Bucsele

Bucsele, in general, sunt organe de masini utilizate la rezemarea fusurilor arborilor (osiilor) preluand prin intermediul suprafetelor interioare forte radiale, axiale sau combinate de la arbori si permitandu-le miscari de rotatie sau oscilatie. In aceasta clasa a bucselor intra o mare varietate de tipodimensiuni de bucse, rolul functional al acestora fiind specific fiecarui ansamblu din care acestea fac parte.

O categorie de bucse este aceea destinata lagarelor radiale cu alunecare (numite cuzineti sau bucse cu pereti grosi). Rolul functional al acestora este de a micsora frecarea in timpul functionarii lagarului, fapt care conduce la marirea duratei de utilizare a acestuia si la o intrebuintare mai usoara. Materialul recomandat pentru acest tip de bucse este din categoria materialelor antifrictiune (fonte, aliaje Cu-Pb etc). Bucsele de lagar sunt standardizate si pot fi: cu guler, fara guler sau bucse speciale cu gaura si canal de ungere. O alta categorie de bucse utilizate drept cuzineti cu pereti subtiri sunt cele infasurate (STAS 9474-80) din aliaje dc Al-Sn. Al-Pb, Cu-Pb sintetizate sau placate pe suport de otel. destinate in special pentru organele de masini cu miscare rotativa sau alternativa (motoare de autovehicule). In constructia dispozitivelor stationare sau rotative, elementul caracteristic al mecanismelor de centrare si fixare il reprezeinta bucsele elastice sau extensibile. Materialele recomandate pentru realizarea lor pot fi otelurile carbon pentru arcuri sau otelurile carbon de scule carora li se aplica un tratament termic de imbunatatire. Tot in acest domeniu al constructiei de dispozitive intra si bucsele de ghidare care au rolul de a ghida scula ashietoare (ex. brghiele, alezoarele etc.) in timpul procesului de aschiere.

Deoarece nu se cunoaste ansamblul din care face parte, pentru a-i stabili rolul fuiieiional se foloseste metoda de analiza moilofunctionala a suprafetelor. Aceustfl metoda presupune parcurgerea urmatoarelor etape :

- descompunerea piesei in suprafetele cele mai simple care delimiteaza in spatiu (plane, cilindrice, conice, elicoidale, evolventice, cicloidale etc);

- notarea tuturor suprafetelor ce delimiteaza piesa in spatiu, pornind de la o axa sau o suprafata de dimensiuni maxime, intr-o anumita ordine ( fig 1 );

- analizarea fiecarei suprafete in parte din urmatoarele puncte de vedere: forma geometrica, dimensiunile de gabarit, precizia dimensionala, precizia de forma, precizia de pozitie si gradul de netezime ( tabelul 1 );

- intocmirea unui graf suprafete-caracteristici, care este o sinteza a tuturor conditiilor tehnice de generare a fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu ( tabelul 1 );

- stabilirea tipului de suprafata si a rolului functional posibil tinand cont ca pot exista suprafete de asamblare, suprafete functionale, suprafete tehnologice si suprafete auxiliare ( tabelul 1 );

Cu informatiile din tabelul 1 se poate stabili tipul si rolul fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu. Suprafata S9 vand precizie dimensionala mare, prescriptii referitoare la precizia de forma si rugozitate mica nu poate fi decat suprafata functionala. Suprafetele S3, S4, S5, S9 desi nu au prescriptii referitoare la precizia de forma si de pozitie, nu au precizie dimensionala precizata pe desen, dar au o configuratie geometrica specifica (sunt suprafete filetate; S10) nu pot fi decat suprafete de asamblare. Suprafata S6 neavand specificate pe desen precizia dimensionata, de forma sau de pozitie nu poate fi decat suprafata auxiliara sau tehnologica

- stabilirea rolului functional posibil al piesei facand analiza sintetica si corectiva a fiecarei tip de suprafata luate in ansamblul delimitarii piesei in spatiu.

Analizand tabelul 1. se pot trage urmatoarele concluzii privind rolul functional posibil al acestei piese, bineinteles luand in considerare si denumirea ei: in suprafata SI7 poate functiona o supapa; suprafetele filetate S 13 si S 4 ar putea realiza legatura cu cu alte piese ale ansamblului din care face parte piesa, iar suprafata S 7 ar putea fi o gaura de ungere.

