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1/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Tecnologia MeccanicaTecnologia MeccanicaUniversitUniversit di Bergamodi Bergamo
FacoltFacolt di Ingegneriadi Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria GestionaleCorso di Laurea in Ingegneria Gestionale
Anno Accademico 2010-2011
ESERCITAZIONE
Fonderia
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STRUTTURA ESERCITAZIONE:
- Richiami di Fonderia
- Dimensionamento del modello
- Dimensionamento sistema di alimentazione
- Dimensionamento del sistema di colata
Tecnologia MeccanicaTecnologia MeccanicaUniversitUniversit di Bergamodi Bergamo
FacoltFacolt di Ingegneriadi Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria GestionaleCorso di Laurea in Ingegneria Gestionale
Anno Accademico 2010-2011
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Si tratta di progettare: il modello la forma (in terra) pronta per la colata (riempimento e alimentazione)di un particolare meccanico, fornite le caratteristiche del materiale ed il disegno del prodotto finito rispettando la fattibilit del prodotto stesso, lestraibilit del modello dalla forma, la necessit di realizzare sottosquadri o fori passanti la necessit di progettare le anime e di dimensionare le portate danima.
Progettazione ciclo di fonderia
Richiami di fonderia
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Riepilogo delle problematiche
SottosquadriSottosquadriAnime e portate danimaForiFori
Filtri - Trappole - Sfiati
Riduzione tensioniAumento resistenza forma
Estraibilit del modello dalla formaLavorazioni successive
Formazione di cricche a caldo
Cavit di ritiroAlimentazioneAlimentazione
DimensionamentoSpinta metallostaticaCanale e attacchi di colataCanale e attacchi di colataAltri elementi
Scomposizione in piScomposizione in pi partiparti
RaccordiRaccordi
Angoli di spogliaAngoli di spogliaSovrametalloSovrametallo
Aspetti geometrici geometrici del modello e sua realizzabilitrealizzabilit
Attenzione alle variazioni di spessoreRaccordi - Dimensionamento
Tensioni di ritiro
Materozze - DimensionamentoRaffreddatori
RitiroRitiroFenomeni che hanno luogo durantela fase di raffreddamentola fase di raffreddamentoin fase liquida e solidain fase liquida e solida
Richiami di fonderia
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Il materiale versato nella cavit della forma, una volta solidificato e raffreddato completamente, presenter un volume minore di quello che
aveva al momento della colata. Per compensare questa contrazionevolumetrica si aumentano le dimensioni del modello (rispetto a quelle del
pezzo) di una quantit pari al ritiro previsto.
Ritiro
Valori medi di ritiro lineare (UNI 473)Valori medi di ritiro lineare (UNI 473)
Richiami di fonderia
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Generalmente un pezzo realizzato per fusione presenta sia un grado di finitura superficiale piuttosto scarso sia errori dimensionali e di forma. Risulta quindi necessario disporre, su dette superficie di un opportuno sovrametallo. Quindi il modello presenter,
rispetto al pezzo finito, dimensioni maggiori (se le quote sono relative a superficie esterne) e minori (se le quote sono relative a fori o, in generale, a superficie interne) di
una quantit pari al sovrametallo previsto.
Sovrametallo
Valori indicativi del sovrametallo (in mm) per getti in acciaio Valori indicativi del sovrametallo (in mm) per getti in acciaio realizzati mediante fusione in terra.realizzati mediante fusione in terra.
Richiami di fonderia
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SovrametalloValori indicativi del sovrametallo (in Valori indicativi del sovrametallo (in mmmm) per getti in ghisa ) per getti in ghisa
realizzati mediante fusione in terra.realizzati mediante fusione in terra.
Richiami di fonderia
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Disegno del Prodotto
Ghisa grigia
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ModelloSovrametallo su tutte le superfici: 3 mmRitiro: 1 %Angolo di sformo: 2
Richiami di fonderia
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1 Piano di divisione delle staffe
Sformo
Sformo
Pds
Richiami di fonderia
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2 Sovrametallo Ritiro SformiIl sovrametallo pu essere aggiunto o sottratto a seconda che si tratti di
superfici interne o esterne: dipende dal caso specificoIl ritiro va sempre aggiuntoGli sformi sono diversi fra superfici interne ed esternePer la realizzazione di fori o cavit interne si utilizzano le anime
Richiami di fonderia
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362610976547142467
36.3+3 +3+ 0.33026.2+3 +3+ 0.22010.1+3 -3+ 0.11096.9+3 +3+ 0.9Dia. 9064.7-3 -3+ 0.7Dia. 7046.4+3 +3+ 0.4Dia. 4014.2-3 -3+ 0.2Dia. 2024.3-3 -3+ 0.3Dia. 3066.6+3 +3+ 0.6Dia. 60
ModelloSovram.Rit.Dim.
