3. Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta

Transkriptio

1 3. Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto 3.1 Käsitteet jakopinta ja jakoviiva Kahden muotinosan välistä kosketuspintaa nimitetään jakopinnaksi. Jakopintaa merkitään piirustuksissa -merkillä. Merkin vaakasuorat osat ilmoittavat, mikä puoli kappaleesta on tarkoitettu yläosaan. Kappaleen lopullinen ja sopivin muoto voidaan suunnitella vasta sitten. kun sen jakopinnan muoto on ratkaistu. Jos mahdollista, on valukappale muotoiltava siten, että jakopinta muodostuu suoraksi. Murtojakopinta lisää yleensä kappaleen valmistuskustannuksia. mallin valmistus vaikeutuu mallin käsittely mahdollisesti vaikeutuu muotin viimeistelytarve lisääntyy valukappaleen puhdistustarve lisääntyy. Kuva 9. Jaettu malli, jossa jakokohdassa sijaitsee muotin jakopinta Suora jakopinta yksinkertaistaa kaavausta ja vähentää valuvirheiden ja hylättyjen kappaleen määrää. Kahteen muotinpuoliskoon jaettu malli mahdollistaa kuvassa 8 mainitut ongelmat, ja jakopintaan syntyy mahdollisesti korjaus- tai hiontatarvetta, mikä lisää valukappaleen kustannusta sekä huonontaa ulkomuotoa. Kuva 10. Murto- ja suora jakopinta Pekka Niemi Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta - 1

2 3.2 Jakopinnan sijoitus Jakopinta voidaan sijoittaa kappaleeseen tavallisesti usealla eri tavalla. Kappaleen lopullinen ja sopivin muoto voidaan suunnitella vasta sen jälkeen, kun sen jakopinnan sijainti on ratkaistu. Huomioidaan seuraavat näkökohdat jakopinnan sijaintia valittaessa: tarvitaan mahdollisimman vähän keernoja keernoista seuraa aina kustannuksia (mainittu luvussa 4.2) käytetään mahdollisimman vähän irtopaloja ne lisäävät ja hankaloittavat muotin valmistusta ja aiheuttavat työkustannuksia ne lisäävät valunpuhdistustarvetta (purseet) ne hankaloittavat mallin varastointia ja kuljetusta (irtopalojen pysyttävä mallin mukana) murtojakopintoja vältettävä, koska kustannukset yleensä kasvavat (katso luku 5.1) suuret työstettävät pinnat mieluummin pystyyn tai alapinnaksi muotissa vältetään epäpuhtauksia, kuten hiekkarakeita metallin pinnassa, jotka vaikeuttavat koneistusta pyri sijoittamaan kappale muotiin siten, että muotista tulee mahdollisimman matala, jolloin seurauksena hiekkamäärän vähentäminen hiekkaseoskustannusten vähentäminen kaavaustyöajan vähentäminen muotin käsittelyn helpottaminen. Kuva 11. Jakopinnan suoristaminen Pekka Niemi Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta - 2

3 Kuvassa 11 on muutettu rakenne B:n mukaiseksi. Se pienentää malli- ja kaavauskustannuksia yksinkertaistaa mallinvalmistusta vähentää hiekkakustannuksia muotinvalmistuksessa. Kappaleen muoto on yleensä määräävä tekijä. Lisäksi on huomioitava valmistettavien valukappaleiden määrä ja valmistustapa. Parhaimpana ratkaisuna voidaan pitää melkein poikkeuksetta sellaista kappalemuotoa, joka voidaan kaavata jakamattomalla mallilla alakehään. Lisäksi jakopinnan on hyvä olla suora sekä kehäkorkeuden alaosassa mahdollisimman matala. Näin päästään edullisimpaan lopputulokseen: mallin valmistuksessa kaavauksessa mittatarkkuudessa valunpuhdistuksessa. 3.3 Jakotaso Jakotasoa suunnitellessa on syytä huomioida erilaisia näkökohtia, jotka vaikuttavat valintaan. Seuraavassa muutamia: Jakotason tulisi olla suora; mieluummin vain yksi jakotaso. Kappaleen luonnollisia päästöjä tulisi käyttää hyväksi. Jakotasoa valittaessa tulisi välttää turhia keernoja. Jakopinta on sijoitettava niin, että keernoitus on mahdollisimman helppo. Jakotasoa valittaessa on kappaleen syöttö huomioitava ja valukkeiden poisto tehtävä mahdollisimman helpoksi. Suunnittele työstön lähtöpinnat, toleroidut mitat yhteen muotin osaan. Jakotaso tulisi valita mallinvalmistuksen kannalta mahdollisimman edulliseen paikkaan ja mieluummin niin, että malli on kokonaan toisessa puoliskossa. Seuraavassa kuvat esimerkkejä vaihtoehdoista Pekka Niemi Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta - 3

4 Kuva 12. Valettava kappale Kuva 12 A ja B. Jakopinnan valinta Valukappaleen muoto ei yksinomaan ratkaise jakopinnan valintaa, vaan siihen vaikuttavat myös valimon mm. kaavausmenetelmät ja kaavauskehät. Kuvan 12 A tapauksessa päästään matalaan kehäkokoon, mutta joudutaan ottamaan huomioon suuri työvaratarve muotin yläpinnoissa, suurempi toleranssiaste kappaleen ollessa kahdessa muotinpuoliskossa ja valmistamaan työkustannuksiltaan kallis keerna. Kuvassa 12 B saadaan valukappale yhteen muotinpuoliskoon ja saadaan työvara- ja toleranssitarpeet pienemmäksi. Joudutaan käyttämään korkeampaa kehäkorkeutta yläkehässä Pekka Niemi Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta - 4

5 3.4 Jakotason valinta Jakopinta voi olla suora tai epäsäännöllinen. Yhdessä ja samassa tasossa sijaitsevaa jakotasoa kutsutaan suoraksi jakopinnaksi. Suoran jakopinnan edut: helppo tehdä yksittäisissä kappaleissa yleensä edullisin. Suoran jakopinnan haitat: joskus joudutaan käyttämään keernoja. Mikäli jakotaso ei ole suora, kutsutaan sitä murtojakopinnaksi eli epäsuoraksi jakopinnaksi. Epäsuoran jakopinnan edut: suurissa sarjoissa edullinen konekaavauksessa edullinen. Epäsuoran jakopinnan haitat: vaatii mahdollisesti muotin vahvistamista sopii kaavauskoneisiin, tarvitsee erikoiskehiä ja -laitteita mallin sovittaminen on vaikeampaa kehiin Pekka Niemi Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta - 5

6 Esimerkki kahdesta erilaisesta tavasta sijoittaa jakopinta kuvassa 13. Kuva 13. Valukappaleen kaksi kaavaustapaa Tapa A: käytetty murtojakopintaa Tapa B: keernan avulla saavutettu murtojakopinta. Murtojakopintaa käytettäessä seurauksena saavutetaan helpompi kaavaustapa, mutta joudutaan tekemään keerna. Valukappaleen valmistusmäärästä riippuu kannattavuus. Mikäli tehdään vain vähäinen määrä (jonka ratkaisee valimokohtaisesti mm. kaavausmenetelmä), on saavutettu etu vähäisempi keernalaatikon ja keernojen valmistustarvekustannuksista johtuen Pekka Niemi Valukappaleiden suunnittelu mallikustannusten kannalta - 6