2. Alegerea materialului optim pentru confectionarea piesei

Alegerea optima a unui material pentru o anumita destinatie, este o problema deosebit de complexa ce trebuie rezolvata de proiectant, in principiu aceasta insemnand alegerea acelui material care indeplineste cerintele minime de rezistenta si durabilitate ale piesei in conditiile unui pret de cost minim si a unei fiabilitati sporite.

Pentru stabilirea materialului optim necesar confectionarii piesei "bucsa" s-a folosit metoda de analiza a valorilor optime. Pe baza acestei metode, s-a intocmit tabelul 2 din care rezulta materialul optim pentru confectionarea piesei "bucsa". Folosind analiza morfofunctionala a suprafetelor s-a determinat rolul functional al fiecarei suprafete in parte si al piesei, dupa care s-au ales ca factori analitici cateva din proprietatile functionale, cateva din proprietatile tehnologice si doar pretul de cost din proprietatile economice.

Dupa ce s-a facut aprecierea cantitativa a factorilor s-a procedat la stabilirea ponderii importantei factorilor. Fiecare material luat in considerare are k proprietati Pk, incluse in cele m proprietati analizate. Fiecare proprietate are o pondere dk ce exprima importanta ei in raport cu celelalte proprietati tinand cont de rolul functional si tipul fiecarei suprafete ce delimiteaza piesa in spatiu.

In urma parcurgerii acestor etape necesare alegerii materialului optim, a rezultat pentru piesa studiata otelul carbon de calitate OLC 45 (STAS 880-80).

3. Stabilirea si analiza procedeelor tehnologice posibile de realizare a piesei-semifabricat si stabilirea procedeelor tehnologice

acceptabile

In general, o piesa semifabricat poate fi obtinuta prin mai multe procedee tehnologice de transformare a materialului, intr-o succesiune logica si treptata, piesa finita fiind obtinuta doar in urma prelucrarilor prin aschiere. Pentru a se putea alege procedeele tehnologice acceptabile de realizare a piesei semifabricat pentru piesa "bucsa", ca si in cazul celorlalte exemple, este necesara o analiza succinta a procedeelor tehnologice posibile care permit obtinerea acesteia. Aceasta analiza se face luand in considerare: clasa din care face parte piesa, tehnologicitatea constructiei, greutatea si dimensiunile de gabarit, precum si tipul productiei.

In ceea ce priveste tehnologicitatea constructiei pieselor, pentru aprecierea ei trebuie luate in considerare urmatoarele: unificarea diverselor elemente constructive (filete, diametre de gauri, canale de pana, caneluri, raze de racordare etc.) precum si a preciziei geometrice si a gradului de netezime al suprafetelor, rationalitatea schemelor tehnologice, concordanta formei constructive a piesei cu particularitatile diferitelor metode si procedee tehnologice de fabricare, masa piesei si consumul de materiale necesare fabricarii acesteia.

Analizand forma constructiva, dimensiunile piesei "bucsa" si recomandarile privind tehnologicitatea pieselor-semifabricat turnate, semifabricatul pentru aceasta piesa se poate obtine prin turnare. Pentru a stabili un procedeu de turnare acceptabil, mai intai trebuie facuta o analiza a piesei "bucsa", care are in vedere urmatoarele: dimensiunile de gabarit ale piesei "bucsa" (¢ 70x81 - dimensiuni relativ mici); productia anuala de 10 000 buc. (productie de serie mijlocie); greutatea mica a piesei configuratia geometrica simpla; planul de simetrie in acest caz poate fi considerat plan de separatie; adaosurile de inclinare, tehnologice si de prelucrare sunt mici; nu necesita modificari ale formei constructive a piesei finite pentru a usura prelucraile ulterioare.

Avand in vedere cele de mai sus se poate afirma ca un procedeu de turnare acceptabil pentru piesa "bucsa"este turnarea in cochila. Spre deosebire de piesele turnate in amestecurile de formare obisnuite, piesele   turnate in cochile se caracterizeaza prin: reducerea adaosurilor de prelucrare ( figura 2 ); abateri mici la dimensiunile piesei; se obtin piese cu suprafata curata; permite turnarea in forma calda; proprietatile mecanice ale piesei sunt mai bune, se reduce procentul de piese rebútate; scade manopera de formare; creste coeficientul de utilizare a aliajului lichid turnat; forma metalica rezista la un numar mai mare de turnari; nu mai este necesara instalatia de preparare a amestecurilor de formare si de sablare; conditiile de munca sunt mai curate; productivitatea este mare, iar costul pieselor realizate in forme metalice scade la mai putin de jumatate.

