Ejercicios de moldeo en fundición gris

Procesos de Manufactura Básicos EJERCICIOS DE MOLDEO EN FUNDICIÓN GRIS EJEMPLO 1 Suponga Suponga que las dimension dimensiones es de la caja de moldeo representada representada en la Figura 1(a) son 14 por 14  por 12 pul de profundidad. La altura o profundidad de cada ca da una de las la s cajas, superior e inferior, es 6 pul. La pieza a moldear o colar es una placa de 3 por 4 por 5 pul de longitud. El peso del hierro gris es 0.28 lb/pul³. Calcule las fuerzas siguientes: (1) la magnitud de la fuerza que la fundición ejerce sobre la caja inferior; (2) la fuerza de flotación sobre la caja superior; (3) el peso de la arena de la caja superior; superior; (4) la fuerza neta en la interfase interfase líquido arena; (5) la fuerza sobre la superficie inferior del molde.

(a)

(b) Figura 1

Solución:

W   f  

1. La fuerza fuerza de de la fundic fundición ión sobr sobree la caja caja inferi inferior or es

= peso de la fundición

W acs = peso de la arena de la caja superior  wm = peso específico del metal

W  f  = V wm = (4 x 5 x 3) (0.28)

=0.28 lb/pul³

W  s = peso específico de la arena = 16.8 lb =0.06 lb/pul³ 2. La fuerza fuerza de de flotación flotación sobre la caja caja superior superior es función función  F  =fuerza sobre la caja superior  cs del área trasversal de la cavidad del molde, la presión  F ci = fuerza sobre la caja inferior  hidrostática en la compuerta producida por la columna de líquido existente en el bebedero y del peso específico h1 =altura girostática bebedero =6 pul del metal. h2 = altura hidrostática sobre la base de la  F cs =  Ah1 wm = (4 x 5)(6)(0.28) caja inferior = (6 + 3) = 9 pul =33.6 lb 3. El peso peso de la la arena arena existen existente te en la caja caja super superior ior es es W acs = V wa = (14 x 14 x 6)(0.06) = 70.6 4. La fuerza fuerza neta neta en la interfas interfasee líquido líquido-caj -cajaa superio superiorr es W cs -  F cs = 70.6 – 33.6 = 37 lb 5. La fuerza fuerza sobre sobre la superficie superficie inferior inferior en la cavidad cavidad del modelo modelo es  F ci =  Ah2 wm = (4 x 5)(6 + 3)(0.28) = 50.4 lb

EJEMPLO 2 Suponga las mismas condiciones del Ejemplo 1, excepto que en la cavidad del molde se inserta un macho de 9 pul de longitud por 2 pul de ancho por 1 pul de espesor, como ilustra la Figura 1 (b). Calcule: (1) La fuerza neta sobre el macho y (2) la fuerza neta sobre la caja superior. (3) ¿Se requiere un contrapeso?

Solución: 1. La fuerza neta sobre el macho se calcula en la forma siguiente: a. El peso del macho es W k  = V wa = (2 x 1 x 9)(0.06)

W k  = peso del macho  F k  = fuerza sobre el macho

= 1.1 lb

h3 = altura hidrostática sobre el macho  b. La fuerza de flotación sobre el macho es  F k  =  Ak  h3 wm = (5 x 2)(7)(0.28) = 19.6 lb

En donde,

h3 = 6 + 1 = 7 pul

c. La fuerza neta del macho es  F k  - W k  = 19.6 – 1.1 = 18.5 lb 2. La fuerza neta sobre la caja superior se obtiene en la forma siguiente: a. La fuerza vertical sobre la porción del área de la caja superior en contacto con el metal es  F cs = 2 Ah1 wm =2(1 x 5)(6)(0.28) = 16.8 lb

b. La fuerza de flotación total es  F cs + ( F k  - W k  ) = 16.8 + (19.6 – 1.1) = 35.3 lb c. El peso de la arena existente en la caja superior es igual al del Ejemplo 1. W acs = 70.6 lb d. La fuerza neta se dirige en el sentido del peso de la caja superior.  F cs (neta) = 70.6 – 35.3 = 35.3 3. No se requiere utiliza un contrapeso porque el peso de la arena existente en la caja superior  excede a la fuerza de flotación neta.