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Tecnologia Meccanica

79

Tolleranze di processo

Tolleranza di progetto

< Tolleranza di processo > tolleranza di processo

Nessuna aggiunta di sovrametalli Aggiunta di sovrametalli

Lavorazioni successive per asportazione

In base alle tolleranze ottenibili dal processo è possibile stabilire se è necessario aggiungere materiale per ottenere le tolleranze richieste successivamente per asportazione di materiale

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80

Nella tabella UNI 6225-73 sono precisate le tolleranze dimensionali e i sovrametalli per la lavorazione meccanica dei getti di acciaio non legato (UNI 3150-68), colati in sabbia. Le tolleranze sono bilaterali (disposte a cavallo della linea dello zero).

Dimensione nominale

(mm)

Massima

dimensione del

getto grezzo

fino a 80

mm

oltre 80

fino a

180

oltre 180

fino a

315

oltre 315

fino a

500

oltre 500

fino a

800

oltre 800

fino a

1250

oltre

1250

fino a

1600

oltre

1600

fino a

2500

(mm) A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C

fino a 120 6 4 3 7 5 4 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

oltre 120 fino a 500 7 5 4 8 5 5 10 6 6 14 8 7 - - - - - - - - - - - -

oltre 500 fino a 250 8 5 5 9 6 6 11 7 7 15 9 8 18 11 9 20 13 - - - - - - -

oltre 1250 fino 2500 9 6 6 10 7 7 12 8 8 16 10 9 20 12 10 22 14 11 25 15 - 30 17 -

si distinguono 3 gradi di precisione:Getti singoliAmpiaA

NumerositàTolleranzaGrado di precisione

Getti di serieStrettaC

Getti ripetutiMediaB

Tolleranze

dimensionali

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Dimensione nominale

(mm)

Massima

dimensione del

getto grezzo

fino a 80

mm

oltre 80

fino a

180

oltre 180

fino a

315

oltre 315

fino a

500

oltre 500

fino a

800

oltre 800

fino a

1250

oltre

1250

fino a

1600

oltre

1600

fino a

2500(mm)

A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C

fino a 120 6 3 4 7 5 5 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

oltre 120 fino a 500 6 4 5 7 5 5 8 6 6 10 7 7 - - - - - - - - - - - -

oltre 500 fino a 250 7 5 5 8 6 6 9 7 7 11 8 8 12 9 8 13 10 - - - - - - -

oltre 1250 fino 2500 8 7 6 9 7 7 10 9 8 12 10 9 13 10 19 14 12 10 15 13 - 17 14 -

Sovrametalli

Nel caso in cui le tolleranze ottenibili sono più larghe di quelle richieste occorre aggiungere sovrametallo in dipendenza delle dimensioni (massime e nominali) e della tipologia del getto

Vale lo stesso discorso nel caso di rugosità ottenibili più scadenti di quelle richieste: occorre aggiungere sovrametallo al fine di permettere mediante lavorazioni successive di produrre le finiture desiderate.

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82

Quota Tolleranza Caso 1 Caso 2 Caso 1 con Caso 2 connominale intrinseca sovrametallo sovrametallodel grezzo del processo

Effetto dimensioni massime Effetto della dimensione da lavorare

errore = 1° di inclinazione errore = 1% sul ritiro

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83

Sovrametallo (considerazioni )

sovrammetallo

- all'aumentare delle dimensioni

- all’aumentare della precisione richiesta

- fusioni di serie

aumenta

diminuisce

costante

variabile - per semplificare l' anima

- favorire la solidificazione direzionaleSOPRAMMETALLO VARIABILE

SOPRAMMETALLO COSTANTE

MATEROZZA

SOPRAMMETALLO

VARIABILE

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METALLO

FUSO

PROBABILI ZONE di EROSIONE

METALLO

FUSO

DISEGNO CORRETTODiverse condizioni per angoli e spigoli

GETTO

ANGOLO

SPIGOLO

R

r

per ridurre erosione della formadurante la colata

per ridurre rischi di rotturadurante la solidificazione

per ridurre concentrazionidi tensioni durante l’uso

Raggi di raccordo

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85

Tfs Ta Lf = Li ( 1 - α ∆ T )