Richiami di fonderia
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3 Realizzazione foroPer realizzare un foro necessario mettere nella cavit realizzata dal modello nella forma in terra, ununanimaanima che rappresenta il foro stesso. Questo significa che il modello modello pieno come se il foro non ci fossepieno come se il foro non ci fosse. Devono per essere previste delle portate dportate danimaanima che hanno lo scopo di sostenere lanima una volta inserita nella forma.
Passi:1) Dimensionare il foro tenendo
conto di ritiri e sovrametalli2) Dimensionare le portate danima3) Aggiungere le portate danima al
modello4) Disegnare lanima
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3636.3+3 +3+ 0.330
2626.2+3 +3+ 0.220
1414.2-3 -3+ 0.2Dia. 20
2424.3-3 -3+ 0.3Dia. 30
AnimaSovram.Rit.Dim.
Abbiamo gi visto le quote relative al pezzo che riportiamo Portate danima
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Modello finale
Raccordo pari al sovrametallo
Raccordo da tabella
Portata danima
Portata danima
Semimodello superiore
Semimodello inferiore
Richiami di fonderia
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Modello e anima tridimensionali
Semimodello superiore
Semimodello inferiore
Anima
Richiami di fonderia
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Forma allestita
Richiami di fonderia
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Grezzo di fonderiaRichiami di fonderia
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Esercitazione 25 marzo 2010Allievi Meccanici
Universit degli Studi di Bergamo Facolt di Ingegneria
TemaSi studi la realizzazione del componente descritto nel disegno,
ottenuto mediane fusione in terra e modello in legno
Dati del problemaAcciaio per getti (FeG520)Peso specifico: 7.8 g/cm3
FAC S
IMILE
TEMA
DESA
ME
Dimensionamento del modello
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Disegno del ProdottoDimensionamento del modello
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Si richiede:Si richiede:
Il progetto di massima del modello (scelta del piano di divisione delle staffe, angoli di spoglia, raggi di raccordo) e dellanima (con relative portate danima).Si preveda un opportuno sovrametallo (uguale su tutte le superfici) per permettere la successiva lavorazione del componente alle macchine utensili.Il dimensionamento e il posizionamento delle materozze e del canale di colata.La scelta delle staffe (dimensioni secondo le tabelle UNI allegate).Il calcolo della spinta metallostatica.
N.B. E richiesto un disegno qualitativo (quotato) del modello e dellanima in cui, oltre al piano di divisione delle staffe, siano indicati gli angoli di spoglia, i raggi di raccordo e le portate
danima.
Dimensionamento del modello
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Grezzo
Dimensionamento del modello
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Grezzo
Acciaio per getti (FeG520)
Valori medi di ritiro lineare (UNI 473)Valori medi di ritiro lineare (UNI 473)
Dimensionamento del modello
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Scelta del piano di divisione delle staffe- Evitare sottosquadri- Omogeneit del materiale- Mantenimento superfici cilindriche- Rendere agevoli le operazioni di formatura- Rispettare i vincoli impiantistici
Dimensionamento del modello
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Disegno e dimensionamento del modello
Ritiro Sovrametallo
Angoli di spoglia Raggi di raccordo
Portate danima
Dimensionamento del modello
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Disegno e dimensionamento del modello
Dimensionamento del modello
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Disegno e dimensionamento del modelloDime
nsion
amento del modello
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Disegno e dimensionamento del modelloRitiro = 1.8 %Sovrametallo = 4-5 mm
Dimensionamento del modello
3535.45100.4525
6160.9100.950
112111.8101.8100
143142.7-102.7150
112111.8101.8100
397397.2-107.2400
519519109500
Quota arrotondata[mm]
Quota modello[mm]
Sovrametallo[mm]
Ritiro[mm]
Quota pezzo[mm]
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Disegno e dimensionamento del modello
Angoli di spoglia = 2- 3Raggi di raccordo
Angoli 10 15 mmSpigoli pari al sovrametallo
Portate danima - non presenti
Dimensionamento del modello
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Disegno quotatoDisegno quotato
Dimensionamento del modello
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Dimensionamento delle staffe
Vedi TabelleVedi Tabelle
Questa operazione pu essere svolta in questa fase ma richieder una verifica una volta
dimensionate le materozze
Dimensionamento del modello
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Dimensionare il sistema di alimentazione per il grezzo in figura.
