Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚBRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ
ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE
FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING
INSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY
OPTIMALIZACE VÝROBY VOSKOVÝCH MODELŮ -PŘEHLED MATERIÁLŮ A ZAŘÍZENÍ
OPTIMATION OF WAX PATTERN MANUFACTURE - WAX MIXTURES AND EQUIPMENT
BAKALÁŘSKÁ PRÁCEBACHELOR'S THESIS
AUTOR PRÁCE JIŘÍ KUBÍKAUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE prof. Ing. MILAN HORÁČEK, CSc.SUPERVISOR
BRNO 2010
Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství
Ústav strojírenské technologieAkademický rok: 2009/2010
ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE
student(ka): Jiří Kubík
který/která studuje v bakalářském studijním programu
obor: Strojní inženýrství (2301R016)
Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním azkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce:
Optimalizace výroby voskových modelů - přehled materiálů a zařízení
v anglickém jazyce:
Optimation of wax pattern manufacture - wax mixtures and equipment
Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Základním předpokladem výroby kvalitního odlitku metodou vytavitelného modelu je zhotoveníkvalitního voskového modelu (rozměry, povrch atd.). To především znamená výběr vhodnéhozařízení a voskové směsi s ohledem na tvar, složitost a velikost budoucí součásti.
Cíle bakalářské práce:
Optimalizace technologie voskových modelů dle konkrétních podmínek slévárny, tj. předevšímvýběr vhodných vosků a parametrů vstřikování.
Seznam odborné literatury:
1. BEELEY, PR. and SMART, RF. Investment Casting. 1st ed. Cambridge: The University Press,1995. 486 p. ISBN 0-901716-66-9.2. DOŠKÁŘ, J., aj. Výroba přesných odlitků. 1. vyd. Praha: SNTL, 1976. 315 s. DT 621.746.3. CAMPBELL, J. Castings. 1st ed. Oxford: Butterworth - Heinemann, 1991. 288 p. ISBN0-7506-1072.4. VOIGHT, RC. Factors Influencing the Dimensional Variability of Investment Castings. InProceedings of the 45th Technical Meeting. Dallas: Investment Casting Institute, USA, 1997, p.42-60.5. HORÁČEK, M. Technologie vytavitelného modelu - technologie pro nové tisíciletí.Slévárenství. Říjen 2001, roč. XLIX, č. 10, s. 570–580. ISSN 0037-6825.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Milan Horáček, CSc.
Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademického roku 2009/2010.
V Brně, dne 20.11.2009
L.S.
_______________________________ _______________________________prof. Ing. Miroslav Píška, CSc. prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc.
Ředitel ústavu Děkan fakulty
FSI VUT List 4
ABSTRAKT
jejich regenerace a rekonstituce.
ABSTRACT A quality wax pattern is a basic presumption of a quality final casting when using "a lost wax process". Very important is also re-using the waxes through the process of wax recycling and wax reconstitution. Key words wax pattern, wax recycling, wax reconstitution
E
-
2010. 37
FSI VUT List 5
-
s
27.5.2010
FSI VUT List 6
za rady
FSI VUT List 7
OBSAH
Obsa ...7
1 ... 9 1.1 .....9
1.2 Historie..........................................................................................................................10 .11 11 13 2.2.5 . 3.1 Slo .. . . .. ... .. . ...
FSI VUT List 8
s
operace. Je zde m, vlastnostmi a
V ak pracuje a jsou z
FSI VUT List 9
1.1
-netshape
-net-
k . [1]
uje a to s esnost
titan a jeho slitinvyrobeny
. [2]
. [3]
FSI VUT List 10
1.2 Historie
je nT jeden z Byla
ed 5000-ci lety. D kazem jsou pum a kultur (Eufrat, Egypt, Palestina,
lsko, Persie, ie byla p itom
v vosku byla ru n Obr.1.1 ji, v dob
ku, bylo nalezeno dost d kaz o existenci metody vmodelu, p . [4]
Obr. 1.1
vosku.[4]
Obr. 1.2 Odlitek h ebenu ze zlata (300g oblast Dn pru 4. stol. n. l.). [4]
FSI VUT List 11
F - vyrobena
blok. Jeho
prvky vtokov
moho .
propadlin,
bude odlitek.
