turnare. Semiforma superioar` a copiat \ntocmai suprafa]a de separa]ie a semiformei inferioare (reprezentand de fapt negativul ei) [i etan[eaz` perfect forma \n aceast` suprafa]`. Nu este permis ca, \n aceast` faz`, s` se execute netezirea suprafe]elor de separa]ie, fiindc` se creaz` un spa]iu \ntre cele dou` semiforme. Datorit` acestui spa]iu, metalul lichid poate curge \n afar`, sau se ob]in piese cu bavur` exagerat de mare. 15. |n semiforma inferioar` se execut` alimentatoarele, t`ind [i netezind amestecul de formare cu ajutorul lan]etei. Se une[te astfel canalul de distribu]ie (sau piciorul palniei de turnare) cu cavitatea formei, ob]inandu-se [i sec]iunea corespunz`toare a por]iunilor de atac. Dac` r`sufl`toarea este plasat` \n suprafa]a de separa]ie, piciorul ei se une[te cu cavitatea formei printr-un canal similar cu alimentatorul. Opera]iunile men]ionate se execut` numai in semiforma inferioar`. 16. Opera]ia de demulare, care urmeaz`, trebuie s` fie executat` cu deosebit` grij`. La \nceput se umeze[te cu pensula amestecul de formare din vecin`tatea modelului apoi, folosind ciocanul de lemn, se introduce carligul de demulare \n orificiul corespunz`tor al jum`t`]ii de model. Se bate u[or carligul \n plan orizontal, dup` mai multe direc]ii, l`rgind astfel pu]in cavitatea formei [i deta[and amestecul de formare de model. |n sfar[it, modelul se scoate cu mana din form`, ridicandu-l atent cu carligul de demulare. Similar se procedeaz` pentru p`r]ile de model din cele dou` semiforme. Eventualele mici repara]ii [i extragerea amestecului c`zut \n cavitatea formei se vor executa cu uneltele de formare din trus`. 17. Pan` \n prezent au fost executate complet cele dou` semiforme. Urmeaz` opera]ia de asamblare a formei, care const` \n centrarea semiformei superioare peste cea inferioar`. Este necesar s` se verifice ca montarea s` se fac` corect, cu cele dou` cavit`]i una peste alta [i nu rotite cu 1800 Ia plan orizontal. Semiforma superioar` se rabate aparte [i apoi se aduce peste cealalt`. |n felul acesta, buc`]ile de amestec care se desprind din ea, cad pe sol [i nu deterioreaz` semiforma inferioar`. Dac` este cazul, \nainte de asamblare se pudreaz` forma cu pudr` refractar` [i se monteaz` miezurile. |n vederea turn`rii, formele asamblate se aliniaz` pe patul de turnare [i se balasteaz` cu greut`]i. 18. La \ncheierea lucrului, se cur`]` [i se pun la loc plan[eta, modelul [i uneltele folosite. Amestecul de formare \mpr`[tiat se reintroduce \n gr`mad`. 7 1. FLUXUL TEHNOLOGIC DE FABRICARE PRIN TURNARE A REPERULUI ,,PALETA DIRECTOARE” |n urma efectu`rii studiului practic, \n turnatoria de o]el Kvaerner IMGB din Bucure[ti am concluzionat c` etapele principale ale fluxului tehnologic de fabricare prin turnare a reperului “Paleta directoare” sunt: 1) Studiul documenta]iei tehnice care apar]ine de reperul “Paleta directoare”; 2) Intocmirea documentatiei tehnologice de turnare; 3) Execu]ia garniturii de model; 4) Preg`tirea locului de munc` [i \nceperea opera]iei tehnologice de formare; 5) Verificarea [i repararea semiformelor de turnare; 6) Vopsirea semiformelor cu vopsea refractar`; 7) Asamblarea semiformelor; 8) Transportul [i a[ezarea formei \n zona de turnare, pe ,,patul” de turnare 9) Asigurarea [i \ngreunarea formei; 10) Elaborarea (“topirea”) m`rcii de o]el necesar` reperului “Paleta directoare”; 11) Turnarea o]elului lichid \n forma de turnare; 12) R`cirea \n form` a piesei turnate; 13) Dezbaterea (scoaterea) piesei turnate din forma de turnare; 14)T`ierea (deta[area de piesa turnat` a maselotelor [i re]elei de turnare; 15) Tratamentul termic al piesei turnate; 16) Cur`]irea final` a piesei turnate; 17) Verific`ri de laborator; 18) Prelucr`ri mecanice de ebosare 19) Controlul nedistructiv (CND) al piesei turnate ([i ebosata); 20) Excavarea eventualelor defecte depistate la opera]ia de CND; 21) Remanierea prin sudare a defectelor de turnare; 22) Tratamentul termic de detensionare a piesei turnate [i remaniat`; 23) Prelucrari mecanice finale (sau finisare); 24) Livrarea piesei la beneficiar.
