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Tecnologia MeccanicaTecnologia MeccanicaUniversitUniversitàà di Bergamodi Bergamo
FacoltFacoltàà 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 MeccanicaUniversitUniversitàà di Bergamodi Bergamo
FacoltFacoltàà 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 fattibilità del prodotto stesso, � l’estraibilità del modello dalla forma, � la necessità di realizzare sottosquadri o fori passanti � la necessità di progettare le anime e di dimensionare le portate d’anima.
Progettazione ciclo di fonderia
Richiami di fonderia
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Riepilogo delle problematiche
SottosquadriSottosquadri
Anime e portate d’animaForiFori
Filtri - Trappole - Sfiati
Riduzione tensioniAumento resistenza forma
Estraibilità del modello dalla forma
Lavorazioni successive
Formazione di cricche a caldo
Cavità di ritiro
AlimentazioneAlimentazione
DimensionamentoSpinta metallostaticaCanale e attacchi di colataCanale e attacchi di colata
Altri elementi
Scomposizione in piScomposizione in pi ùù partiparti
RaccordiRaccordi
Angoli di spogliaAngoli di spoglia
SovrametalloSovrametallo
Aspetti geometrici geometrici del modello e sua realizzabilitrealizzabilit àà
Attenzione alle variazioni di spessoreRaccordi - Dimensionamento
Tensioni di ritiro
Materozze - DimensionamentoRaffreddatori
RitiroRitiro
Fenomeni 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 cavità della forma, una volta solidificato e raffreddato completamente, presenterà 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 quantità 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 presenterà,
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 quantità 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
Richiami di fonderia
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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 può essere aggiunto o sottratto a seconda che si tratti di
superfici interne o esterne: dipende dal caso specifico
�Il ritiro va sempre aggiunto
�Gli sformi sono diversi fra superfici interne ed esterne
�Per la realizzazione di fori o cavità interne si utilizzano le anime
Richiami di fonderia
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36
26
10
97
65
47
14
24
67
36.3+3 +3+ 0.330
26.2+3 +3+ 0.220
10.1+3 -3+ 0.110
96.9+3 +3+ 0.9Dia. 90
64.7-3 -3+ 0.7Dia. 70
46.4+3 +3+ 0.4Dia. 40
14.2-3 -3+ 0.2Dia. 20
24.3-3 -3+ 0.3Dia. 30
66.6+3 +3+ 0.6Dia. 60
ModelloSovram.Rit.Dim.
Richiami di fonderia
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3 – Realizzazione foroPer realizzare un foro è necessario mettere nella cavità realizzata dal modello nella forma in terra, unun ’’animaanima che rappresenta il foro stesso. Questo significa che il modello modello èè pieno come se il foro non ci fossepieno come se il foro non ci fosse . Devono però essere previste delle portate dportate d ’’animaanima che hanno lo scopo di sostenere l’anima una volta inserita nella forma.
Passi :
1) Dimensionare il foro tenendo conto di ritiri e sovrametalli
2) Dimensionare le portate d’anima
3) Aggiungere le portate d’anima al modello
4) Disegnare l’anima
Richiami di fonderia
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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 già visto le quote relative al pezzo che riportiamo …Portate d’anima
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Modello finale
Raccordo pari al sovrametallo
Raccordo da tabella
Portata d’anima
Portata d’anima
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 2010
Allievi Meccanici
Università degli Studi di Bergamo – Facoltà 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 SIM
ILE
TEMA D’E
SAME
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 dell’anima (con relative portate d’anima).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 mod ello e dell’anima in cui, oltre al piano di divisione delle staffe, siano indicati gli angoli di spoglia, i raggi di raccordo e le portate
d’anima.