In particolare determinare:In particolare determinare:1) Numero2) Posizione3) Dimensioni
degli alimentatori (compresi di colletto) che si riterr opportuno introdurre affinch il getto si presenti privo di difetti, ovvero:- senza cavit di ritiro- senza porosit
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Acciaio per getti (FeG520)
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Moduli termici
M1: barra=
++
== 222
22
1 44/)(24/)(
sdDdhDhhdD
SuperficieVolumeM
pipipi
pi
Scomponiamo il grezzo in geometrie elementari:
Dimensionamento del sistema di alimentazione
=
++
= 222
22
3544/)397519(261397615194/61)397519(
pipipi
pi
mm 47.15=
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M2: barraM2: barra
mmSuperficieVolumeM 75.8
143354143352
2 =
==
mm
sDHD
HD
M 35.20354
41122112112
1124
112
44
2
42
2
2
22
2
3 =
+
=
+
=
pipi
pi
pipi
pi
M3: cilindroM3: cilindro
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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- Una materozza centrale- N sulla corona circolare
Da cosa dipende N N ? distanza di alimentazione
Solidificazione direzionale
8.7515.47 20.35
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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In prima approssimazione, considerata la simmetria del grezzo, prendiamo N=4
X
X
X
X
X
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Materozza 1
Il modulo da proteggere risulta pari a M1=15.47 mmDi conseguenza il modulo della materozza1 vale Mm=1.2 M1=18.56 mmSelezioniamo una materozza circolare con diametro D=100 mmDovendo essere Mm=Vm/Sm otteniamo
hhVm =
= 78544
1002pimm hhSm +=+= 31478541004
1002pi
pimm
Da cui h= 72.04 mm
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75
M3=20.35
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Collare coibentato
Dimensionicollare
Hsup=125 mm
Hsup=125-30.5-18= 76.5 mm
axb=630x630 oppure axb=630x800
Materozza 1 collareMaterozza 1 collare
L (mm)d (mm)Dm(mm)
(0.18*100)=18(0.40*100)= 40100
Dimensionamento del sistema di alimentazione
Materozza 1
Dimensionamento del
collare
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Materozza 3
Il modulo da proteggere risulta pari a M3=20.35 mmDi conseguenza il modulo della materozza1 vale Mm=1.2 M3=24.42 mmSelezioniamo una materozza circolare con diametro D=120 mmDovendo essere Mm=Vm/Sm otteniamo
hhVm =
= 113104
1202pimm hhSm +=+= 377113101204
1202pi
pimm
Da cui h= 131. 42 mm
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75
M3=20.35
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Collare coibentato
Dimensionicollare
Hsup=125-56-22= 47 mm oppure Hsup=160-56-22= 82 mm oppure
axb=630x630 oppure axb=630x800
Aumento Dm
Materozza 3 collareMaterozza 3 collare
L (mm)d (mm)Dm(mm)
(0.18*120)=22(0.40*120)= 48120
Dimensionamento del sistema di alimentazione
Materozza 3
Dimensionamento del
collare
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Supponiamo di aumentare il Dm
Dimensionamento del sistema di alimentazione
Primo casoSelezioniamo una materozza circolare con diametro D=140 mmDovendo essere Mm=Vm/Sm otteniamo
hhVm =
= 153944
1402pi hhSm +=+= 4401539414041402
pipi
Da cui h= 80.84 mmSapendo che Mm=1.2 M3=24.42 mm
Dimensionicollare
Materozza 3 collareMaterozza 3 collare
L (mm)d (mm)Dm(mm)
(0.18*140)=25(0.40*140)= 56140
axb=630x630 oppure axb=630x800Hsup=125-56-25= 44 mm Hsup=160-56-25= 79 mm
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Supponiamo di aumentare il Dm
Dimensionamento del sistema di alimentazione
Primo casoSelezioniamo una materozza circolare con diametro D=160 mmDovendo essere Mm=Vm/Sm otteniamo
hhVm =
= 201064
1602pi hhSm +=+= 5032010616041602
pipi
Da cui h= 62.73 mmSapendo che Mm=1.2 M3=24.42 mm
Dimensionicollare
Materozza 3 collareMaterozza 3 collare
L (mm)d (mm)Dm(mm)
(0.18*160)=29(0.40*160)= 64160
axb=630x630 oppure axb=630x800Hsup=125-56-29= 40 mm Hsup=160-56-29= 75 mm
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Collare coibentato
Dimensionicollare
Hsup=160 mm Hsup=160-30.5-18= 111.5 mm
axb=630x630 oppure axb=630x800
Materozza 1 collareMaterozza 1 collare
L (mm)d (mm)Dm(mm)
(0.18*100)=18(0.40*100)= 40100
Dimensionamento del sistema di alimentazione
Materozza 1
Dimensionamento del
collare
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160
Dimensionamento del sistema di alimentazione
100 140
79
111.
