UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA
INFORME DE LABORATORIO #3 Tema: Moldeo y Colada Curso: Procesos Curso: Procesos de Manufactura Código del curso: MC curso: MC !"# Secció: $ Secció: $ !ro"esor: Sala%ar !ro"esor: Sala%ar $o&ad'lla( Ale)andro INTERANTES:
Pu*a Ga*&oa( +'lson Manuel
,!!-G
.u*ar/n S0nc1e%( 2enry Anderson
,!3,,3C
,!" 4 I
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI!
Contenido O"#E$IVOS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% O"#E$IVOS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%% & IN$RODUCCI'N%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2 !ARCO !ARCO $E'RICO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% $E'RICO%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ( )ROCEDI!IEN$O%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%* CALCULOS CALCULOS + RESUL$ RESUL$ADOS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ADOS%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%, , CONCLUCIONES CONCLUCIONES + O"SERVA O"SERVACIONES%%%%%%%%%%%%%% CIONES%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%&&RECO!ENDACIONES%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%&*
OBJETIVOS •
•
• •
• • •
Veri.car el c/e.ciente de c/ntracci0n del alumini/ 1/tener el real3 A4í c/m/ 5eri.car l/4 cálcul/4 relati5/4 relati5/4 a la uicaci0n del eeder/6 ma7ar/ta4 8 em9u:e 9ara ;ue n/ 4e 9re4enten de
2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI!
INTRODUCCIÓN La
a8 una gran 5ariedad de arena46 8 cada una 9/4ee 9r/9iedade4 di
(
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI!
MARCO TEÓRICO La arena de m/lde/ e4 una me7cla de arena 4ílice6 un material aglutinante adecuad/ 8 algun/4 /tr/4 aditi5/4% La arena dee cum9lir l/4 4iguiente4 re;uerimient/4B •
Dee 4er altamente re
•
metal
• •
al agl/merar4e en el m/lde% Dee 4er 9ermeale 9ara 9ermitir e4ca9ar a l/4 ga4e4 incluid/4% Dee a9la4tar4e 9ara 9ermitir la c/ntracci0n del metal de49u4 de la 4/lidi.caci0n%
+ 4u4 caracterí4tica4 4/nB •
Permeabilidad en verde: e4 la 9r/9iedad ;ue 9ermite a la arena 4er atra5e4ada 9/r l/4 ga4e4 8 ;ue 9ermite la e5acuaci0n de 4t/4 del
•
m/lde en el m/ment/ de la c/lada% a !n"ra de #rano: El tama=/ de gran/ inu8e en la re4i4tencia6 9ermeailidad 8 en el acaad/ de la 9ie7a% La arena dee tener un tama=/ de gran/ de9endiente de la 4u9er.cie ;ue 4e trate de 9r/ducir6 8 l/4 gran/4 deen 4er irregulare4 ?a4ta tal grad/ ;ue mantenga 4u.ciente
•
c/?e4i0n% Re$i$ten%ia a la %om&ren$i'n en verdeB E4 la re4i4tencia de una arena li4ta 9ara el m/lde/ 86 4i el metal 4e 5ierte de inmediat/6 re9re4enta la ca9acidad de la arena 9ara 4/4tener la
•
e@9en4a4 de la 9ermeailidad% Re$i$ten%ia a la %om&re$i'n en $e%o: E4 la re4i4tencia de la arena ;ue 4e ?a 4ecad/ / 4/metid/ ?a ?/rnead/ 9re5i/% En general6 5aría en la mi4ma
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! di
4ec/ 8 la re4i4tencia en 5erde% Re$i$ten%ia al %orte en verde: E4 la re4i4tencia ;ue /
una arena li4ta 9ara el m/lde/6 a la acci0n de una