Turnarea in forme metalice este rentabila numai la turnarea pieselor in serie sau masa, pentru amortizarea costului cochilei.

Un alt procedeu de semifabricare este deformarea plastica. Semifabricatul pentru piesa "bucsa", poate fi obtinut si printr-un procedeu de deformare plastica deoarece respecta majoritatea conditiilor impuse de tehnologicitatea pieselor semifabricat forjate sau matritate cum ar fi: planul de separatie este planul de simetrie al piesei, asigurandu-se astfel o curgere plastica usoara a materialului in vederea obtinerii piesei fara defect de umplere; adaosurile de prelucrare si razele de racordare ale muchiilor exterioare si interioare sunt mici, pentru ca pierderile de material indepartat sa fie cat mai mici; forma constructiva a pesei semifabricat rezultata permite obtinerea gradului maxim de apropiere de piesa finita.

Alegerea modului de obtinere a pieselor, prin forjare libera sau prin matritare, este conditionat de programa de productie. Matritarea prezinta cateva dezavantaje dintre care cele mai importante sunt: greutatea limitata a pieselor care pot fi matritate si costul ridicat al matritelor. Astfel, in cazul unicatelor sau seriilor mici se alege forjarea libera, iar in cazul seriilor mijlocii sau mari se alege matritarea, putandu-se astfel amortiza cheltuielile cu executia matritei. De asemenea la alegerea modului de executie a pieselor un rol important il are si marimea piesei. Dimensiunile de gabarit ale piesei "bucsa" fiind mici, iar productia de 10 000 buc/an, pentru aceasta piesa este indicat ca procedeu de semifabricare matritarea ( figura 3 ). Prin matritare. configuratia semifabricatului obtinut are forma geometrica destul de apropiata de cea a piesei finite, adaosurile de prelucrare fiind destul de mici. in comparatie cu cele de la forjarea libera. Ca si la turnare sunt anumite orificii la aceasta piesa care nu pot fi obtinute prin matritare (S6, S10) fiind obtininute ulterior prin aschiere.

Figura 3  Semifabricatul matritat pentru piesa "bucsa"

X - X -plan de separatie

Matritarea se poate realiza pe matrita inchisa sau deschisa ce se caracterizeaza prin formarea unei bravuri. Avantajele matritarii deschise constau in faptul ca se pot obtine piese cu configuratii mai complexe si nu necesita semifabricate cu un volum sau dimensiuni riguros exacte. Acest lucru este posibil datorita canalului de bravura care poate prelua surplusul de material. in schimb matritarea deschisa duce la o pierdere de material, datorita bravurii cat si datorita adaosului tehnologic necesar inclinarii peretilor matritei, la manopera in plus pentru debavurare si la schimbarea directiei fibrajului in piesa obtinuta. De asemenea forta necesara matritarii. datorita deformarii si a bavurii, este mai mare in cazul matritarii deschise decat in cazul celei inchise. Luand in calcul toate aceste aspecte si tinand cont de configuratia geometrica a piesei "bucsa", este de recomandat ca procedeu de matritare, matritarea deschisa, sau matritarea pe masini de forjat orizontal.

Un alt procedeu de deformare plastica ce poate fi luat in analiza in cazul acestei piese este laminarea, configuratia piesei finite obtinandu-se ulterior prin aschiere ( figura 4 ). In acest caz adaosurile de prelucrare vor fi mai mari decat in cazul matritarii, consumul de material fiind mult mai mare.

Figura 4 Semifabricatul laminat pentru piesa "bucsa"

4. Obtinerea piesei semifabricat printr-un procedeu tehnologic de

turnare

Spre deosebire de turnarea in forme temporare, unde atentia tehnologului se concentreaza pe conceperea modelului asamblat, in cazul utilizarii formelor permanente efortul principal consta in proiectarea formei de turnare - cochila. Formele de turnare permanente sunt mult mai scumpe decat cele temporare deoarece ele sunt confectionate din materiale durabile, greu de prelucrat si sunt capabile sa permita reutilizarea formei.

