http://www.valuatlas.net ValuAtlas Kestomuottivalujen suunnittelu Seija Meskanen, Tuula Höök



Samankaltaiset tiedostot
23. Yleistä valumalleista

Liikkuva keerna. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa Liikkuva keerna

Liikkuva keerna. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa

Kuumana kovettuvat hiekkaseokset

Esimerkkejä ruiskuvalukappaleista

Jakopinnat ja liikkuvan keernan pinnat 1, keerna jakopinnan tasalla

Kuva 2. Lankasahauksen periaate.

Jakolinja. ValuAtlas & CAE DS 2007 Ruisku ja painevalukappaleen suunnittelu. Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto

- ValuAtlas ja CAE DS Muotin suunnittelu Tuula Höök

3. Muotinvalmistuksen periaate

Kuva 104. Kehysten muotoilu. Kuva 105. Kehässä hiekkalistat

Periaatteet. ValuAtlas Muotin valmistus Tuula Höök. Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto

Liikkuva keerna 1. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa movingcore_1.sldprt. CAE DS Kappaleensuunnitteluharjoitukset

Perusteet 1, yksinkertaisen kappaleen tilavuusmallinnus

kannet ja kotelot Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto

26. Valumallin valmistuksessa huomioon otettavia seikkoja

2. Valukappaleiden suunnittelu mallikustannusten kannalta

18. Muotin täyttöjärjestelmä

Tilavuusmallinnus 2, pursotuksin ja pursotetuin leikkauspinnoin muotoiltuja kappaleita

Monilla valukappaleilla on luonnollinen päästö, toisin sanoen kappaleen oma muoto muodostaa päästön.

Teoriatausta. Työvaiheet. CAD työkalut harjoituksessa. CAE DS Muotinsuunnitteluharjoitukset

37. Keernalaatikoiden irto-osat

Ulostyöntimet 1. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa

kannet ja kotelot Tuula Höök Tampereen teknillinen yliopisto

Muottien valmistus sullomalla

Hiekkamuottimenetelmät

Myös hiekan sideaine vaikuttaa sullonnan määrään. Hartsisideainehiekkojen sullontatarve on huomattavasti vähäisempi kuin bentoniittihiekkojen.

Päästöjen analysointi ja piirteiden korjaaminen 3

2. Käsinkaavaustapahtuma tuorehiekkaan

Valetun koneenosan 3D CAD suunnittelun perusteet

- ValuAtlas & TREDU Muotinvalmistustekniikka R. Keskinen, P. Niemi Kuva 311.

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

Euroopan alueella toimii useita standardikomponenttien ja muotin osien toimittajia (Taulukko 1).

Muovimateriaali kutistuu ja aiheuttaa painetta sekä kitkavoimia keernan ja kappaleen välille.

Keernojen erottaminen

Perusteet 2, keernallisia kappaleita

Painevalut 1. Teoriatausta Knit. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa diecasting_1.sldprt. CAE DS Kappaleensuunnitteluharjoitukset

Liikkuva keerna 1. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa. movingcore_2.sldprt. CAE DS Kappaleensuunnitteluharjoitukset

Muotin perusrakenne Ruisku tai painevalukappaleen rakenteen perusasiat: päästö, kulmapyöristys, jakopinta ja vastapäästö.

Perusteet 2, pintamallinnus

Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa. Ruiskuvalumuotin kanavisto 1

14. Muotin kaasukanavat

12. Erilaiset liitoskohdat ja risteykset

Ulostyöntölaatikko. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa Ulostyöntölaatikko. CAE DS Muotinsuunnitteluharjoitukset

Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa Vinotapilla liikutettava

Standardin ISO 8062 mittatoleranssijärjestelmä

ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Perusteet 4, tilavuusmallinnus

KOTELOIDEN VALMISTUSMENETELMÄT JA NIIHIN LIITTYVÄT SUUNNITTELUOHJEET

Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa. Ruiskuvalumuotin kanavisto 2

13. Sulan metallin nostovoima

19. Muotin syöttöjärjestelmä

Muotin rakenne Ruisku tai painevalukappaleen rakenteen perusasiat: hellitys eli päästö, kulmapyöristys, jakopinta ja vastapäästö.