5
112
112
143 61
6135
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Verifica distanza di alimentazioneSi individuano tre tratti da alimentare: corona circolare quattro razze perno centrale (per la materozza centrale in primis)
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Corona
S (mm) Dmat Esito61 100 (pi*458-4*Dmat)/8= 130 3.5*S= 214 OK
Distanza DA alimentare Distanza di alimentazione
Distanza di alimentazione >= Distanza da alimentare OK
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Razze7 x s
S (mm) Dmat Esito35 100 - 140 229-50-70 = 109 3.5*2*S= 245 OK
Distanza DA alimentare Distanza di alimentazione
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Mozzo
S (mm)Distanza da alimentare
(mm)Esito
112 112 3.5*S+2.5*S 672 ok
Distanza di alimentazione
(mm)
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Resa della materozzaVolume della cavit di ritiro
Volume massimo alimentabile dalla materozzaClindrica o ovale
Emisferica o sferica
b = coeff. di ritiro volumetrico
)/)20((
)/)14((
)(100
max
max
bbVV
bbVV
VVbV
m
m
mpr
=
=
+=
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Resa della materozza
32
3max
31max
32
1max
max
8242527)8.1/)8.114((4
79140
14838574
5935428
5935428)8.1/)8.114((4
5.111100
)8.1/)8.114((
mmV
mmV
mmV
VV m
=
=
==
=
=
=
pi
pi
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
52/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Materozza 1: diagramma CaineUtilizzeremo materozze non coibentate.I coefficienti dellEq. di Caine valgono:
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.60
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
x
y
cby
ax +
=
1
03.011.003.0
1.0
=
+
==
=
c
xyb
aArea pezzi sani
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
53/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Materozza 1: curve isodelta
( ) ( ) 32
333
2
33 14884000
5.124
144
xyxVM
yp
p
pi
pi +
=+
=
( ) 313221 8840004
35340004
35340004
50400500mm
VmmV ===pi=
pm VVY /=Posto e ed esprimendo anche mVin funzione del rapporto
pm MMX /=DH /= 3kXY = 2
33 )41(4
+pi=
p
p
VM
k
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75M3=20.35
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
54/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.60
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
x
y
delta=0.5
delta=1
delta=1.5
36.003.013.1
1.0 +
yScegliamo un rapporto x=1.3
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
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Delta y Vm (mm3)=y*VpMp (mm) 12.5 0.5 0.41 363977Vp (mm3) 883573 1.0 0.48 421269x 1.3 1.5 0.58 513762
Materozza 1
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.60
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
x
y
delta=0.5
delta=1
delta=1.5
Il volume della materozza vale:(in funzione del volume da proteggere)
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
56/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
3324
44 pipipi
m
m
VDDHDV
DH
===
=
Le dimensioni della materozza valgono:
Delta y Vm (mm3)=y*Vp Dm (mm) Hm(mm)Mp (mm) 12.5 0.5 0.41 363977 97.5 48.8Vp (mm3) 883573 1.0 0.48 421269 81.3 81.3x 1.3 1.5 0.58 513762 75.8 113.8
Materozza 1
Scegliamo delle materozze cilindriche con dimensioni standard:
Dimensionamento del sistema di alimentazione
11575
8080
50100
Hm (mm)Dm (mm)
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
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Materozza 1: dimensionamento collare
collare coibentato
dimensionicollare
Dm (mm) Hm(mm) d (mm) L (mm)100 50 40 1880 80 32 1475 115 30 14
Materozza 1 collare
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
58/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Materozza 3
Il modulo da proteggere risulta pari a M3=20.35 mmDi conseguenza il modulo della materozza1 vale Mm=1.2 M3=24.42 mmSelezioniamo una materozza circolare con diametro D=120 mmDovendo essere Mm=Vm/Sm otteniamo
hhVm =
= 113104
1202pimm hhSm +=+= 377113101204
1202pi
pimm
Da cui h= 131. 42 mm
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75
M3=20.35
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
59/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Materozza 3: diagramma CaineIniziamo con lipotizzare materozze non coibentate.I coefficienti dellEq. di Caine valgono:
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.60
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
x
y
1
03.011.003.0
1.0
=
+
==
=
c
xyb
aArea pezzi sani
cby
ax +
=