La forma ha modificato le sue dimensioni

Il metallo si ritira in modo dipendente anchedalla configurazione geometrica

Le anime funzionanoda vincoli

Ritiri lineari per getti colati in sabbia (valori indicativi)

MATERIALI RITIRO (%)

Getti piccoli Getti medi Getti grandi

GHISE GRIGIE 1 0.85 0.7

GHISE MALLEABILI 1.4 1 0.75

GHISE LEGATE 1.3 1.05 0.35

ACCIAIO 2 1.5 1.2

ALLUMINIO e LEGHE 1.6 1.4 1.3

BRONZI 1.4 1.2 1.2

OTTONI 1.8 1.6 1.4

LEGHE di

MAGNESIO

1.4 1.3 1.1

Ritiro

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PROGETTAZIONE DELLA FORMAPROGETTAZIONE DELLA FORMA

realizzazione della cavità all’interno della formanella quale verrà colato il metallo liquido

transitorio

transitoria modello

forma permanente

permanente

forme transitorie - possono essere distrutte dopo la colata materiale: terra di fonderia- devono permettere l’estrazione del modello piano di separazione

forme permanenti - devono essere resistenti e durature materiale metallico- devono permettere estrazione del pezzo angoli di sformo

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87

Ciclo di formatura in terra

SPECIFICHE DEL

COMPONENTE

COSTRUZIONE

DEL MODELLO

PREPARAZIONE

MATERIALI DI

FORMATURA

PREPARAZIONE

DELLA FORMAFUSIONE

COLATA

SOLIDIFICAZIONE E

RAFFREDDAMENTO

APERTURA DELLA

FORMA /

DISTAFFATURA

FINITURA /

SBAVATURA /

STERRATURA /

SMATEROZZAMENTO

CONTROLLI

TRATTAMENTI

TERMICI

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88

Forma e modello

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89

modello dell’oggetto da produrre

modello all’interno della staffa

dal momento che il modello deve essere riutilizzato (modello permanente) come si fa ad estrarlo senza danneggiarlo?

piano di separazione delle staffe

Scelta del piano di separazione

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90

VALORI DELLO SFORMO s in mm e in %

dell' ANGOLO di SFORMO β

ALTEZZA delMODELLO

(mm)

SFORMO Angolo di sformo

β

s (mm) (%)

fino a 40 0.5 1.25 1'30''

40 - 59 0.75 1.8 - 1.2 1'

60 - 119 1 1.7 - 0.8 40''

120 - 159 1.5 1.7 - 0.8 40''

160 - 199 1.75 1.1 - 0.9 40''

200 - 249 2 1.0 - 0.8 30''

250 - 299 2.5 1.0 - 0.8 30''

300 - 399 3 1.0 - 0.75 30''

400 - 499 3.5 0.9 - 0.8 30''

>= 500 4 <= 0.8 30''

I valori di questa tabella sono di preferenza da adottare per modelli METALLICI, lavorati amacchina, possibilmente fissati su placche e ben finiti. La sformatura dovra' essere fatta convibratori e con guide o, meglio, su macchine a sformare.

per permettereestrazione del modello

H

IMPRONTA

MODELLO

Angoli di sformo

Il modello deve essere modificato per una necessità tecnologica

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91

L / D >> 1

L / D << 1

Disposizione dell’impronta nella forma

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92

Eliminazione sottosquadri

problema soluzioni

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93

5. Realizzazione tirate d’aria

Preparazione della forma

0: preparazione del modello

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94

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95

Pezzo con una superficie piana

Pezzo forato

Esempi di forme allestite

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96

L / D >> 1

L / D << 1

Disposizione dell’impronta nella forma

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97

SCOSSA COMPRESSIONE SFORMATURA

PIATTO DI COMPRESSIONE

STAFFA

PLACCA MODELLO

TAVOLA

CANDELE PER LA SFORMATURA

PISTONE DI SCOSSA

PISTONE DI COMPRESSIONE

1

2

5

7

6

3

4

1

2

3

4

5

6

7

TRAMOGGIA

PALETTA ROTANTE

TESTA DI LANCIO

FORMATURA A LANCIO CENTRIFUGO

ENTRATA TERRA

FORMATURA DALL' ALTO

FORMATURA DAL BASSO

Macchine per formatura

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98

Realizzazione di fori ciechi o passantiper mezzo di occupazione di una partedel getto con materiale di formatura

