esercizi tecnologia meccanica, Esercizi di Tecnologia Meccanica

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È buona regola assumere in corrispondenza degli spigoli un raggio di raccordo pari al sovrametallo. Ritiro Il metallo, in fase solida, si ritira in modo dipendente dalla configurazione geometrica e dai vincoli (esercitati per esempio dalle anime); si possono fare valutazioni approssimate dell’entità dei ritiri utilizzando i seguenti valori lineari medi in tabella. Valori del ritiro lineare medio in fase di solidificazione DIMENSIONI STAFFE UNIFICATE POLITECNICO DI BARI modulo di Tecnologia Meccanica Ing Gestionale (Ord. 273 e 509) Esercitazioni FONDERIA Prof. G. Palumbo Pagina 5 di 8 DIMENSIONAMENTO SISTEMA DI COLATA SC :➔ sezione del canale di colata SD:➔ sezione del canale di distribuzione SA:➔ sezione degli attacchi di colata Il tempo tc in cui avviene la colata deve soddisfare alla duplice condizione di essere inferiore: a. Al tempo limite dopo il quale la forma comincia a danneggiarsi per irraggiamento o erosione (tcrit); tale tempo critico può essere stimato all’incirca pari a 60 sec nel caso di forme transitorie che utilizzino leganti sintetici, e compreso tra 4 e 25 sec nel caso di forme che utilizzino leganti naturali. b. Al tempo di inizio solidificazione (ts), valutabile attraverso una delle due relazioni seguenti: ts= KM M1.71 [sec] ts= KS S1.71 [sec] essendo S ed M rispettivamente lo spessore ed il modulo critico (1) del getto espressi in cm, mentre KM e KS coefficienti ricavabili dalla tabella seguente. 1 Per spessore critico si intende il più piccolo spessore del getto, da cui si ottiene il valore più piccolo del tempo di solidificazione; discorso analogo per il modulo critico bacino di colata POLITECNICO DI BARI modulo di Tecnologia Meccanica Ing Gestionale (Ord. 273 e 509) Esercitazioni FONDERIA Prof. G. Palumbo Pagina 6 di 8 1. Si deve realizzare per fusione il componente in figura 1 (quote in mm). Il materiale da adoperare è ghisa bianca (coefficiente medio di contrazione lineare pari al 2%). ✓ Supponendo di assumere un sovrammetallo costante su tutte le superfici, si esegua il disegno quotato del modello (materiale: legno) da utilizzare per la realizzazione della forma. 2. Si deve realizzare per fusione il pezzo illustrato in figura 2 (dimensioni in mm) utilizzando una forma transitoria a verde ed una materozza cilindrica a cielo aperto. Il materiale da adoperare è Acciaio (coefficiente di contrazione lineare pari a 1.8%). ✓ Si valuti il p.d.s. più opportuno. ✓ Si determinino le dimensioni del modello, trascurando la presenza di angoli di sformo e raggi di raccordo. 3. In figura 3 è riportato il disegno di un componente in alluminio (coefficiente medio di contrazione lineare pari a 1.2%) realizzato per fusione in forma transitoria. Il modello deve essere realizzato in legno. ✓ Valutare la posizione più opportuna del piano di divisione delle staffe motivandola; ✓ Ipotizzando di adottare un sovrammetallo pari a 5 mm, disegnare il modello da utilizzare trascurando la presenza di angoli di sformo e di raggi di raccordo. 4. Le dimensioni di un volano a temperatura ambiente (T0=25°C) sono: spessore pari a 50mm, diametro esterno paria 408mm e diametro interno pari a 38mm. Si intende realizzare il volano in ghisa grigia utilizzando come tecnologia di lavorazione quella della formatura in staffa. La ghisa è colata nella cavità alla temperatura di C1250 ; la ghisa solidifica alla temperatura di C1150 ed ha un coefficiente di contrazione durante il raffreddamento in fase solida di Cmmmmx = − /1012 6 . Trascurando le variazioni di forma dovute agli angoli di sformo ed ai raggi di raccordo, dimensionare il modello e l’anima, prevedendo un sovrametallo su tutte le superfici di mm5 . Figura. 1 Figura. 2 Dext=100 mm Dflangia=200 mm L=200 mm Lflangia=50 mm al =27.6 N/dm3 terra =17.5 N/dm3 Figura. 3 POLITECNICO DI BARI modulo di Tecnologia Meccanica Ing Gestionale (Ord. 273 e 509) Esercitazioni FONDERIA Prof. G. Palumbo Pagina 7 di 8 5. Si devono realizzare per fonderia tre pezzi in lega di alluminio ( =2.7 kg/dm3) di forma rispettivamente sferica, cubica e cilindrica (H/D = 1.5). Essi sono caratterizzati da un identico volume pari a 9 m3. ✓ Calcolare i tempi di solidificazione utilizzando la relazione: ts= 12 M1.71 (con M modulo espresso in cm) 6. Si consideri il grezzo di fusione da ottenere con il modello definito nell’esercizio 1. Si decide di adottare, come modello di materozza, un cilindro con rapporto H/D=1.5; inoltre le staffe da adoperare per la realizzazione della forma sono di altezza H=125mm. ✓ Determinare la posizione più opportuna della (delle) materozza motivando la scelta; Calcolare il numero e le dimensioni della (delle) materozza sapendo che il coefficiente di contrazione volumica è pari a 4.5%. 7. Si devono realizzare due getti in Alluminio di ugual peso; uno di essi è una piastra quadrata di spessore 50mm, l’altro è un cilindro (rapporto D/H=4) di altezza pure 50mm. ✓ Si valuti l’opportunità di economizzare sulla realizzazione dei modelli per le materozze impiegando lo stesso modello per entrambe le forme. ✓ Si determinino le dimensioni ed il numero di materozze nel caso si adoperi una materozza cieca (Km=20%) costituita da un corpo cilindrico (Hm/Dm=1) sormontato da una calotta emisferica. ✓ Si determinino le dimensioni ed il numero di materozze nel caso si adoperi una materozza affiorante (Km=14%) di forma cilindrica (Hm/Dm =1). 8. Un disco in acciaio di 200 mm di diametro e 50 mm di spessore è ottenuto con un processo di fusione in staffa (vedi figura 4). Il materiale un coefficiente di ritiro volumetrico del 6%. La materozza cilindrica (Hm/Dm=1.5) è disposta come indicato in figura. ✓ Determinare le dimensioni della materozza. ✓ Determinare il massimo volume alimentabile Vmax senza rischio di imperfezioni nel pezzo. ✓ Calcolare la resa del getto. 9. Si deve realizzare per fusione una piastra in lega Cu-Zn di dimensioni (mm) 25x100x200. Il coefficiente di contrazione volumica della lega (b) è pari a 4.5%. Si prevede inoltre di disporre la materozza dalla parte del lato corto della piastra ed il canale di alimentazione dalla parte opposta, con due attacchi di colata lungo i lati lunghi della piastra (vedi figura 5). ✓ Dimensionare la materozza (cilindrica, con Hm/Dm =1.5). ✓ Ipotizzando un tempo di colata (tC) di 10 sec, dimensionare il sistema di alimentazione schematizzato in figura 5 (divergente, 1:2:3) Figura. 4 Figura. 5