La4 arena4 9ara m/lde4 tienen alt/ c/ntenid/ de arcilla6 ?a4ta 8 4e endurece al 4ecar% El 9/rcenta:e de ?umedad re;uerid/ 5a de a * % )r/duct/4 carurad/4 9re4entad/4 / ;ue 4e 9ueden 9re4entar6 de49u4 de la 4/lidi.caci0n6 eutctica 1eutctica de cementita en la4 &6-% E4te c/ntenid/ límite 5aría c/n l/4 demá4 element/46 9er/ 9uede 4er de.nid/ en
ue 4u c/m9/4ici0n ;uímica 8 9ure7a 4e ?a8a mantenid/ durante la
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! •
ue 4e encuentre a la tem9eratura de 5aciad/ c/rrecta%
La /tenci0n de tem9eratura de 5aciad/ c/rrecta e4 4umamente im9/rtante 4i 4e 5acía el metal / la aleaci0n a una tem9eratura dema4iad/ a:a 9uede n/ uir adecuadamente 8 n/ llenar t/da4 la4 regi/ne4 del m/lde 8 en el me:/r de l/4 ca4/4 4e 9uede re4ultar un 5aciad/ c/n numer/4a4 rec?u9e4% El u4/ de una tem9eratura de 5aciad/ innece4ariamente alta 9/r /tra 9arte 9uede c/nducir a una
SegHn 1"alla83 9/dem/4 cla4i.car en cuatr/ gru9/4 una 4erie de
Fundici0n gri4e4 8 metálica4 Fundici0n lanca4 e49eciale4 Fundici/ne4 re
Cla4i.caci0n de l/4 ?/rn/4 u4ad/ 9ara la
Nece4idade4 de
•
ele5arla a la tem9eratura de 5aciad/ re;uerida% La nece4idad de mantener tant/ la 9ure7a de la carga6 c/m/ 9reci4i0n
• •
de 4u c/m9/4ici0n% La 9r/ducci0n re;uerida del ?/rn/% El c/4t/ de /9eraci0n del ?/rn/%
TIPOS DE (ORNOS USADOS EN )UNDICIÓN: •
El cuil/te de
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! L/4 ?/rn/4 de re5er4/4% >/rn/4 r/tat/ri/4% • >/rn/4 de cri4/l% • >/rn/4 de cri4/l de ti9/ 4/4a% >/rn/4 a4culante4% >/rn/4 de aire% >/rn/4 elctric/4% )ueden 4er de acer/ / de inducci0n% •
• • • •
Convertidore$: n/ e4
)unt/ de
$em9eratura de
VACIADOS EN ARENA A 9arte de l/4 metale4 metalHrgic/4
-
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! &% Re;uiere 9rimer/ del m/lde/ en arena de
• • • •
!ala 9ráctica en la
Si un 5aciad/ tiene cargad/re4 inadecuad/4 l/4 e
La4 uru:a4% La4 inclu4i/ne4% L/4 9liegue4
La arena e4 el material á4ic/ ;ue em9lea el m/ldead/r 9ara c/n
Arena VerdeB e4 una arena ?Hmeda6 e4 decir6 ;ue 4e ?a 4ecad/% *
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! •
Arena 4ecaB e4 a;uella a la ;ue 4e le ?a eliminad/ t/da la ?umedad ante4 de e
•
en
Arena de rellen/B 9r/cede de l/4 m/lde4 8a c/lad/4 8 5uel5e nue5amente a utili7ar4e de49u4 de 9re9arada 9ara rellenar el m/lde durante el m/ldead/%
PROCEDIMIENTO • • • •
• •
• • • • • • •
Se 4elecci0n la ca:a de acuerd/ al tama=/ del m/del/% C/l/car en la tala de m/lde/ la mitad in
•
ma7ar/ta46 4e 9r/cede ?acer la c/9a del eeder/ Arir la ca:a6 e@traer el m/del/ >acer el c/nduct/ de c/lada 8 l/4 de la4 ma7ar/ta4 Cerrar la ca:a teniend/ cuidad/ ;ue l/4 indicad/re4 de 9/4ici0n de la4
•
ca:a4 c/incidan C/n la4 agu:a4 re49ecti5a4 ?acer l/4 /ri.ci/4 1(M 9arte4 de la altura de
• •
• • •
la ca:a in
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI!
CACUOS * RESUTADOS $/ma de dat/4 del m/del/ 4elecci/nad/ 9/r el gru9/B
&
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI!
+,-DOP del &ro%e$o de moldeo . %olada
)RE)ARAR ARENA
!ODELO FUNDICION DEL !E$AL CONS$RUIR !OLDE
COLADA 1LLENADO DEL !OLDE3
SOLIDIFICACI 'N
DES!OLDAR
LI!)IEA + COR$E
ACA"ADO
&&
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI!