|n continuare voi face scurte preciz`ri asupra fiec`rei opera]ii principale a fluxului tehnologic de turnare: 1) Documenta]ia tehnic` se compune din:
-desen de execu]ie; -condi]ii tehnice (caiet de sarcini); -standarde tehnice - \n cazul de fa]` - ASTM/’98; -planul de inspec]ii, verific`ri [i control; -proceduri de lucru interne. Toate aceste documente sunt studiate cu aten]ie de catre inginerul tehnolog \nainte de a \ncepe proiectarea tehnologic`. 2) |n urma studiului tehnic, tehnologul stabile[te:
- Ce fel de turnare va fi - in cazul acestui reper este ,,serie”; - tipul de formare - \n cazul acestui reper este ,,formare \n miezuri” - stabile[te contrac]ia o]elului \n func]ie de compozi]ia chimic` a acestuia [i de geometria piesei - \n cazul nostru - 1,5%; - planul de separa]ie al modelului; - pozi]ia piesei \n timpul turn`rii; - stabile[te adausele de prelucrare [i tehnologice; - calculeaz` maselotele [i locul lor de amplasare; - calculeaz` re]eaua de turnare; - proiecteaz` desenele: - de model, - tehnologic de turnare ,- de piesa brut turnat`; - proiecteaz` [abloanele de control al modelului [i formelor. |n cazul de fa]` s-au proiectat [i dou` ,,rame – gr`tar”; - stabile[te itinerariul tehnologic [i punctele de control. La \ntocmirea tehnologiei, tehnologul s-a folosit de un calculator personal performant, de un progam de calcul al maselot`rii, de dou` programe de desenare pe calculator, Autocad [i Proengineer. Rezultatul este o tehnologie performant` asistat` de calculator. 3) Modelul s-a executat din lemn de tei uscat, din dou` jumat`]i amplasate pe doua pl`ci port-model metalice, conform desenului de model; 4) Se aduc \n atelierul ,,formare”: garnitura de model, ramele gr`tar, sculele de formare. Pe placa de model se a[eaz` rama-gr`tar [i totul se strange \ntr-un cadru din pl`ci de lemn (pere]ii laterali ai cutiei de miez). Se umple aceast` ,,cutie”cu amestec de formare; mai \ntai cu amestec de model pe baza de nisip de cromit, stratul avind o grosime de circa 50 mm [i apoi se umple cutia cu amestec de umplutur`, acesta fiind pe baz` de nisip cuar]os. Amestecul de formare se compune din nisip cuar]os sau cromitic, liant fenolit [i pentru \nt`rire un acid de tip benzen-sulfonic. Acest amestec este auto\nt`ritor. Prepararea amestecului se face \ntr-un minimix performant dirijat de un calculator propriu. Re]eta amestecului este sigur` [i constant`. Dup` \nt`rire, se extrage modelul din semiform` (\n cazul nostru practic un miez) – opera]ia aceasta numindu-se demulare. Se procedeaza identic cu cea de-a doua cutie de miez (a doua jumatate de model) numai c` aici amplas`m (construim) re]eaua de turnare, compus` din tubulatura ceramic`; |n ambele semiforme se \mbrac` modelele maselotelor cu c`r`mizi termoizolante. Acestea vor constitui captu[eala termoizolant` a maselotelor; 5) Se poate \ntampla ca la demulare s` se rup` mici buc`]i din forma sau ca \n anumite zone amestecul s` nu fie \ndesat suficient. Aceste zone de form` se repar` cu amestec de formare proasp`t sau se lipesc buc`]ile \ntregi cu clei de turn`torie [i se fixeaz` cu cuie. Aceast` opera]ie se nume[te repararea formei. 6) Formele [i miezurile se vopsesc cu o vopsea special` de turn`torie compus` dintr-o componenta refractara cu granula]ie fin`, de obicei f`ina de zirconiu, un solvent - \n cazul nostru alcool [i diverse adaosuri pentru stabilitatea suspensiei, pentru aderen]a la forma, etc.
