DISEÑO DE MOLDE DE ARENA Escuela Superior Politécnica De Chimborazo
RESUMEN En el presente trabajo se realiza teóricamente el proceso de fundición en un molde de arena, también se realiza los respectivos cálculos de los componentes que se necesitan para una correcta fundición, estos elementos que se toman en cuenta en un proceso de fundición en un molde de arena son los vertederos, vertederos, mazarota, canales de distribución y alimentación.
Palabras Claves: molde, mazarota, vertederos, cavidades, arena, fundición. ABSTRACT: In this paper we theoretically makes the process of casting in a sand mold, the respective calculations of the components needed for proper casting is also performed, these elements are taken into account in the process of casting in a mold sand are landfills, lingo, and food distribution channels.
Keywords: molds, riser, drain, cavities, stones, fusion.
1.
OBJETIVOS:
bloques
para
motores,
cigüeñales,
Conocer las diferentes partes de un
componentes
sistema de colado de material para
agrícola y de ferrocarril, tubos y accesorios
el moldeo.
de
Realizar los cálculos necesarios para
cañones para armas, sartenes, etc., para lo
el diseño de un molde de arena.
cual durante el proceso de fundición se
Diseñar el molde con los cálculos
debe conocer y realizar los cálculos de
obtenidos
todos los elementos y materiales que se va
par
el
proceso
de
fundición, con la ayuda de un CAD.
plomería,
automovilísticos, herramientas
equipos eléctricas,
utilizar, como también conocer los pasos que se debe seguir en el proceso de fundición. [3]
3. MARCO TEÓRICO. 3.1 MOLDES Los
moldes
deben
poder
contraerse
libremente para evitar la formación de rajaduras, por lo que debe ser lo suficiente
2.
INTRODUCCION
blando. La facilidad de llenar el molde es muy grande, se debe tener embudos y
Una gran variedad de partes y componentes
canales de colado de anchura suficiente
se producen por medio de fundición, como
para que el metal entre bien a los moldes y
preciso
dejar
mazarotas
grandes
y
respiradores se sección amplias. [1]
3.5 Elementos de un sistema de alimentación:
3.2 Diseño del mode.
La caja, que soporta el propio molde. Los moldes de dos piezas constan de un molde superior y uno
La fundición en arena requiere un modelo a
inferior; la unión entre ambos es la
tamaño natural de madera, cristal, plástico
línea de partición. Cuando se utilizan
y metales que define la forma externa de la
más de dos piezas en un molde de
pieza que se pretende reproducir y que
arena, a las partes adicionales se les
formará la cavidad interna en el molde. [1]
llama centros . [1]
Los moldes, generalmente, se encuentran
divididos en dos partes, la parte superior
Una copa de vaciado o basín, en la cual se vierte el metal fundido. [1]
denominada cope y la parte inferior denominada draga que se corresponden a
sendas partes del molde que es necesario
Un bebedero, a través del cual el metal fundido fluye hacia abajo. [1]
fabricar. [1]
Un
sistema
de
canales
de
alimentación, que llevan el metal
3.4 Moldes de arena
fundido desde el bebedero hasta la cavidad del molde. Las compuertas
Arenas. En la mayoría de las operaciones de
son las entradas a dicha cavidad. [1]
fundición en arena se utiliza arena sílice (SiO2) como material para el molde, porque es barata y resulta adecuada debido a sus características
de
alta
temperatura
de
arena:
fundido
que
suministran
adicional
a
la
fundición conforme ésta se contrae durante la solidificación.
aglutinada
naturalmente (banco de arena) y sintética
mazarotas,
metal
y
elevado punto de fusión. Existen dos tipos generales
Las
Los machos o corazones, que son insertos hechos de arena. Se colocan
(arena de lago). [1]
en el molde para formar regiones
Moldes de arena verde : estos moldes
huecas o para definir la superficie
contienen arena húmeda. [2]
interior de la fundición. También se
Moldes de arena fría : usa aglutinantes
utilizan en la parte exterior de la
orgánicos e inorgánicos para fortalecer el
misma a fin de formar características
molde. Estos moldes no son cocidos en
como letras sobre la superficie o
hornos y tienen como ventaja que son más
cavidades externas profundas. [1]
precisos dimensionalmente pero también más caros que los moldes de arena verde. [2]
Respiraderos, o vientos, que se colocan en los moldes para extraer
los gases producidos cuando el
También dejan escapar el aire de la
metal fundido entra en contacto con
cavidad del molde conforme el
la arena en el molde y en el macho.
metal fundido fluye en su interior.