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- Omogeneità 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 d’anima
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
112111.8101.8100φ
397397.2-107.2400φ
519519109500φ
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°- 3°
Raggi di raccordoAngoli 10 – 15 mm
Spigoli pari al sovrametallo
Portate d’anima - 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 può essere svolta in questa fase ma richiederà 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) Numero
2) Posizione
3) Dimensioni
degli alimentatori (compresi di colletto) che si riterrà opportuno introdurre
affinché il getto si presenti privo di difetti, ovvero:
- senza cavità di ritiro
- senza porosità
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/)(2
4/)(
sdDdhDh
hdD
Superficie
VolumeM
ππππ
Scomponiamo il grezzo in geometrie elementari:
Dimensionamento del sistema di alimentazione
=⋅−−+⋅+⋅
⋅−=222
22
3544/)397519(26139761519
4/61)397519(
ππππ
mm 47.15=
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M2: barraM2: barra
mmSuperficie
VolumeM 75.8
143354
143352
2 =⋅⋅
⋅==
mm
sD
HD
HD
M 35.20354
4112
2112112
1124
112
44
2
42
2
2
22
2
3 =⋅−+⋅
=−+
=ππ
π
ππ
π
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
hh
Vm ⋅=⋅= 78544
1002πmm hhSm ⋅+=⋅+= 3147854100
4
1002
ππmm
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
hh
Vm ⋅=⋅= 113104
1202πmm hhSm ⋅+=⋅+= 37711310120
4
1202
ππmm
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 D m
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 D m
Dimensionamento del sistema di alimentazione
Primo caso
Selezioniamo una materozza circolare con diametro D=140 mm
Dovendo essere Mm=Vm/Sm otteniamo
hh
Vm ⋅=⋅= 153944
1402πhhSm ⋅+=⋅+= 44015394140
4
1402
ππ
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 D m
Dimensionamento del sistema di alimentazione
Primo caso
Selezioniamo una materozza circolare con diametro D=160 mm
Dovendo essere Mm=Vm/Sm otteniamo
hh
Vm ⋅=⋅= 201064
1602πhhSm ⋅+=⋅+= 50320106160
4
1602
ππ
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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44/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – A.A. 10/11
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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45/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – A.A. 10/11
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 (π*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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48/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – A.A. 10/11
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
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
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Resa della materozzaVolume della cavità di ritiro
Volume massimo alimentabile dalla materozza
Clindrica 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
=−⋅⋅=
==
=−⋅⋅=
−⋅=
π
π
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Materozza 1: diagramma CaineUtilizzeremo materozze non coibentate.I coefficienti dell’Eq. 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
03.01
1.003.0
1.0
=
+−
=⇒=
=
cx
yb
aArea pezzi sani
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Materozza 1: curve isodelta
( ) ( ) 32
333
2
3314
884000
5.12
4
14
4xyx
V
My
p
p
δδπ
δδπ +=⇒
+=
( ) 31322
1 8840004
3534000
43534000
4
50400500mm
VmmV ==⇒=⋅−π=
pm VVY /=Posto e ed esprimendo anche mV
in funzione del rapportopm MMX /=
DH /=δ 3kXY = 2
33 )41(4 δ
δ+π=p
p
V
Mk
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75
M3=20.35
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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
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Delta y Vm (mm 3)=y*VpMp (mm) 12.5 0.5 0.41 363977
Vp (mm 3) 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
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332 4
44 δπδππ
δ
mm
VDDHDV
DH
=⇒==
⋅=
Le dimensioni della materozza valgono:
Delta y Vm (mm 3)=y*Vp Dm (mm) Hm(mm)Mp (mm) 12.5 0.5 0.41 363977 97.5 48.8
Vp (mm 3) 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)
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Materozza 1: dimensionamento collare
collare coibentato
dimensionicollare
Dm (mm) Hm(mm) d (mm) L (mm)100 50 40 18
80 80 32 1475 115 30 14
Materozza 1 collare
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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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
hh
Vm ⋅=⋅= 113104
1202πmm hhSm ⋅+=⋅+= 37711310120
4
1202
ππmm
Da cui h= 131. 42 mm
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75
M3=20.35
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Materozza 3: diagramma CaineIniziamo con l’ipotizzare materozze non coibentate.I coefficienti dell’Eq. 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
03.01
1.003.0
1.0
=
+−
=⇒=
=
cx
yb
aArea pezzi sani
cby
ax +
−=
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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Materozza 3: curve isodelta
( ) ( ) 32
333
2
3314
785000
5.17
4
14
4xyx
V
My
p
p
δδπ
δδπ +=⇒
+=
32
3 7850004
100100mmV =⋅= π
pm VVY /=Posto e ed esprimendo anche mV
in funzione del rapportopm MMX /=
DH /=δ3kXY = 2
33 )41(
4 δδ+π=
p
p
V
Mk
Dimensionamento del sistema di alimentazione
M1=15.47 M2=8.75
M3=20.35
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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
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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 (mm 3)=y*VpMp (mm) 17.5 0.5 1.00 785546
Vp (mm 3) 785398 1.0 1.16 909197x 1.2 1.5 1.41 1108816