Stratul de vopsea are rolul de a proteja suprafa]a formei de socul termic datorat temperaturii o]elului lichid (15800C) [i deci de a \mpiedica formarea aderen]elor termice pe piesa turnat`. Tot vopseaua, datorit` fine]ii ei nu las` s` patrund` \n o]el gazele rezultate din arderea liantului amestecului de formare, gaze ce ar genera \n piesa turnata mici goluri numite sufluri, defecte ce ar genera remanieri costisitoare sau chiar rebutarea acesteia;
7) Se monteaz` ,unul peste altul, cele dou` miezuri cu ajutorul ghidajelor special amplasate \n cele dou` miezuri. Acest ansamblu constituie acum forma de turnare. 8) Forma se transport` (f`r` [ocuri mecanice) \n zona de turnare a formelor [i se a[eaz` pe un loc drept acoperit cu un strat de amestec proasp`t de formare ce are rolul de a prelua denivel`rile terenului [i de a asigura forma \mpotriva posibilelor scurgeri de o]el pe la partea inferioara. 9) Formele se asigur` \mpotriva presiunii metatostatice (care ar putea s`lta semiforma superioar`, \n cazul de fa]` ar putea desface cele dou` miezuri) prin a[ezarea de greut`]i, corect calculate, pe semiforma superioar`. |n cazul nostru asigurarea s-a f`cut prin solidarizarea celor dou` semiforme (miezuri) prin sudarea ramelor-–gratar \ntre ele. 10) Elaborarea o]elului s-a f`cut \n cuptorul cu induc]ie cu capacitatea de 6,3 tone. |nc`rc`tura metalic`, regimul termic de topire, alierea cu feroaliaje, corec]iile la compozi]ia chimic`, temperatura de evacuare din cuptor sunt stabilite de tehnologut o]elar [i concretizate \n tehnologia de elaborare [i fi[a [arjei. O]elul se evacueaz` din cuptor numai dup` ce analiza chimica rapid` confirm` \ncadrarea \n compozi]ia chimic` tehnologic`. 11) Evacuarea o]elului lichid din cuptorul cu induc]ie \n oala de turnare se face prin basculare hidraulic` a acestuia. Oala de turnare are capacitatea de 6,5 tone. |n prealabil zid`ria refractar` a oalei a fost reparat` sau ref`cut` integral [i uscat`. |nainte de turnare, oala se pre\nc`lze[te la cel pu]in 7000C. Se ia temperatura o]elului din oala de turnare cu termocuplul de imersie, dac` temperatura este mai mare de 1580+10 0C se a[teapt` pan` ce temperatura scade pana la valoarea de 1580+100C. Oala este prevazut` cu un orificiu de evacuare de Ø 70 mm, diametru impus de tehnologia de turnare, \n cadrul calculului re]elei de turnare. Se aduce oala cu podul rulant deasupra formei, se centrez` oala a[a \ncat orificiul de evacuare sa fie pe centrul pilniei de turnare si cit mai aproape de aceasta. Se comand` deschiderea orificiului de evacuare. O]elul se scurge \n cavitatea formei umpland-o. Se indeparteaza oala de deasupra formei si se presara praf izolant (ISOTOP-A) pe suprafata maselotelor.
12) Piesa se las` s` se r`ceasca \n form` pan` la o temperatur` calculat` de tehnolog, \n cazul de fa]` <5000C. Aceasta temperatur` fere[te piesa de posibile cr`p`turi la cald, dar permite \nceperea opera]iei de t`iere a re]elei de turnare [i a maselotelor.