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
60/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Materozza 3: curve isodelta
( ) ( ) 32
333
2
33 14785000
5.174
144
xyxVM
yp
p
pi
pi +
=+
=
32
3 7850004100100
mmV == pi
pm VVY /=Posto e ed esprimendo anche mVin funzione del rapporto
pm MMX /=DH /= 3kXY = 2
33 )41(4
+pi=
p
p
VM
k
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75M3=20.35
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
61/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
53.003.012.1
1.0 +
yScegliamo un rapporto x=1.2
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.60
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
x
y
delta=0.5
delta=1
delta=1.5
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
62/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Il volume della materozza vale:(in funzione del volume da proteggere)
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.60
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
x
y
delta=0.5
delta=1
delta=1.5
Delta y Vm (mm3)=y*VpMp (mm) 17.5 0.5 1.00 785546Vp (mm3) 785398 1.0 1.16 909197x 1.2 1.5 1.41 1108816
Materozza 3
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
63/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
3324
44 pipipi
m
m
VDDHDV
DH
===
=
Le dimensioni della materozza valgono:
Scegliamo delle materozze cilindriche con dimensioni standard:
Delta y Vm (cm3)=y*Vp Dm (mm) Hm(mm)Mp (mm) 17.5 0.5 1.00 785546 126 63Vp (mm3) 785398 1.0 1.16 909197 105 105x 1.2 1.5 1.41 1108816 98 147
Materozza 3
Dm (mm) Hm(mm)120 60100 10095 15
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
64/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Materozza 3: dimensionamento collare
collare coibentato
dimensionicollare
Dm (mm) Hm(mm) d (mm) L (mm)120 60 48 22100 100 40 1895 145 38 17
Materozza 3 collare
Dimensionamento del sistema di alimentazione
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
65/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Dimensionare il sistema di colata per il grezzo in figura.
In particolare determinare:
- numero
- posizione
- dimensioni
del canale di colata, canale di distribuzione e attacchi di
colata.
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
66/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Grezzo
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
67/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Grezzo
Acciaio per getti (FeG520)
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
68/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Volume del getto
VV11::
Scomponiamo il getto in geometrie elementari:
( ) 322 5353959
461397519
mm=
=
pi
1 2 3
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
69/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
VV22::
VV33:: 32
3 78541010
cmV == pi
( ) 322 3754155.2 cmV ==
VVM1M1: 4 materozze: 4 materozze VVM3M3: 1 materozza: 1 materozzaDm (mm) Hm(mm)
Materozza 1 100 112Materozza 3 140 79
32
1 3502876445.111100
mmVM =
=
pi 32
3 1216111479140
mmVM =
=
pi
Vgetto: 5353959+700700+1103428+3502876+1216111=11877074 mm3
Dimensionamento del sistema di colata
32
11034284
112112mm=
=
pi
( ) 32 700700414335 mm==
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
70/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Dimensionamento sezioni caratteristicheOccorre determinare larea della sezione di strozzatura (sezione minima)Imponiamo un bilancio di massa :
vSt
VS
r
=
Dove: V =volume del metallo tr = tempo di riempimento (s) SS= area (complessiva) sezione di strozzatura v = velocit metallo nella sezione di strozzatura
=
A
C
S
S
SS
Sistema non pressurizzato
Sistema pressurizzato
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
71/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Vincoli temporaliIl tempo di riempimento deve essere minore: del tempo di inizio solidificazione ts delle parti sottili del getto del tempo di esposizione massimo tc allirraggiamento da parte della
forma
71.1skt Ss =
Il valore di ts pu essere calcolato mediante una di queste formule sperimentali:
Dove: s = spessore della zona pi sottile [cm] ks = costante empirica da tabella
Dove: M = Modulo si solidificazione [cm] kM = costante empirica da tabella
71.1Mkt Ms =
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
72/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Valori indicativi delle costanti k in funzione della temperatura di surriscaldo per getti colati in sabbia silicea.