- j
.
.
osy jsou
. [3]
FSI VUT List 12
.
Obr. 2.1 . [3]
Formy z ch slitin -
ploch formy. -9.
-
- kompliko
-
- [4]
FSI VUT List 13
1. nad teplotou likvidu vosku
2. 1 MPa)
likvidu
8 MPa) pod teplotou likvidu
]
2.2.1
[3]
Obr. 2.2 ]
FSI VUT List 14
D je se tak po
se drobn kTvar strome ku ovliv uje zp sob p
[6]
Obr. 2.3 ]
2.2.3
O model ( ) e ky. (nej ast ji k
mou ka). P
e va obaly jsou z
[7]
FSI VUT List 15
Obr. 2.4 N a
. [3] 2.2.4
Z
1 MPa. Teplota v bojlerkl
[7]
FSI VUT List 16
- min
- - eh e (0,3 0,6 MPa , t = 135 - evem (oh ev navlh poli vysokofrekven - . [6]
Obr. 2.5 ]
2.2.5
ky SiO2 na formu krystalickou, p i sou
900 1200- [6]
Obr. 2.6 ]
FSI VUT List 17
na vzduchu (otev
( na teplot 700-(t sn tzv. teplot nelze aplikovat u forem k sledku transformace k emene p [6]
Obr. 2.7 ]
operace
,
o odlitku
Obr. 2.8 ]
Obr. 2.9 ]
FSI VUT List 18
3 D
Vosk je m stavu, je
jeho historie spoje Ve val
ale pojem vosk byl s je
. [8]
Obr. 3.1 ]
3.1
to komponent byly vyvinuty k . [8]
FSI VUT List 19
stavy. [5]
Obr. 3.2 ]
Z
]
FSI VUT List 20
3.2
edstavu o vlastnostech sm si
praxi by m
Sm s by mi oh evu.
B by m nou pevnost a tvrdost z - p itom by nem
Sm s by m la co nejp esn ji reprodukovat st ny formy a nem la by se na n lepit. Povrch by m
sm s by neme
ivost ve styku s keramickou b e kou.
Sm s by mve sko epin z stane, zp sobuje vady odlitku vm stky.
si v mate by m
Struktura sm si by m
Sm si by mzdravotn
dostate e spl ehled o
s. [6]
FSI VUT List 21
obsah popelovin
viskozitu
dobrou jakost povrchu
regenerovatelnost atd.
gravitace.
Obr. 3.3 ]
Bod tav
.
.
Obr. 3.4 ]
FSI VUT List 22
Viskozita
. Teplota .
rychlosti motoru.
jako graf.
Obr. 3.5 . [10]
Obsah popelovin
. . Vosk s
.
Penetrace
.
po dobu dvou hodin). .
v th mm. [10]
FSI VUT List 23
se voskuobr. 17.
Obr. 3.6
. [6]
]
Obr. 3.7 . [9]
FSI VUT List 24
obr. 3.7
Teplotn
s a tc
]
3.3
P
-
dodavatelem je manipulace s emulzifik
Pln
vho
FSI VUT List 25
ry,
. [11]
Podle p si d
P SI
P lit na dv skupiny - mhmoty.
M - p i model gravita
ast
Je to sm ,
krystalk jehlim i vedle pom rn plasticity zna
P Sm , m i teplot -
popela do 0,1%.
T - na vst ikolisech,
Sm s i pom r ur
smdostate nou
.
