37. Keernalaatikoiden irto-osat Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Niin kuin kaavauksessakin joudutaan myös keernanvalmistuksessa käyttämään joskus vastahellityksien poistamiseksi työtä hankaloittavia irto-osia. Keernalaatikoiden irto-osien kanssa on kuitenkin jonkin verran helpompi työskennellä, koska ne tai niiden kiinnityspuikot on usein mahdollista vetää ulos laatikon seinämän lävitse. Se ei muotinvalmistuksessa aina ole mahdollista (ks. luku Muotinvalmistus). Kuva 405 esittää kiinnityspuikolla eli vetopinnalla varustettua keernalaatikon irto-osaa. Se sopii käytettäväksi silloin, kun keernalaatikkoa käytetään vain muutamien keernojen valmistukseen. Kuva 405 Koska kiinnityspuikko vedetään ulos laatikon seinämän läpi, voidaan irto-osaa pitää kiinnityspuikon avulla paikallaan koko laatikon täytön ajan. Tällöin ei siirtymisvaaraa ole. Jos kiinnityspuikko joudutaan laatikon rakenteellisista syistä vetämään sisäpuolelle, joudutaan sullomista jatkamaan vielä vetämisen jälkeenkin. Tällöin voi irto-osa helposti siirtyä paikaltaan. Tällaisilla irto-osilla varustetut keernalaatikot ovat yleensä käsin täytettäviä. Kuvassa 406 oleva keernalaatikko on varustettu ulosvedettävällä irto-osalla. Tällaista laatikkoa voidaan käyttää suurienkin sarjojen keernanvalmistuksessa, koska irto-osa pysyy hyvin paikoillaan vaikkapa keernatykillä täytettäessä. Täytön ajaksi se on luonnollisesti lukittava paikalleen. Kuva 406 Kuva 407 esittää irto-osaa, joka on kiinnitetty keernalaatikon seinämään tarkasti tehdyllä ja herkästi liikkuvalla ns. lohenpyrstöliitoksella. Irto-osa seuraa laatikosta irrotettavaa keernaa, josta se myöhemmin poistetaan. Liitos on pidettävä puhtaana hiekasta, muuten sen herkkyys kärsii ja keernan irrottaminen laatikosta hankaloituu. Tätä irto-osatyyppiä voidaan käyttää sekä pienien että suurien keernasarjojen valmistuksessa. Liitos on mallinvalmistajalle melko suuritöinen. 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-1
Tietyn muotoisten keernojen aikaansaamisiksi joudutaan keernalaatikoissa joskus käyttämään useampia irto-osia. Kuvan 408 esittämä keernalaatikko on varustettu kahdella renkaanpuolikkaan muotoisella irto-osalla, jotka seuraavat keernaa sitä laatikosta irrotettaessa. Irto-osat poistetaan keernan ympäriltä siirtämällä niitä ensin keernan pituussuuntaan ja sitten sivuille nuolien osoittamalla tavalla. Kuva 407 Kuva 408 Kuva 409. Suurikokoinen laatikko irto-osineen, laatikon sivu n. 1200 mm 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-2
38. Keernojen vahvikkeet ja tukirangat Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Koska keernahiekan lujuus ei yksin riitä keernan heikoissa kohdissa, tällaiset kohdat on vahvistettava. Käsittelyn lisäksi keernoihin kohdistuu muotissa sulan metallin vaikutuksesta melkoisia voimia, jotka on otettava huomioon keernan vahvistusta suunnitellessa. Näistä voimista puhumme myöhemmin. Kuva 410 Kuva 411 Pienet ja muodoltaan yksinkertaiset keernat eivät yleensä tarvitse vahvikkeita, sillä ne kestävät käsittelyn ja sulan metallin aiheuttaman rasituksen sellaisenaan. Pienet ja monimutkaiset keernat vahvistetaan esimerkiksi muottinauloilla ja teräslangalla (kuva 410). Isot keernat vahvistetaan tukevilla joko valuraudasta valetuilla tai muototeräksestä hitsatuilla keernarangoilla. Kuvan 411 esittämän keernarangan runko on valettu valuraudasta avohiekkamuottiin, johon ennen valua on painettu pyöröteräksiset sangat paikoilleen. Kyseinen keernaranka sopii kuvan 309 keernanpuolikkaaseen. Jos samaan keernaan tarvitaan useampia rankoja, kiinnitetään ne toisiinsa tukevasti ruuveilla tai hitsaamalla. Usein joudutaan keernarangat valun jälkeen rikkomaan, jotta ne saataisiin ulos valukappaleesta sen puhdistusvaiheessa. Kuva 412 Kuva 413 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-3