Schema procesului tehnologic.

Procesul tehnologic de obtinere a pieselor prin turnare in cochila poate fi structurat in urmatoarele etape distincte:

realizarea formei de turnare (cochilei), prelucrarea cavitatii de turnare pe baza desenului piesei brut turnate,

realizarea miezurilor,

pregatirea (preincalzirea formei si vopsirea cu vopsea refractara)si asamblarea cochilei;

elaborarea aliajului, transportul si alimentarea cochilei,

turnarea propriu-zisa;

dezbaterea formelor, extragerea piesei solidificate;

indepartarea retelelor de turnare,

debavurarea piesei turnate;

tratamentele aplicate piesei solidificate: tratamente termice si de supralata;

remedierea defectelor;

controlul final al piesei;

operatiile post-productie: marcare, conservare, manipulare, depozitare, ambalare, livrare.

intocmirea desenului piesei brut turnate.

Pentru a putea executa cochila trebuie plecat de la desenul piesei brut turnate. Mai intai trebuie stabilit planul de separatie al piesei. Suprafata de separatie este suprafata care separa cochila in doua sau mai multe parti. Stabilirea planului de separatie depinde de omplexitatea piesei ce urmeaza a se turna si de utilajul folosit pentru turnare. Alegerea planului de separatie se face tinand cont de urmatoarele conditii:

piesa turnata sa poata fi scoasa usor din locasul cochilei. In acest scop se va cauta ca suprafata de separatie sa fie aleasa astfel ca adanciturile sau nervurile sa se gaseasca in directia inchiderii cochilelor;

umplerea locasului cochilei sa aiba loc, pe cat posibil, prin refulare. Se poate adopta conditia ca suprafata de separatie sa treaca prin sectiunea piesei care are dimensiunile de gabarit cele mai mari;

planul de separatie sa fie pe cat posibil drept si nu frant, orizontal sau vertical.

S-a adoptat ca plan de separatie planul de simetrie al piesei ( figura 5 ). iar ca tip de cochila o cochila cu plan de separatie vertical. Desenul piesei semifabricat s-a realizat cu piesa iu pozilui de turnare Acest tip de nubile se folosesc in primul rand, pentru piesele turnate mici (cu greutatea maxima de 30 kg) si cu dimensiunea cavitatilor de turnare mica (pana la 120 mm), de obicei fara miezuri executate din amestec de miez. Aceste cochile pot fi executate cu una sau mai multe cavitati. S-a optat pentru o cochila cu doua cavitati de turnare.

Desenul piesei brut turnate se intocmeste pornind de la desenul piesei finite pe care se mai adauga:

- adaosurile de prelucrare Ap pe toate suprafetele ale caror precizii dimensionale si rugozitati nu pot rezulta direct din turnare ( figura 5 ). La stabilirea adaosurilor de prelucrare este necesar sa se tina seama in mod obligatoriu de incadrarea semifabricatelor in clase de precizie. . Confor tabelului 2, piesa "bucsa" se incadreaza in clasa a-III-a de precizie.

Figura 5 Semifabricatul turnat pentru piesa "bucsa"

Marimea adaosurilor de prelucrare depinde de: calitatea suprafetei piesei finite, calitatea suprafetei semifabricatului initial, compozitia chimica a materialului etc. Avand in vedere ca materialul din care se realizeaza piesa este un otel, conform tabelului 3, adaosurile de prelucrare pentru suprafetele acestei piese sunt: 3,5 mm (sus) si 2 imn (jos si lateral )

adaosurile tehnologice A, - pe loulc -.upufctele a caror configuratie sau pozitie nu poate li obtinuta ilire, i piui turnare sau in vederea simplificarii formei tehnologice a piesei (vezifig. 3).

adaosurile de inclinare At-au rolul de a facilita scoaterea modelului si a piesei din forma (dezbaterea). Valoarea adaosului de inclinare depinde de pozitia planului de separatie. in general trebuind sa fie cat mai mic unghiul de inclinare (pentru suprafetele exterioare ae = 1°3°, la interior ai = 2°5°). La interior inclinarile trebuie sa fie mai mari decat la exterior, pentru a preintampina efectul contractiei piesei. S-a ales pentru suprafetele exterioare ae = 1°, iar pentru cele interioare ai = 2°.

adaosurile sub forma razelor de racordare constructive Rc - trebuie sa fie ample pentru a usura curgerea aliajului topit si pentru a evita aparitia defectelor de tipul fisurilor si crapaturilor. Marimea razei de racordare interioara rc se alege intre 1/5 si 1/3 din media aritmetica a grosimii peretilor de racordat, iar raza exterioara Rc se ia egala cu raza mica rc, plus media aritmetica a grosimii peretilor care se racordeaza. Dupa STAS 406 - 85, razele de racordare se rotunjesc la una din valorile: 0,2; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200mm.