FSI VUT List 26
Romonta
Sm kyseliny, hydrokyseliny a jejich esterprysky ice a
n
kalafuna. Kalafuna
T . Pro sm si se nej ast kalafuna s obsahem popela do 0,04 % a teplotou m
SI
prysky ice
vosky a polymery
plnivo
J
ztekucovadla. Lze je podle p vodu d lit na p nt
Obr. 3.8 ]
Vosky a polymery
V s polymery. Polymery
ovliv dp
Plnivo
V si vyzna i opa
FSI VUT List 27
procesu, tj.p i zv r se vzr si
nepln podstatnze sko jejich rem plniva lze
, si. [6]
Obr. ]
. D
Vlivem konkurence a nutnosti popt vka po cenov v hodn ch produktech a dnes
.
Sedimentace
tavu
voda, ker
FSI VUT List 28
Filtrace
plnivo, ker
[5].
Obr. 3.10 ]
FSI VUT List 29
Rekonstituce
J
surovinami, nebo-li
kategorie.
:
65 70%
z . [9]
Obr. 3.11 ]
FSI VUT List 30
4
i
se vst ikolisech (Obr. 4.1), pod pojmem zp zp sob pz
teplota vst
teplota mate zp b hu
vst
rychlost vst
velikost a doba p doba prodlevy (po ukon .[6]
Obr. 4.1 ]
FSI VUT List 31
Obr. 4.2 b hu tlaku v dutin mate i vst
cyklu. [6]
Obr. 4.3 Vst teplota. [6]
FSI VUT List 32
4.2
kon
dv
a lis .
Obr. 4.4 [12].
Obr. 4.5 ].
FSI VUT List 33
, bez
ohledu na typ stroje jsou:
mstroji, tzn. vosku v trysce.
Teplota formy.
Vst
Pr je nejds
Doba vst -
formy v bez
nostmi regulace
e
poskytuje
.
-
jedn
talovat -
FSI VUT List 34
ito po
je tavi
[7]
Obr. 4.6 ]
FSI VUT List 35
li
V
foam je v
pr myslu.
FSI VUT List 36
[1] BEELEY, P.R.; Smart, R.F.: Investment casting, The Institute of Materials, 2002.
[2] eFUNDA. Investment cansting [online]. 2009. [cit. 2010-04-02]. z:
<http://www.efunda.com/processes/metal_processing/invest_casting.cfm>.
[3] . [s.l.], [cit. 2010-04-16]. 30 s. WWW:
<http://u12133.fsid.cvut.cz/podklady/MPL/presne%20liti%20na%20vytavitelny%20model.pdf>.
[5] ,
modelu
[6] VUT Brno : Od [online]. 2006 [cit. 2010-04-26], 46s. [7] slitin Al2009. s.79. [8] Blayson Olefines Ltd. Waxes for Investment Casting - A View from England [online]. 1987 [cit. 2010-05- <http://www.investmentcastingwax.com/downloads/tl1.pdf>. [9] modelu.ppt. . [cit. 2010-04-26], 47s. [10] BOND, David, NISHIKAWA, Koji. Investment Casting Wax Technology [online]. 4. 1. 2006 [cit. 2010-05- z WWW: <http://www.investmentcastingwax.com/downloads/tl5.pdf>. [11] Review of investment casting wax, Foundry Trade Journal, March 2004, Vol.178, No.3612, str. 82-86 [12] MPI Incorporated. Semi-automatic C-frame wax injector [online]. 11. 5. 2007 [cit. 2010-05-25 <http://www.mpi-systems.com/products/PDF/newproduct/55-Smart-Data_Spec-Sheets.pdf#page=1>.
FSI VUT List 37
[13] MPI Incorporated. Large volume wax injection designed for Big part production. [online]. 11. 5. 2007 [cit. 2010-05-25]. Dos<http://www.mpi-systems.com/products/PDF/newproduct/35-Smart-Data_Spec-Sheets.pdf#page=1>. [14] MPI Incorporated. Wax Temperature and its Effect on Pattern-to-Pattern Repeatability [online]. 8. 5. 2007 [cit. 2010-05-2<http://www.mpi-systems.com/media/MPI_Optimizing_Wax_Viscosity.zip>.