portata d’anima

Staffa inferiore

terra di formatura

animagetto

requisiti delle anime

- maggiore refrattarietà

- elevata resistenza meccanica fino al termine della solidificazione

- friabilità

Anime

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99

realizzazione delle anime

cassa d’anima soffiaggio delle anime

armatura armature semplici tirate d’aria interneall’anima

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100

L ≤ 5D3S ≤ D

L ≤ 3D2S ≤ D ≤ 3S

L ≤ DD < 2 S

S SD

L ≤ 3D3S ≤ D

L ≤ 2D2S ≤ D ≤ 3S

P ≤ D/2D < 2 S

S SD

LP

Dimensionamento delle anime

Le anime devono sopportare sollecitazioni termiche e sollecitazioni meccanicheQuindi non devono essere troppo snelle e non devono essere circondate da troppo liquido

Inflessione e conseguente eccessiva deformazione (tolleranze) o rottura

Sovra-cottura e conseguente difficoltà di rimozione

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101

Caratteristiche richieste

1 plasticita' (scorrevolezza)

2 coesione

3 refrattarieta'

4 permeabilita'

5 sgretolabilita'

R

% argilla

R

% acqua

• Sabbia silicea (SiO2)

• argilla (soprattutto bentonite)

• acqua (ha il compito di conferire

potere legante all’argilla)

Materiali per la formatura in terra

grani tondeggiantidiametro uniforme

grani grossi e piccoli- porosità+ resistenza

grani spigolosi+ legante+ resistenza- refrattarietà

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102

sabbia indice AFSmolto grossa < 18grossa 18-35media 35-60fina 50-150finissima >150

Indice di finezza 4096 / 87.2 47

10050.0

12.86.4Argilloide

409687.243.6Totale

30010.5300-fondo

0002000.053270

840.60.31400.074200

200211000.105140

49073.5700.149100

11002211500.21070

13603417400.29750

480168300.4240

723.61.8200.5930

1010.5100.8420

00051.6812

00033.366

ProdottoTrattenuto

(g) (%)

FattoreMaglia

(mm)

Numero

ANALISI GRANULOMETRICA DI SABBIA

+

forma del grano

distribuzione granulometrica

finitura superficiale

+

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103

Influenza

dell’evaporazione

dell’acqua

superficiale e

condensazione

negli strati più

profondi

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104

Legante

naturale argilla o bentonite

forti 16%semigrasse 6-16% materiale di colatamagre 5-8% peso del gettosilicee <5% in funzione di spessore della parete

numero di pezzisinteticoinorganico silicato sodico

cemento

organico resine fenolichefuraniche…..

tabella

soffiaggiocompattazione pressatura

vibrazione

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105

ariaTa CO2

Na2O . x SiO2 + CO2 -> Na2CO2 + SiO2

indurimentofornocampi alta frequenza

a caldo aria caldautensili caldiradiazione infrarossa

breve (sec)tempi medio (min)

lungo (ore)

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106

Lavorazione delle terre

terra usata sabbia nuova

rottura zolle essiccazioneseparazione parti metallichesetacciaturaseparazione delle polveri acqua

agglomerantenero minerale

dosaturamolazzaturadisintegrazione

formatura

Molazza

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107

Prove sulle terre

1. determinazione del tenore di argilla

si effettua lavando la sabbia e valutando la differenza in peso

(strumento : “levigatore”)

2. indice di finezza

setaccio in colonna in serie decrescente

3. contenuto di umidita’

strumento che impiega carburo di calcio CaC2 che reagisce con

l’acqua provocando un aumento di pressione.

4. Prove meccaniche

5. COESIONE A VERDE / SECCOCompressione statica e dinamica mediante “coesimetri”

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