Tabelul 2

S-a ales ca raza de racordare Rc1 = 1 mm si Rc2 = 4 mm ( figura 5 ). Se evita muchiile ascutite din urmatoarele motive: muchiile interioare reprezinta portiuni unde au loc concentrari de tensiuni, fapt pentru care in acele portiuni pot aparea usor fisuri; cu cat raza de racordare a muchiilor interioare este mai mare, cu atat pericolul formarii fisurilor este mai mult inlaturat; la intersectia a doi pereti se pot produce retasuri ca urmare a formarii nodurilor termice; retasurile se produc spre muchia interioara a imbinarii.

Tabelul 3

4.1.3. intocmirea desenului miezului.

Pentru productia de serie este de recomandat sa se foloseasca miezuri metalice. Se va folosi o singura tipodimensiune de miez (vezifig. 6). pentru obtinerea suprafetei S4. Celelalte orificii avand dimensiuni mici, dupa cum s-a precizat anterior, se recomanda a fi obtinute prin aschiere.

Figura 6

Proiectarea si constructia cochilelor.

Rentabilitatea turnarii pieselor in forme metalice nu poate fi asigurata decat in cazul in care se atinge durabilitatea minima a formelor metalice, indicata in tabelul 4 in functie de aliajul ce se toarna.

Tabelul 4

Intocmirea desenului cavitatii de turnare se face pornind de la desenul piesei brut turnate tinandu-se seama de valorile adaosurilor de contractie. Cochila reproduce forma si configuratia piesei turnate, la dimensiuni majorate corespunzator cu valoarea contractiei liniare a materialului turnat. Modificarea volumului si, implicit, a dimensiunilor, care are loc la incalzirea sau racirea aliajelor metalice, nu poate fi eliminata, ea avand loc ca urmare a proprietatilor fizice, specifice fiecarui aliaj. Aceasta modificare de volum poate si trebuie sa fie compensata (sau diminuata) in cadrul proiectarii tehnologiei de turnare prin aplicarea adaosului de contractie. Contractia pieselor la solidificare si racire depinde de viteza de racire in portiunea respectiva, de compresibilitatea formei, de existenta anumitor armaturi in forma, de franarea contractiei de catre maselote, de temperatura de turnare a aliajului precum si de o serie de alti factori.

Pentru piesa "bucsa", confectionata din OlC 45, s-a ales pentru coeficientul de contractie k, valoarea 1,7% din tabelul 5 Fiecare dimensiune a cavitatii de turnare se calculeaza cu relatia:

dc = dp k

in care, d_c este dimensiunea cavitatii: d_p - dimensiunea piesei brut turnate; k -coeficientul de contractie. Valorile rezultate in urma calculelor s-au trecut pe desenul cochilei ( figura 7 ).

Tabelul 5

Figura 7

Pe langa configuratia interioara a cavitatii generatoare a piesei clin forma de turnare, proiectantul formelor permanente (cochilei) trebuie sa aiba in vedere rezolvarea urmatoarelor probleme:

dimensionarea optima a grosimii peretilor, astfel incat sa se asigure atat solidificarea in bune conditii a piesei cat si durabilitatea maxima a formei (grosimea minima a peretilor cochilei este de 8-10 mm);

evacuarea eficienta a gazelor din cavitatea formei;

inchiderea si etansarea semicochilelor;

deschiderea semicochilelor si extragerea usoara a piesei;

asamblarea si extragerea miezurilor permanente.

Din punct de vedere dimensional, la piesele turnate prin cadere libera in forme metalice trebuie sa se tina cont de valorile constructive din tabelul 6 unde se prezinta informativ unele date practice privind grosimea de perete a formei metalice, la turnarea pieselor din fonta si din otel cu diferite grosimi de perete.