13) Se prinde forma cu caluri de hotel si cu podul rulant se duce in zona de dezbatere. Prin scuturare usoara se desprinde piesa bruta din forma de turnare si se duce in atelierul de curatire a piesebor. 14) Piesa find deja la o temperatura cuprinsa intre 300 si 5000C , se incepe taierea retelei de turnare si a maselotebor cu flacara oxi-gaz imbogatita cu pulbere metalica. Dac` temperatura piesei scade intre timp sub 3000C, piesa se introduce intr-un cuptor de tratament termic, pentru ridicare temperaturii peste 3000C si apoi se reia procesul de taiere. 15) Acum piesa se introduce in cuptorul de tratament termic unde se trateaza termic dupa o diagrama stabilita de tehnologul tratamentist in tehnologia sa, functie de calitatea otelului [i de grosimea de perete a piesei turnate. Aceast` pies` are un tratament termic de normalizare si revenire. Tratamentul termic are rolul de a imbunatati proprietatile mecanice ale otelului turnat, prin modificarea structurii metalice. De asemenea tratamentul termic omogenizeaz` structura metalica [i elimina tensiunile termice induse in pies` de c`tre contrac]ia de solidificare a otelului turnat. 16) Piesa racita dupa tratamentul termic se duce in atelierul de curatire a pieselor brut turnate. Aici piesa se curata de bavuri, de tunderul (arsura) de la tratamentut termic si de orice alte surplusuri metalice. Curatirea se face cu d`l]ile de craituire actionate de pistoale pneumatice, prin taiere electrica arc-aer si prin sablare cu nisip sau cu alice metalice. 17) La cur`]ire se deta[eaz` probele brute de pe piesa turnata si se trimit la laboratorul de incercari mecanice. Aici, din probele brute se prelucreaza mecanic epruvete pentru incercarile mecanice de tractiune si de rezilienta. Se executa o incercare la tractiune si 3 reziliente. Din span special prelevat prin gatuirea probei brute, se face analiza chimica finala pe cale umeda. Daca incercarile de laborator sunt bune, piesa se promoveaza la ebos. Daca insa una din incercani nu este buna, se reiau incercarile pe un alt lot de epruvete. In cazul in care valorile sint tot nesatisfacatoare, se reia tratamentul termic. Daca nici acest al doilea tratament nu conduce la rezultatele dorite piesa se rebuteaza. Incercarea la duritate se executa direct pe piesa. 18) In cadrul acestei sectii, piesa se traseaza, se contoleaza dimensional se prelucreaza mecanic prin aschiere. Dupa aceasta operatie, piesa ramine cu un adaos de prelucrare finala de 5mm in cazul paletei directoare. Acest adaos se lasa pentru a permite efectuarea operatiilor de CND, remanierea defectelor de turnare si detensionarea piesei dupa remaniere, fara a pune in pericol cotele dimensionale finale ale piesei, datorita unor deformatii termice. 19) Piesa revine in turnatorie pentru efectuarea controalelor nedistructive impuse de documentatia tehnica. Pentru a fi posibila aceasta operatie, suprafa]a piesei turnat` [i ebosata trebuie adusa la o rugozitate corespunzatoare aceasta facindu-se prin polizare cu discuri abrazive corespunzatoare. Paleta directoare se controleza cu lichide penetrante pentru depistarea defectelor de suprafata [i cu ultrasunete pentru depistarea defectelor interne. Zonele cu defecte se marcheaza cu vopsea. 20) Se elimina defectele prin polizare cu discuri abrazive sau cu freze metalice sau din piatra abraziva. Daca defectul este mai mare acesta se poate elimina electric cu arc-aer urmat de polizare. Se controleaza CND excavatiile, pentru a ne asigura ca am eliminat complet defectele. Se \ntocmeste harta de defecte.
21) Remanierea defectelor se face pnin procedeul de sudare cu arc electric. Electrozii de sudura, temperatura de preincalzire a piesei, etc. se stabilesc de catre tehnologul sudor. Paleta directoare se sudeaza cu electrozi Böhler Fox CN 13–4. Dupa flnalizarea remanierii, se polizeaza sudurile in vederea controlului nedistructiv al acestora, asa incit sa fim siguri ca nu avem defecte in sudura. 22) Dupa remaniere, piesa se introduce in cuptorul de tratament pentru detensionare, stiut find ca sudura introduce tensiuni termice in piesa remaniata. Temperatura si viteza de incalzire sau racire, timpul de mentinere au fost deja stabilite in tehnologia de tratament termic. 23) Piesa se trimite in sectia de prelucrari mecanice, unde piesa se aduce la cotele din desenul de piesa finita. Se masoara [i se intocme[te fisa de masuratori finala. 24) Piesa finita se ambaleaza conform cerintelor contractuale. Se intocmesc documentele de calitate cc insotesc piesa: certificatul de calitate si garantie insotit de buletinele de incercari mecanice, buletinele de control nedistructiv, fisa de masuratori. Paleta Directoare 1) UTILIZARE — acest reper face parte din ansamblul ROTOR hidroenergetic. 2) OBTINERE — in acest caz , ne propunem sa realizam reperul Paleta Directoare, prin procedeul de turnare clasica (in amestec de formare). 3) STAREA de utilizare — aceasta piesa o vom obtine pnin turnare, cu adause de prelucrare, adause ce vor fi indepartate si deci piesa va fi adusa in cotele de utilizare (conform desenului de pisa finita) prin procedee de prelucrare mecanica prin aschiere (strunjire si frezare in principal). 4) MATERIAL — piesa se toarna din otel \nalt aliat, ASTM A743 grad CA6NM, norma americana, insusita si omologata in Kvaerner-IMGB.
Acest o]el are urmatoarele caracteristici:
a) Compozitie chimica:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