Un sistema de alimentación, como el que se muestra en la siguiente figura, consta de las siguientes partes:
a) Embudo o bacía de colada b) Canal vertical o bebedero c) Talón de caída d) Canal de distribución e) Canales de alimentación o entrada.
Fig. 1. Partes del Sistema de Alimentación Diagrama para calcular el tiempo de colado de piezas de aluminio: s 15 ( o d a 10 l o c e d 5 o p m e 0 i T
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
Espesor: 2.5-3.5 mm Espesor: 3.5-8 mm Espesor: 8-15 mm
Peso de las piezas fundidas (kg)
Fig. 2. Diagrama de Titov
Fig. 3. Apoyo de una cruceta.
4. DATOS:
CÁLCULOS:
7300
kg m3
V 68841,10mm 3
68,84cm 3
m 502,54 g 0,5025kg o
Cálculo de la sección de alimentación:
H 75mm 0,075m e 10,6mm
P
S ALIM
t 4 s
t
K t 0,86 S ALIM
2 gH Kt 0,5025kg
kg 7300 3 4 s m
2 9.8
m
0,075m s 2 0.86
S ALIM 1,316 x105 m 2 13,16mm2 S ALIM 13,2mm2 o
Canal de Distribución: S DIS 2 * S ALIM S DIS 2 * 13,2mm 2 S DIS 26,32mm 2
o
Canal de distribución es trapezoidal S DIS 26,32mm2 b = (
a +c
2 A = b * h
)
b =
(a + c)
5,13 =
h = b
2 (a + c)
a 0,8c a 0,8c 0
2 a c 10,26
A b 2 b A
26.32 5,13mm
a 4,56mm c 5,7mm b
Fig. 4. Canal de distribución.
o
El Bebedero
S BEB 2 * S DIS
S BEB
S BEB 2 * 26,32mm 2 S BEB 52,65mm 2
d
4
4
d
4
d 2
S BEB
52,65mm 2
d 8,9mm 0,35 pug area 0,109 pu lg 2
Este diámetro no es estándar por lo tanto elegimos mejor de los diámetros expuestos en la tabla secciones de los bebederos según su diámetro:
DIAMETRO DEL BEBEDERO (pulg)
SECCION DEL BEBEDERO (pulg2)
1/8
0,012
1/4
0,050
3/8
0,110
1/2
0,200
5/8
0,310
3/4
0,440
7/8
0,600
1
0,785
Por lo tanto elegimos una diámetro d = 3/8 pulg=9,5mm o
Talón de Caída H 2 D H 25,13mm H 10,26mm D 2,5d D 2,58,9mm D 22,25mm
o
Cálculos de los elementos del molde y diseñado:
Fig. 5. Cálculos de los elementos
Fig. 6. Molde diseñado.
del molde y diseño
5.
CONCLUSIONES: Se conoció y se analizó las diferentes partes de un sistema de colado de material para el moldeo.
Se realizó los cálculos necesarios para el diseño de las partes de un molde de arena.
Luego se diseñó el molde con los cálculos obtenidos par el proceso de fundición, con la ayuda de un CAD.
6.
REFERENCIAS: [1] S. Kalpakjian - S. R. Schmid, Manufactura, Ingeniería y Tecnología, 5 ed., México: Pearson 111Educación, 2008, pp 261-300.
[2] W. Goudeth, Moldes para fundición. 2da Ed., La Paz, Bolivia, 2012.
[3] Londo Paulo César y Tierra Diego, Tesis de grado: “Desarrollo tecnológico para la fundición en troquel de las aleaciones de aluminio astm 355 y astm 40e”, espoch, 2010,
pp 25-51.