La constructia cochilelor trebuie avut in vedere in primul rand grosimea peretilor cochilelor care se determina din calculul tehnic, pornind de la ipoteza ca intreaga cantitate de caldura cedata de aliajul lichid este preluata de forma metalica.

Tabelul 6

O grosime mare a peretelui formei duce la acumularea mare a caldurii in partea interioara a formei, cauzand aparitia tensiunilor termice si fisurarea formei, iar o grosime prea mica a peretelui duce la deformarea si oxidarea acesteia.

Piesele se aseaza vertical figura 8, iar alimentarea cavitatii generatoare a piesei se face in sifon. Avand in vedere datele din tabelul 6, dimensiunile minime recomandate pentru configuratia interioara a formei de turnare in cazul piesei 'Corp supapa ' sunt:

distanta dintre piciorul palniei si cavitatea generatoare a piesei: 25-30mm;

distanta dintre cavitatea generatoare a piesei si marginea exterioara a formei 25-30 mm:

distanta dintre canalele retelei de turnare si marginea exterioara a formei 65-70 mm;

distanta dintre cavitatea generatoare a piesei si pozitia palniei de turnare 40-65 mm.

Evacuarea gazelor din cavitatea formei metalice se face prin rasuflatori a caror amplasare este similara celor folosite la forme temporare. Rasuflatorii se executa de forma tronconica cu baza in planul dc separatie, avand sectiunea ovala, pentru a usura extragerea din forma. Dimensionarea rasuflatorilor se  face punand conditia ca viteza de evacuare a gazelor sa fie superioara vittezei de umplere a cavitatii formei de turnare.

Figura 8

Constructia cochilelor trebuie sa asigure inchiderea sigura si etansa. Cochila in acest caz s-a realizat din doua semicochile articulate cu balamale si incuietoare. Materialul din care se fac cochilele este in general de calitate superioara pentru ca sa reziste la actiunea coroziva a metalului turnat si la temperaturile ridicate ale acestuia.

Preincalzirea formei de turnare.

La turnarea diferitelor aliaje in forme metalice, prin cadere libera, acestea din urma trebuie preincalzite la temperaturi corespunzatoare aliajului turnat. in tabelul 7. se dau valorile infornative ale temperaturilor de preincalzire a formelor metalice. La turnari repetate formele metalice ajung la temperaturi de regim corespunzatoare marimii pieselor si aliajului din care acestea se toarna.

Conform acestui tabel temperatura de preincalzire a cochilei destinata obtinerii piesei-semifabricat "bucsa" este de 100 - 150°C.

Tabelul 7

Protectia suprafetelor de lucru ale cochilclor. Foarte

importanta pentru calitatea pieselor turnate in forme metalice, cat si pentru viata acestora, este acoperirea suprafetei active a formei metalice cu paste de protectie si vopsele refractare. Cea mai uzuala vopsea de protectie se compune din: o parte silicat de sodiu si doua parti caolin coloidal, in suficienta apa pentru a permite ca vopseaua sa fie sprituita.

Vopseaua refractara de contact trebuie sa joace un rol de vopsea de alunecare (lubrifiere), trebuie sa contina grafit (cea 1/2 din cantitatea de sticla solubila, in greutate). Vopseaua refractara de contact se aplica sub forma unui film cu grosimea de 0,1 0,2 mm peste stratul de vopsea de protectie. Aceasta vopsea asigura atat protectia cochilei de actiunea directa a metalului lichid, dar si o micsorare a vitezei de racire.

Elaborarea aliajului, transportul si alimentarea cochilei.

Topirea materialului necesar in vederea turnarii pieselor se realizeazeaza in

atelierul de topire. Aici se desfasoara mai multe operatii tehnologice de baza si

anume:

alcatuirea incarcaturii metalice necesara cuptoarelor de topire;

topirea metalului sau aliajului si prelucrarea lui din punct de vedere metalurgic;

mentinerea lui in stare lichida;

turnarea.