Kuva 412 esittää erään suurehkon keernan laatikkoa. Keernan yläpinta muotoillaan vetomallineella. Kuvassa 413 on saman keernan valettu tukiranka, jossa pyöröterästukien lisäksi on kaksi nostolenkkiä. Keernaa valmistettaessa voidaan tukirautoja asetella siten, että ilman hitsausta ne tukevat keernaa ollessaan toisiinsa nähden limittäin. Kuva 414. Keernaan asetettu tukirautoja ja nostolenkki Kuva 415. Keernassa tukirautoja Kuva 416 esittää valmista keernaa. Nostolenkit ovat keernan pinnan alapuolella. Usein kiinnitetään keernalaatikkoon alustat, joihin keernan tekijä sovittaa nostolenkit valmistusvaiheessa. Kun keerna on asetettu muottiin, peitetään nostolenkkien syvennykset huolellisesti keernahiekalla. Kuva 416 Keernarankojen metalliset osat eivät saa ulottua keernan ulkopintaan, koska ne saattavat jäähdytysvaikutukseltaan häiritä valukappaleen jähmettymistä. Lisäksi ranka voi hitsautua kappaleeseen kiinni. Pienissä keernoissa on keernan pinnan ja raudan välille jäätävä 10 20 mm ja suurissa noin 50 mm. Putkimaisten ja sylinterimäisten valukappaleiden keernojen vahvikkeet ovat usein putkia, joihin on porattu pieniä reikiä kaasunpoiston vuoksi (kuva 417). Kuva 417 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-4
39. Keernojen kaasukanavat Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Sulan metallin täyttäessä muotin kuumenee keerna voimakkaasti, varsinkin jos se on sulan metallin ympäröimänä. Erityisesti keernan uloin kerros saavuttaa nopeasti korkean lämpötilan. Samalla sideaineet hajoavat ja syntyy suuria kaasumääriä, joiden pitää päästä keernasta ulos. Jos kaasut eivät pääse vapaasti poistumaan, aiheuttavat ne keernaan paineen ja purkautuvat ulos sulan metallin lävitse. Seurauksena on valuhuokoisuutta kappaleessa, joka on usein tämän vuoksi pilalla. Keernanvalmistuksen tärkeimpiä työvaiheita onkin riittävien kaasukanavien sijoittaminen keernaan oikealla tavalla. Kuvassa 418 on neljä erilaista keernaa. Keernasta A puuttuu kaasunpoistoaukot, ja se on siitä syystä mahdoton. Keernassa B on liian pienet kaasunpoistoaukot, jolloin kappaleeseen syntyy valuhuokoisuutta. Keernassa C on kunnolliset kaasunpoistokanavat, mutta keerna D on parempi, koska se on tuettu sekä ylhäältä että alhaalta ja kaasunpoisto on helpompi järjestää ylemmän muottipuoliskon kautta. Kuva 418 Yksinkertaisen tapa on pistellä vielä keernalaatikossa olevaan valmiiseen keernaan puikoilla reikiä keernakantojen tai muiden laatikossa olevien aukkojen kautta. Kuva 419 esittää tällaista jo muotissa olevaan keernaa. Kuva 419 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-5
Keernakannan päähän voidaan kovertaa tila, jotta kaasut pääsisivät pistetyistä kanavista muotin jakotasoon koverrettuun kaasukanavaan. Sulan metallin pääsy kanaviin on estettävä esimerkiksi tiivisteillä. Pistomenetelmä sopii pienehköille keernoille. Jos keerna tehdään kahtena puoliskona, voidaan kaasukanavat kovertaa jakopintaan ennen puoliskoitten yhteen liittämistä. Myös voidaan käyttää kuvan 420 mukaista kanavarautaa, jolla kanavisto painetaan. Kuva 420 Samantyyppinen on ns. lyöntilautamenetelmä, jossa halutunmuotoisen kanaviston malli kiinnitetään lautaan, jolla kanavisto lyödään tai painetaan jakopintaan (kuva 421). Kuva 421 Suurempien keernojen sisään voidaan sullontavaiheessa asettaa polystyreeni- eli styrox-paloja tai esim. muovikudosputki, joka huokoisena toimii kaasukanavana. Kuva 422 Suurempien keernojen sisään saadaan tehokkaat kaasunpoistokanavat täyttämällä ne jollakin karkealla aineella, kuten keernan kokkareilla, muovisilla pusseilla tai styroxilla (kuva 424). Samalla säästetään keernahiekkaa. Kuva 423. Muovikudosputki keernalaatikossa Kuva 424 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-6