/,- En "n e$0"ema de la %a1a de moldeo2 mo$trar la "bi%a%i'n del modelo3 de la ma4arota3 del $i$tema de alimenta%i'n 5bebedero . %anale$ de alimenta%i'n6
7,- De8e%to$ ob$ervado$ en la &ie4a obtenida en la &r9%ti%a de 8"ndi%i'n 58oto$6
&2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! &r/3 N/tam/4 9/r/4idade46 e4t/4 4/n deid/ a l/4 ga4e4 ;ue 9r/duce el alumini/% )/r tal m/ti5/ deem/4 c/l/car agu:er/46 de tal manera ;ue 4e e4ca9en dic?/4 ga4e4% 2d/3 Vem/4 rec?u9e6 e4t/4 4/n deid/ al mal c/n/cimient/ de u4/ ;ue 4e tiene 4/re la4 ma7ar/ta4 9/r tal m/ti5/ 4e dee t/mar4e en cuenta cuanta4 ma7ar/ta4 deen 4er 9ue4ta4 en el m/lde de arena6 el lugar d/nde 4e c/l/can 8 el diámetr/ de e4ta4% (r/3 Vem/4 reara6 ;ue 9/r l/ general e4 n/rmal 4iem9re 8 cuand/ n/ 4ea tan e@agerada 8 9ara remediar a;uell/6 4e tendría ;ue a4egurar ;ue e4tn ien c/l/cada4 ama4 ca:a4 8 a4egurar ;ue n/ 4e de49rendan 9/r el em9u:e metal/4ttic/%
,- Pre$entar el %9l%"lo del di9metro '&timo de la ma4arota . dimen$ione$ del %"ello de la ma4arota, Com&arar e$to$ re$"ltado$ %on la$ "tili4ada$ en la &r9%ti%a de 8"ndi%i'n, Saem/4 9/r la e@9eriencia la4 dimen4i/ne4 del m/del/ / de la .gura &B V/lumen 1V93 P -%-J(( cmQ 8 rea 4u9er.cial P &2J*%*-J
cm
2
V/lumen de la ma7ar/taB
)ara el cálcul/ de la ma7ar/ta tenem/4 la 4iguiente relaci0n ;ue de9ende de la c/ntracci0n 5/lumtrica del alumini/% 1- 4/lidi.caci0n3 V m= nV p
V m=( 2.5 )( 574.76353 )
c 100
7 100
V m=100.5836 cm
Vm P V/lumen de la ma7ar/ta V9 P V/lumen de la 9ie7a
&(
3
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! n P c/e.ciente de 4eguridad T&6( c P c/e.ciente de c/ntracci0n U4and/ el criteri/ de !/dul/ de en
volumen dela pieza superficie dela pieza
M pieza=
574.76353 1268.8076
=0.453 cm
Ent/nce4 a9licam/4 la 4iguiente <0rmula 9ara determinar el m0dul/ te0ric/ de la ma7ar/ta% M mazarota =1,2∗ M pieza M mazarota =0.5436 cm
A?/raB V mazarota = M mazarota ∗S mazarota πd 4
2
∗150= 0.5436∗
πd∗150
d =21.744 mm
Nota: Como podemos observar de los cálculos efectuados tenemos como diámetro mínimo de mazarota 25 mm, por lo que para nuestra aplicación en laboratorio estimaremos un diámetro de mazarota de 40 mm, con la cual los resultados serán más óptimos por tener un tiempo de enfriamiento maor que la pieza!
&
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! "azarota cilíndrica con
d =25 mm
h =204.906 mm !