Determinarea necesarului de metal lichid se face tinand cont de urmatoarele:

procentul de piese bune, care variaza functie de metalul turnat, grupa de greutate a pieselor si de agregatul de topire. Valoarea lui s-a stabilit pe cele experimentala si este data in tabelul 8;

- rebutul de piese turnate este si el diferit de la o categorie de piese la alta, de la un utilaj la altul. S-a acceptat pentru calculele de proiectare un rebut mediu de 5 % din incarcatura metalica pentru productii de scrii medii scrii mici si unicate;

Tabelul 8

retelele de turnare si maselotele se determina facand diferenta dintre incarcatura metalica si restul componentilor bilantului;

pierderile nerecuperabile (scursurile, stropii etc.) se ridica la 1 - 2 % din incarcatura metalica si restul componentilor bilantului:

pierderile prin ardere au valori diferite de la un aliaj la altul si de la un agregat de topire la altul. Valorile practicate se vor lua din tabelul

Tabelul 9

Piesa "bucsa" fiind realizata din OLC 45, agregatul in care se face topirea acestui otel, conform tabelului 9, este cuptorul cu arc sau cuptorul Martin, functie de doatarea intreprinderii.

4.1.7. Turnarea propriu-zisa.

Dupa asamblarea semicochilelor si topirea otelului, metalul este turnat in forma. Otelul topit ajunge in cavitatile de turnare 1 (vezi fig. ) prin palnia 5. piciorul palniei 4 si canalele de alimentare 3.

Turnarea otelului se face in majoritatea cazurilor prin deschiderea orificiului oalei de turnare, acoperit la inceput cu un dop refractar manevrat din exteriorul oalei cu ajutorul unui sistem de parghii. in cazul piescloi unei ('Corp supapa'), turnate pe conveior se folosesc oale de turnare intermediul Acest sistem asigura o turnare mai linistita si cu o presiune a jetului mai redusa.

Din punct de vedere al temperaturilor la care se toarna otel iui Ic- m fonne, in tabelul 12.se dau unele valori pentru otelurile cu 0,2 - 0,4 %C.

Tabelul 10

Urmeaza perioada de solidificare. in care piesele sunt mentinute un anumit timp in cochila.

Pentru piesele turnate in forme pe conveior, din otel carbon, respectiv oteluri aliate, durata de mentinere, in ore, in forme, inainte de dezbatere este data in tabelul 13. Conform tabelului durata de mentinere in forme, pentru piesa 'bucsa' este de 0.15 h.

Extragerea pieselor din cochila. Ca urmare a solidificarii pieselor in formele de turnare, dupa perioada de mentinere precizata mai sus. se trece la extragerea acestora din cochile. Rezulta piesa brut tunata cu urme ale retelei de turnare ( figura 9 )

indepartarea retelelor de turnare. Curatirea pieselor turnate se face in scopul indepartarii retelelor de turnare si maselotelor, a bavurilor si altor proeminente aparute pe piese. in mod nedorit. in procesul de turnare, precum si a stratului de arsura (tunder) format eventual in procesul de tratament termic.

Operatiile de curatire pot fi manuale sau mecanice, dupa specificul pieselor turnate, caracterul procesului tehnologic si gradul de mecanizare al turnatoriei.

Figura 10

Curatirea manuala a pieselor turnate se face cu ajutorul periilor de otel si al daltilor de mana. procedee aplicate in prezent numai in turnatoriile mici de metale neferoase. Daltile pot fi actionate si mecanic, prin intermediul unui ciocan pneumatic (cu masa de 5 kg. cu un consum de aer de 0.5 m /h).

Productivitatea ciocanelor pneumatice cu dalta, la operatia de curatire (inclusiv debavurarea este de 50 la 250 kg/h la piesele din otel si de 50 la 700 kg/h la piesele din fonta, in functie de greutatea si configuratia pieselor turnate.

Curatirea mecanica se realizeaza cu ajutorul unor utilaje specializate, care pot fi grupate astfel:

utilaje de taiat retele de turnare si maselote:

utilaje de debavurat si polizat:

utilaje de curatire.

Ele sunt construite in mai multe variante si tipodimensiuni. functie de caracteristicile productiei de piese turnate. se prezinta cu litiu orientativ, metodele de taiere a retelelor de turnare si a maselotelor. Asa cum reiese din tabel, la piesele mici retelele de turnare se indeparteaza prin lovire cu ciocanul, iar la cele mijlocii si mari cu masini de taiat cu discuri abrazive sau prin taiere cu flacara.

in cazul piesei 'bucsa' tinand cont de dimensiunile mici ale acesteia, de caracterul productiei (de serici si materialul din care este confectionata taierea retelei dc turnare se realizeaza pe prese. Nu este necesara o debavurare, deoarece in cazul turnarii in cochila. dimensiunile bavurilor sunt mici, ele fiind indepartate in atelierele de prelucrari mecanice, odata cu adaosurile de prelucrare.