Sylinterimäisten keernojen kaasunpoistoa parannetaan kiertämällä lastuvillaköysi keernavahvikkeen ympärille, jonka päälle sitten sullotaan keernahiekka (kuva 424). Kuva 425 Itsestään kovettuvia keernahiekkoja käytettäessä on mahdollista tehdä keerna ontoksi. Näin saadaan aikaa tehokas kaasunpoisto, ja hiekansäästön lisäksi keernat kevenevät. Onttoa tilaa varten tulee keernalaatikossa olla vastaava lisäys. Suurempien keernojen sisään voidaan onttouden synnyttämiseksi esimerkiksi laittaa ilmalla täytettyjä muovipusseja, jotka valussa palavat puhki ja muodostavat tilan kaasuille. Ei riitä, että vain keernassa on tehokas kaasukanavisto. Keernakaasujen on päästävä myös muotista ulos. Kaavaajan onkin huolehdittava, että muotin keernasijoista tehdään riittävän suuret kanavat valukehyksen reunaan asti (ks. kuva 419). Suurissa muoteissa joudutaan käyttämään jopa teräsputkia keernakaasujen johtamiseksi ulkoilmaan. Keernakannasta ulos tuleva kaasukanava joudutaan usein ennen keernan muottiin asettamista ja muotin sulkemista ympäröimään tulenkestävällä tiivistepastalla (kuva 426) tai valmiilla tiivistenauhalla, jotta sulan metallin pääsy kaasukanavistoon estettäisiin. Jos metalli pääsee sinne, on valukappale varmasti pilalla, koska kaasujen poispääsy estyy täysin. Kuva 426 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-7
Samaa tarkoitusta varten voidaan keernakantaan sorvata mallinvalmistusvaiheessa ura (kuva 427). Kuva 427 Muottiin muodostuu keernasijaa tiivistävä koroke, joka estää metallin pääsyn kaasukanavistoon. Pystykeernan kannassa voidaan käyttää vastaavaa tapaa (kuva 428). Nämä tulevat kysymykseen luonnollisesti vain tuorehiekkakaavauksessa. Kuva 428 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-8
40. Keernanohjauslisäkkeet Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Muotinvalmistuksessa saattaa esiintyä keernoja, jotka kaavaaja voi epähuomiossa laittaa väärin päin, jolloin seurauksena on virheellinen valukappale. Kuva 429 Tämän vuoksi tehdään keernakantaan ja vastaavan sijaan lisäke tai leikkaus, jolloin keerna ei sijoitu paikalleen muuten kuin oikein päin (kuva 429). Keernanohjauslisäkkeitä kutsutaan myös keernalukoiksi. Usein valukappaleeseen tulee myös vain vähän toisistaan poikkeavia keernoja, jolloin mallinvalmistaja tekee keernat kannoistaan sellaisiksi, ettei muottia voida koota virheellisesti. Kuva 430 Kuva 431 Kuva 432 Kuvat 430 ja 431 esittävät eräiden vaakasuorien lieriömäisten keernojen ohjauslisäkkeitä. Kuvan 430 mukaiset lisäkkeet rikkoutuvat keernasta helposti. Kuvassa 432 on erään lieriömäisen pystysuoran keernan ohjauslisäke. Kuva 433 esittää suorakulmion muotoista keernaa ja sen laatikkoa ohjauslisäkkeineen. Ohjauslisäkkeiden pitää olla muotin alaosassa, jotta kaavaaja näkee ne muottia kootessaan. Kuva 433 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-9
KERTAUSTEHTÄVIÄ Millaisia irto-osia voidaan käyttää paineilmalla täytettävissä keernalaatikoissa? Miksi keernarangan metalliset osat eivät saa ulottua keernan pintaan asti? Millaisia vahvikkeita käytetään putkimaisten ja sylinterimäisten valukappaleiden keernoissa? Minkä tyyppisiä valuvikoja muodostuu, jos kaasut eivät pääse vapaasti keernasta ulos? Keernan varustaminen tehokkailla kaasukanavilla ei yksin riitä. Mitä on kaavaajan myös muistettava? 31.3.2010 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Luvut 37 40-10