Materozza 3
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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332 4
44 δπδππ
δ
mm
VDDHDV
DH
=⇒==
⋅=
Le dimensioni della materozza valgono:
Scegliamo delle materozze cilindriche con dimensioni standard:
Delta y Vm (cm 3)=y*Vp Dm (mm) Hm(mm)Mp (mm) 17.5 0.5 1.00 785546 126 63
Vp (mm 3) 785398 1.0 1.16 909197 105 105x 1.2 1.5 1.41 1108816 98 147
Materozza 3
Dm (mm) Hm(mm)120 60
100 10095 15
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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64/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – A.A. 10/11
Materozza 3: dimensionamento collare
collare coibentato
dimensionicollare
Dm (mm) Hm(mm) d (mm) L (mm)120 60 48 22
100 100 40 1895 145 38 17
Materozza 3 collare
Dimensionamento del sistema di alimentazione
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65/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – 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
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Grezzo
Dimensionamento del sistema di colata
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Grezzo
Acciaio per getti (FeG520)
Dimensionamento del sistema di colata
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Volume del getto
VV11::
Scomponiamo il getto in geometrie elementari:
( ) 322
53539594
61397519mm=⋅−= π
1 2 3
Dimensionamento del sistema di colata
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VV22::
VV33:: 32
3 7854
1010cmV =⋅= π
( ) 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 350287644
5.111100mmVM =⋅= π 3
2
3 12161114
79140mmVM =⋅= π
Vgetto : 5353959+700700+1103428+3502876+1216111=11877074 mm3
Dimensionamento del sistema di colata
32
11034284
112112mm=⋅= π
( ) 32 700700414335 mm=⋅⋅=
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Dimensionamento sezioni caratteristicheOccorre determinare l’area 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 = velocità metallo nella sezione di strozzatura
=
A
C
S
S
S
S
Sistema non pressurizzato
Sistema pressurizzato
Dimensionamento del sistema di colata
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71/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – 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 all’irraggiamento da parte della
forma
71.1skt Ss ⋅=
Il valore di ts può essere calcolato mediante una di queste formule sperimentali:
Dove:• s = spessore della zona più 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
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72/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – 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 kS
Acciai 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
50°C 100°C 150°C 200°C
Dimensionamento del sistema di colata
GTSL TMSGBergamoBrescia
GTSL TMSGGTSL TMSGBergamoBergamoBresciaBrescia
73/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – 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 all’irraggiamento da parte della
forma
)150]([295.26
)100]([145.23
)50]([35.26.0
71.171.1
71.171.1
71.171.1
°+=⋅=⋅=
°+=⋅=⋅=
°+=⋅=⋅=
sskt
sskt
sskt
Ss
Ss
Ss
Il valore di ts può essere calcolato mediante una di queste formule sperimentali:
Dove:• s = spessore della zona più sottile [cm]• ks = costante empirica da tabella
Dimensionamento del sistema di colata
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74/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – 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 all’irraggiamento da parte della
forma
Il valore di ts può 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
sMkt
sMkt
sMkt
Ms
Ms
Ms
=⋅=⋅=
=⋅=⋅=
=⋅=⋅=
Dimensionamento del sistema di colata
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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
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76/84Tecnologia Meccanica – Università degli Studi di Bergamo – Prof. Gianluca D’Urso – 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
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Velocità 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
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Velocità di riempimento
mHgcv ⋅⋅= 2
Dove:• g = 9.8 (m/s2)• Hm= altezza dal pelo libero (m)• c = perdite di carico
2
2
+= if
m
hhH
h i
h f
mmHm 53.1302
160)56160(2
=
+−=
smgv / 8.0131.025.0 =⋅⋅=
Dimensionamento del sistema di colata
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23
1397/ 850
1187707mm
smm
mm
v
QSA ===
Sezioni
Rapporto delle sezioniSc = canale colata / Sd = canale distributore / Sa=
attacchi
Sc / Sd / Sa
4 / 3 / 2
2 2794 mmSC = 2 2096 mmSD =
smv / 85.0~)80.089.0(5.0 =+⋅=v media
Dimensionamento del sistema di colata
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Dimensioni
Dimensionamento del sistema di colata
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La spinta metallostatica
Dove:
g = peso specifico liquido (kg/m3)
V1,2,3 = volume (m3)
V2V2
Dimensionamento del sistema di colata
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La spinta metallostatica
( ) ( ) 322
1 109712274
35160397519mmV =−⋅−= π
( ) ( ) 32 285285045.1716014335 mmV =⋅−⋅⋅=
( ) 32
3 4.9753514
61160112mmV =−⋅= π
V1 V2V3
Altezza staffa: 160 mm
Ipotesi: trascuro materozze
Dimensionamento del sistema di colata
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3321 47994281 mmVVVV =++=
( ) kgVVVF 115321 =++= γ Verso l’alto
La staffa superiore pesa:
( )3
3
898126864500645715808780640000
224823461608006302/
7.2
mm
VVVV
dm
kg
materozzepezzostaffasabbia
sabbia
=−−=
=−−⋅⋅=−−=
=γ
F=186 kg Verso il basso
186 > 115 OKOK
Dimensioni staffa
Dimensionamento del sistema di colata