Tratamentele aplicate pieselor turnate.

Piesele turnate din otel carbon au in stare brut turnata o structura necorespunzatoare, caracteristici mecanice scazute, tensiuni interne termice si structurale ca urmare a racirii in forma, a taierii maselotelor si remanierii prin sudare. Otelurile carbon turnate in piese se deosebesc de otelurile forjate sau laminate si printr-o temperatura mai ridicta a punctului Ac? datorita continutului mai mare de Al si Si, fapt ce influenteaza alegerea temperaturilor de incalzire pentru tratamentul termic. La piesele turnate din otelurile carbon se aplica in practica urmatoarele tipuri de tratamente termice:

recoacerea de detensionare - consta in incalzirea pieselor cu viteza max. 100 °C/h pana la temperatura de 600 ± 10 'C. unde se mentin 1 h pentru fiecare 25 mm grosime de perete. Durata de mentinere se prelungeste cu inca 2-4 h pentru eliminarea completa a tensiunilor interne. Racirea se executa in cuptor cu o viteza de max. 50 °C/h pana la 200 °C. apoi in aer linistit:

recoacerea peste Acj - este tratamentul termic prin care in majoritatea cazurilor, daca piesele au grosimea de perete sub 100 mm, se realizeaza caracteristicile mecanice impuse de STAS 600-82. Se executa prin incalzirea cu trepte de preincalzire la 600° si 800'C sau prin incalzirea continua cu o viteza mai mica de 50 °C/h pana la temperatura de 860 - 920°C functie de marca otelului respectiv. Durata de mentinere la aceasta temperatura este de 1 h pentru fiecare 25 mm grosime de perete, dupa care are loc racirea in cuptor cu o viteza de max. 50°C/h pana la 400'C, apoi in aer;

normalizarea si detensionarea - se aplica in cazul ca prin recoacerea peste Ac? nu s-au obtinut valorile caracteristicilor impuse. Consta in incalzirea cu trepte de preincalzire la 600UC si 800°C sau continua cu 50°C/h pana la temperatura de 860-920°C functie de marca otelului. Durata de mentinere este de 1 h pentru fiecare 25 mm grosime de perete. Racirea are loc in aer linistit sau in aer fortat cu ajutorul ventilatoarelor. Dupa racirea pana la aprox. 350°C piesele se reincalzesc la temperatura de detensionare de 650 - 700°C unde se mentin 1 h pentru fiecare 25 mm grosime de perete plus o durata de egalizare a tensiunilor de 2-4 h. Racirea finala are loc in cuptor cu o viteza de max. 50°C/h pana la aprox. 20()'C, apoi in aer.

recoacerea de difuziune-iwrmalizare-detensionare - se aplica pieselor de dimensiuni mari, puternic segregate, la care se cer caracteristici mecanice ridicate de rezistenta si tenacitate. Este un ciclu lung, costisitor, care produce oxidare si decarburarea puternica a pieselor, precum si cresterea excesi grauntelui datorita temperaturii foarte ridicate a recoacerii de difuziune executa prin incalzire in doua trepte de preincalzire. sau continua, cu 50 pana la temperatura de 1100 - I150°C. functie de marca otelului respe Durata de mentinere este de I h pentru fiecare 25 mm grosime de peret care se adauga un timp de 4-6h pana la aprox. 550'C, dupa care art preincalzirea in vederea normalizarii si detensionarii.

Tratamentul termic aplicat piesei "bucsa" turnata din OLC 45400 este recoacerea de detensionare. descrisa mai sus

4.1.11.Controlul final. Controlul pieselor turnate se refera a controlul dimensional cat si la controlul nedistructiv. Prin acest contt urmareste inlaturarea pieselor care nu corespund conditiilor tehnice impus

Controlul dimensional se realizeaza in scopul verificarii c precizate pe desenul piesei brut turnate din figura 6.

Controlul nedistructiv urmareste depistarea defectelor de ir specifice pieselor turnate: sufluri, retasuri interioare, fisuri, crapatur