Valori indicativi del tempo critico di esposizione tc (s).
Forme in terra (verde)Forme ed anime
agglomerate con leganti sintetici
4- 25 s fino a 60 s
kM kS kM kS kM kS kM kSAcciai 2.0 0.6 8.0 3.0 18.0 6.0 30.0 10.0Ghise malleabili e bronzi 3.0 0.9 12.0 3.5 25.0 7.5 45.0 14.0Ghisa grigia e sferoidale 4.0 1.3 15.0 5.0 38.0 12.0 65.0 20.0
SurriscaldoMateriale
50C 100C 150C 200C
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
73/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Vincoli temporaliIl tempo di riempimento deve essere minore: del tempo di inizio solidificazione ts delle parti sottili del getto del tempo di esposizione massimo tc allirraggiamento da parte della
forma
)150]([295.26)100]([145.23)50]([35.26.0
71.171.1
71.171.1
71.171.1
+===
+===
+===
ssktssktsskt
Ss
Ss
Ss
Il valore di ts pu essere calcolato mediante una di queste formule sperimentali:
Dove: s = spessore della zona pi sottile [cm] ks = costante empirica da tabella
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
74/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Vincoli temporaliIl tempo di riempimento deve essere minore: del tempo di inizio solidificazione ts delle parti sottili del getto del tempo di esposizione massimo tc allirraggiamento da parte della
formaIl valore di ts pu essere calcolato mediante una di queste formule sperimentali:
Dove: M = Modulo si solidificazione [cm] kM = costante empirica da tabella
][2175.18][5.123.18
][6.3625.08
71.171.1
71.171.1
71.171.1
sMktsMkt
sMkt
Ms
Ms
Ms
===
===
===
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
75/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Vincoli temporali
Il tempo di riempimento deve essere minore: del tempo di inizio solidificazione ts = 12.5 s del tempo di esposizione massimo tc =14 s
Tempo di riempimento = 10 sTempo di riempimento = 10 s
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
76/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Calcolo della portata
Vgetto= 11877074 mm3
Q= V/tr= 11658732/10=1187707 mm3 /s
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
77/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Velocit di riempimento
Hgcv = 2
Dove: g = 9.8 (m/s2) H = altezza dal pelo libero (m) c = perdite di carico
h
smgv / 89.0160.025.0 ==
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
78/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Velocit di riempimento
mHgcv = 2
Dove: g = 9.8 (m/s2) Hm= altezza dal pelo libero (m) c = perdite di carico
2
2
+=
ifm
hhH
h i
h f
mmHm 53.1302160)56160( 2
=
+=
smgv / 8.0131.025.0 ==
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
79/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
23
1397/ 850
1187707mm
smm
mm
v
QSA ===
Sezioni
Rapporto delle sezioniSc = canale colata / Sd = canale distributore / Sa=
attacchi
Sc / Sd / Sa4 / 3 / 2
2 2794 mmSC =
2 2096 mmSD =
smv / 85.0~)80.089.0(5.0 =+=v media
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
80/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
Dimensioni
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
81/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
La spinta metallostatica
Dove:
g = peso specifico liquido (kg/m3)V1,2,3 = volume (m3)
V2V2
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
82/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
La spinta metallostatica
( ) ( ) 3221 109712274
35160397519mmV == pi
( ) ( ) 32 285285045.1716014335 mmV ==( ) 32
3 4.975351461160112
mmV == pi
V1 V2V3
Altezza staffa: 160 mm
Ipotesi: trascuro materozze
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
83/84Tecnologia Meccanica Universit degli Studi di Bergamo Prof. Gianluca DUrso A.A. 10/11
3321 47994281 mmVVVV =++=
( ) kgVVVF 115321 =++= Verso laltoLa staffa superiore pesa:
( )3
3
898126864500645715808780640000
224823461608006302/
7.2
mm
VVVVdmkg
materozzepezzostaffasabbia
sabbia
==
===
=
F=186 kg Verso il basso
186 > 115 OKOK
Dimensioni staffa
Dimensionamento del sistema di colata