Perusteet 2, pintamallinnus

7. Valukappaleiden suunnittelu keernojen käytön kannalta

Keernojen erottaminen

Perusteet 5, pintamallinnus

1. Valantaa kautta aikojen

PIENTEN KAPPALEIDEN VALUTEKNIIKAT JA SUOMESSA PIENIÄ VALUKAPPALEITA VALMISTAVAT YRITYKSET

Perusteet 1, yksinkertaisen kappaleen tilavuusmallinnus

33. Valumenetelmiä Kuorimuottimenetelmä. Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto

Painevalut 3. Teoriatausta Revolved Pattern. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa diecasting_3_1.sldprt

Rauta, teräs ja metallivalujen valuviat

Suunnitteluohjeita tarkkuusvalukappaleelle

1. Hae zip tiedosto start_sliding_core.zip, tallenna se omalle koneellesi

33. Valimohiekkojen kuljetuslaitteet

Tilavuusmallinnus 1, pursotettuja kappaleita

Tilavuusmallinnus 1, pursotettuja kappaleita

Tilavuusmallinnus 2, pursotuksin ja leikkauspinnoin muotoiltuja kappaleita Tuula Höök Tampereen Teknillinen Yliopisto

Perusteet 3, tilavuus ja pintamallinnus

1. Hae zip tiedosto start_sliding_core.zip, tallenna se omalle koneellesi

Perusteet 2, pintamallinnus

Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa. Uppokipinätyöstön elektrodi

Perusteet 3, tilavuus ja pintamallinnus

Kaasuavusteinen ruiskuvalu

Perusteet 2, keernallisia kappaleita

Perusteet 3, kotelomaisia kappaleita

Muottien valmistus kemiallisesti kovettuvilla hiekoilla

Jouni Pesiö 3D-MITTAUSJÄRJESTELMÄN KÄYTTÖ VALIMON LAADUNVARMISTUKSESSA

Painevalukappaleen mittatarkkuus ja toleranssit 1

Perusteet 2, pintamallinnus

3. Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta

Sinkkiseosten painevalu

Ulostyöntimet 1. Teoriatausta. Mallinnuksen vaiheet. CAD työkalut harjoituksessa

Jakopinta monipesäinen muotti

Ruiskuvalumuotin kanavisto 1

Tilavuusmallinnus 3, pyöräytettyjä,sweepattuja ja loftattuja kappaleita

Kestomuottivalun suunnittelun perusteet

ValuAtlas Valimotekniikan perusteet Seija Meskanen, Tuula Höök

Mallinnusta pinnoilla 1

Perusteet 5, pintamallinnus

Pintamallinnus 1: Pursotettuja pintoja

Mallinnusta pinnoilla 1

Uppokipinätyöstö. ValuAtlas & CAE DS Muotin osien valmistus. Tampereen teknillinen yliopisto Tuula Höök

Tilavuusmallinnus 3, Shaft, Rib ja Multi sections Solid työkaluin mallinnettuja kappaleita

Perusteet 6, lisää pintamallinnusta

LEIMASINBETONI. Maaliskuu 2011 SEMTU OY Puh mailbox@semtu.fi PL 124, KERAVA Fax

Valimon aiheuttamat valuviat

Alumiinivalujen raaka-ainestandardit

Transkriptio:

Täysmuottikaavaus Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Tuula Höök, Tampereen teknillinen yliopisto Täysmuottikaavaus on menetelmä, jossa paisutetusta polystyreenistä (EPS) valmistettu, yleensä pinnoitettu kertamalli kaavataan muottiaineen sisälle. Polystyreenimalli kaasuuntuu pois valamisen aikana. Menetelmä eroaa tavallisesta kaavauksesta lähinnä vain siinä, että malli jätetään muottiin. Menetelmän etuja tavanomaiseen kaavaukseen verrattuna ovat: Mallia ei tarvitse jakaa hiekkamuotin jakopintaa pitkin; malli jaetaan siten, että se voidaan valmistaa kahteen suuntaan aukeavilla metallimuoteilla yhtenä tai useampana kappaleena Hellitysten suunnat ja suuruudet vapaammin valittavissa kuin tavanomaisessa mallikaavauksessa Pienemmät hellitykset mallikaavaukseen verrattuna; muotin pesäpinnoille tarvitaan pienimmillään 0 1 asteen hellitys; keernapintojen hellitykset ovat samaa luokkaa kuin kokilleissa eli 2 5 astetta Ei tarvita keernoja eikä siten keernalaatikoita; kaavaus ja muotin kokoaminen nopeutuu Purseiden määrä vähenee, koska muotti on yhtenäinen eli jakopinnaton On taloudellinen monimutkaisten, esimerkiksi useita keernoja vaativien kappaleiden valmistuksessa Menetelmän rajoituksia ovat: Seinämän minimipaksuus on 3 4 mm, yli 100 mm pystyseinämät tulisi muotoilla mieluiten 6 8 mm paksuisiksi Valettaessa syntyy runsaasti kaasuja Menetelmä ei sovi niukkahiilisille teräksille polystyreenin hiilettävän vaikutuksen vuoksi Valmiin kappaleen pintaan pyrkii pinnoituksesta huolimatta tulemaan styroxin pintakuviointi Kaavauksessa malli asetetaan kehyksiin, jotka täytetään hiekalla. Menetelmässä voidaan käyttää kemiallisesti kovettuvia hiekkaseoksia tai tuorehiekkoja. Sullonta voidaan tehdä koneellisesti tai käsin. Syötöt ja kanavat voidaan toteuttaa muotoilemalla ne EPS malliin, mutta menetelmässä voidaan soveltaa myös kaikkia samoja syöttö ja täyttömenetelmiä kuin hiekkavalussa yleensäkin. Jos valukappaleita tehdään vain muutamia, EPS mallit voidaan valmistaa jyrsimällä. Sarjatuotantoa varten ne valmistetaan EPS muotovaluna. EPS muotovalussa käytetään yhdeltä jakopinnalta avautuvia muotteja. Muottipesien valmistusmateriaali on yleensä jokin alumiiniseos. Muotti voi olla kevytrakenteinen, koska valutapahtuma tuottaa vain pienen, alle 2 kpa paineen. Muoteissa voidaan käyttää liikkuvia keernoja sekä erilaisia vastahellitysten valmistamiseen sopivia erikoisosia, kuten supistuvia keernoja ja taittuvia ulostyöntimiä. Keernat liikutetaan tavallisesti paineilmasylintereillä. Muotin kevyt rakenne tuottaa omat rajoituksensa mekaanisten osien, esimerkiksi vinotapilla liikutettavien luistien käyttämiselle. EPS malli voidaan tarvittessa koota useammasta osasta. Osat liimataan toisiinsa tai liitetään toisiinsa mekaanisesti, liitososien avulla. Jos valukappale ositetaan järkevästi, sen malli voidaan valmistaa monipesäisessä muotissa siten, ettei muotissa tarvita liikkuvia osia. Tarkistettu 15.10.2014 Täysmuottikaavaus 1

Kappalekonstruktiosta riippuu onko taloudellisempaa valmistaa monimutkainen muotti vai useita muotteja tai monipesäinen muotti yhdistettynä johonkin sopivaan liitostekniikkaan. EPS muotovalukoneeseen voidaan liittää suuremmitta ongelmitta monipesäisiä muotteja. Keernanliikutusmekanismit täytyy asetella muotin sivuille, jolloin ne voivat rajoittaa pesien lukumäärää. Muottiin ei aina tarvita ulostyöntimiä, koska kappale voidaan useissa tapauksissa vetää pois muotista joko automaatilla tai manuaalisesti. Jos ulostyöntöä käytetään, se on tavallisesti muotin pesäpuolella. Muottipesään suihkutetaan paineilmaa ennen muotin avautumista. Paineilma irrottaa kappaleen keernan päältä, jolloin se on pesäpuolella ulostyöntöä, kappaleenpoistoautomaattia tai manuaalista kappaleenpoistoa varten. EPS muotovalutekniikka vaatii joihinkin muotin osiin hellitykset. Hellityssuunta ei kuitenkaan ole yhteydessä kappaleen valuasentoon yhtä kiinteästi kuin muita valutekniikoita käytettäessä. Hellitysten suunnat määräytyvät EPS muotin perusteella. EPS valumalli voidaan asettaa hiekkamuottiin mihin asentoon vain halutaan. Kuva 1. EPS muotovalumuotti valmistetaan tavallisesti levyyn. Muotti on kevytrakenteinen. Ulostyöntö ja polystyreenirakeiden sisäänvalu tapahtuu useimmiten pesäpuolelta. Kuva 2. Pesäpuolen muottilaatta takaa. Pesät työstetään levystä koottuun aihioon tai valettuun aihioon. Tarkistettu 15.10.2014 Täysmuottikaavaus 2