;,- Con$iderando la$ dimen$ione$ del moldeo de la &ie4a3 0"e "tili4o en la &r9%ti%a de 8"ndi%i'n3 <="> dimen$ione$ tendr9 la &ie4a terminada? Con$iderando 0"e la$ 4ona$ %on a%abado $"&er!%ial tienen / mm de e@%e$o de material 0"e $er9 retirado &or ma0"inado, Pre$ente "n e$0"ema del modelo . de la &ie4a terminada, El 9r/ce4/ de
Calculand/ el 5/lumen .nal /tenem/4B V< P ,%J(2 cmQ
D0ndeB la 5ariaci0n de tem9eratura e4 9unt/ de
A4í tenem/4 el 9/rcenta:e de reducci0n 5/lumtric/B )/rcenta:e de reducci0n e4
1−
549.63425 574.76353
RV P %(-2
&
P RV
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! + el 9/rcenta:e de reducci0n lineal 4e a9r/@ima mediante el en;ue α =
γ 3
6 ent/nce4 9/dem/4 a9r/@imarB
(
R L =
4.372 3
)
R L =1,46
)ara la 9ie7a V f =¿
,%J(2 cmQ
A c/ntinuaci0n m/4tram/4 una tala c/n l/4 5/lHmene4 8 medida4 reducida4 ;ue 4e /tendrán de49u4 de la
a 1mm3 1mm3 c 1mm3 d 1mm3 d& 1mm3 d2 1mm3 d( 1mm3
DI!ENSIONES DEL !OLDE (J6* *6, 2(6* 2J &*6, &&& &2&
DI!ENSIONES DES)UES DE LO FUNDIDO (J62J2-2 *6--J 2(622 26J2 &*6J2J &,6(-, &&,62((
&J
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI!
,- Determine la %antidad de material de al"minio 0"e ne%e$ita 8"ndir &ara obtener la &ie4a %orre$&ondiente al modelo "tili4ado, De acuerd/ a la4 di49/4ici/ne4 dada4 en la e@9eriencia6 4e lleg/ a u4ar un eeder/ 8 una ma7ar/ta c/n la4 4iguiente4 dimen4i/ne4% !AARO$A
"E"EDER O
2*
((
&(
&(
DIA!E$R O 1mm3 AL$URA 1mm3
V total ausarde aluminio=V modelo + V mazarota + V bebedero V total ausarde aluminio
Ent/nce4
P --(%((* cmQ
m= ρ∗V total ausarde aluminio m=2.088 k
,- Determine la ener#a trmi%a 5%alora$6 0"e $e re0"iere &ara 8"ndir el vol"mne de material 0"e ne%e$ita, Si "tili4a &etrleo %omo %omb"$tible2
&-
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! 2 < cal/r t/tal re;uerid/
r < den4idad 1grMcm(3 Cs < cal/r e49eci.c/ en 9e4/ 9ara el material 40lid/ 1# M gr WC3 Cl < cal/r e49eci.c/ en 9e4/ 9ara el material lí;uid/ 1# M gr WC3 To < tem9eratura amiente 1WC3
T* < tem9eratura de
> P 2%- 1grMcmQ3 --(%((* 1cmQ 3 T%*,- 1#Mgr WK3 J( 1WY3 Z (,-1#Mgr3 Z &%J(2 1#MgrWY3 & WY > P 2%-(- Y# P ,&%J( Ycal Se 4ae ;ue el )/der cal/rí.c/ del 9etr0le/ 1)%C%3 P , YcalMYg ent/nce4B mtotal ausarde aluminio= ! / " #$ # mtotalde petroleo=0.0546 k
mtotalde petroleo=0.0546 k∗(
703.7543 alones 32 k
)
V total de petroleo =1.2 alones
CONCUCIONES * OBSERVACIONES • •
La 9ie7a re4ultante de la
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! •
•
•
•
•
•
•
El cálcul/ del diámetr/ de la ma7ar/ta 4e reali7/ c/n4iderand/ r P &6 utili7and/ e4te 5al/r 4e /4er5/ la a9arici0n del rec?u9e en el material%
Se c/nclu8e ;ue 9ara /tener una 9ie7a 4in de
RECOMENDACIONES
&,
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería mecánica FI! •
•
•
•
Dee tener4e cuidad/ al 9icar el m/lde 9/r;ue 4i e4te entra en la ca5idad6 el metal li;uid/ 9uede entrar en la 9er
Dee 9re4i/nar4e ien la arena a .n de ;ue e4ta e4t ien c/m9acta 8 n/ 4e de4m/r/ne% Dee elegir4e el lugar de la ma7ar/ta l/ má4 cerca 9/4ile a la ca5idad6 4in t/carla6 9ara e5itar rec?u9e4% El canal de la ma7ar/ta a la ca5idad n/ dee /cu9ar muc?a área de e4ta 9ara
2