Kuva 3. EPS muottilevyt kiinnitetään kehyksiin. Kehyksen takaseinämä suljetaan levyllä ja kehyksen sisään lasketaan putken kautta vesihöyryä, joka turvottaa esipaisutetut polystyreenirakeet lopulliseen muotoonsa. EPS kappale on melko pehmeä ja kimmoton välittömästi muotista poistamisen jälkeen. Jos kappale kolhiintuu, muoto ei palaudu, kuten jo jonkin aikaa asettuneella kappaleella. Ulostyöntimien on oltava suhteellisen suurikokoisia, jotta ne eivät jätä tarpeettoman syviä painautumia tai riko kappaletta. Ulostyöntimen päähän tulee kappaletta vasten levy (Kuva 4). Kuva 4. EPS muotovalumuotin ulostyönnin. EPS kappale on muotista poistettaessa pehmeä ja ulostyöntövoima täytyy kohdistaa suhteellisen suurelle alalle. Ulostyöntölevy voidaan muotoilla muottipesän muotojen mukaan, mutta mieluiten ulostyöntöön tulisi käyttää tasopintoja. Ulostyöntimen varren halkaisija on pienimmillään 6 mm. Hellitysten suuruus riippuu kappaleen muodoista. Alle 25 mm korkuisia pintoja ei välttämättä tarvitse hellittää lainkaan. Ulkopintojen hellitykset ovat luokkaa 0,5 1 astetta. Keernan päälle tarvitaan suurempi, mieluiten 3 5 asteen hellitys. Jyrsittävät mallit voidaan jättää hellittämättä. Kappaleen muotoilussa on hyvä ottaa mahdollisimman aikaisessa vaiheessa huomioon EPSmuotovalumuotin täyttämisen asettamat vaatimukset. Muotti täytetään yhdellä tai useammalla paineilmatoimisella pistoolilla. Pistoolin päässä on halkaisijaltaan 8 28 mm suutin, joka muotoaa EPS malliin vastaavan kokoisen renkaan. Pistoolin kiinnityskohdan on oltava tasomainen, muuten siitä aiheutuva jälki ei ole siisti. Pistooli tai pistoolit asetellaan siten, että kaikkialle kappaleeseen saadan ammuttua tasainen määrä esipaisutettuja polystyreenirakeita. Tarkistettu 15.10.2014 Täysmuottikaavaus 3

Polystyreenimallit peitostetaan valukappaleen pinnanlaadun parantamiseksi. Siitä huolimatta styroxin pintakuvioinnilla on taipumus toistua valun pintaan. Täysmuottitekniikka sopii erityisen hyvin sellaisiin monimutkaisiin valuihin, joiden valmistuksessa tarvittaisiin perinteistä kaavaustekniikkaa käytettäessä useita keernoja. Täysmuottitekniikka säästää tällöin merkittävästi hiekkamuotin valmistukseen kuluvaa aikaa ja työkalukustannuksia. Kuva 5. Perinteisellä hiekkamuotin kaavausmenetelmällä valmistettu keerna ja toinen muottipuolisko. Kaavaamista varten tarvitaan kaksi mallipuolikasta ja keernalaatikko. a) b) c) d) Kuva 6. a) EPS muotovalukoneella valmistettu mallin puolikas. Esimerkkinä käytetty kappale on sama kuin edellisen kuvan hiekkamuotissa. Malli kootaan kahdesta puolikkaasta yhdellä kaksipesäisellä muotilla tai kahdella muotilla. b) Puolikkaat liimataan yhteen yhdeksi malliksi. c) Malli asetetaan kehysten sisälle. Mallin sisäpuoli ja kehykset täytetään hiekalla. Malli voidaan asettaa muottiin kuinka päin tahansa EPS muotin hellityssuunnista ja jakopinnoista riippumatta. Muottiin voidaan kaavata syöttöholkkeja tai käyttää jotain muuta soveltuvaa syöttötekniikkaa. d) Valmis, koneistettu kappale. Tarkistettu 15.10.2014 Täysmuottikaavaus 4

Kuva 7. Polystyreenimalli ja täysmuottikaavauksella valettu kappale. Kuva 8. Oikealla yläkulmassa polystyreenimalli ja vasemmassa yläkulmassa peitostettu polystyreenimalli. Kuvan keskellä täysmuottikaavauksella valettu kappale. Kuva 9. Polystyreenimalli. Malli on liimattu kokoon useammasta osasta. Vaikka kappaleessa on usean suuntaisia reikiä ja ulokkeita, EPS muotit eivät välttämättä ole monimutkaisia. Tarkistettu 15.10.2014 Täysmuottikaavaus 5

Kuva 10. EPS muotovalumuotin ulostyönninkonstruktioita. Vasemmalla: Ulostyöntimet aktivoidaan levyn välityksellä muotin takaa. Ulostyöntimet palautuvat jousella. Oikealla: Ulostyöntimet aktivoidaan muottikehyksen sisällä olevalla ulostyöntölaatalla. Levyä liikutetaan tangoilla muotin takalevyn läpi. Kuva 11. Vasemmalla: Muottikehyksen sisälle, muottilaatan ja takalevyn väliin johdetaan höyryä. Höyry kulkee muottipesään höyryventtiilien läpi. Muottipesä jäähdytetään paineilmalla ja vesisuihkuilla. Oikealla: Höyrysuuttimia. Suuttimissa on joko pieniä reikiä tai urat. Tarkistettu 15.10.2014 Täysmuottikaavaus 6