fundamentos de fundición de metales
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Ing. Juan José Ortiz Valderrama Procesos de Manufactura (Fundamentos de fundición de metales) Universidad de Pamplona Ejercicio de fundamentos de fundición de metales Por: Juan José Ortiz Valderrama Se desea obtener por fundición la pieza mostrada en la figura, el material es hierro fundido. Diseñe el proceso para un moldeo en arena de modo que la mazarota sea cilíndrica con una relación L/D=1, la constante del molde es de 4min/cm 2 y se desea que la solidificación ocurra 50% después del tiempo de que solidifique la pieza. Además de los volúmenes de la mazarota y la pieza considere un 10% adicional para cubrir el volumen del canal de alimentación, parte del bebedero y otros. Determine: a. Tiempo de solidificación total del contenido del molde. b. Tiempo de vaciado si la altura de colada es de 10cm y el diámetro de alimentación del canal es de 3cm. Recordando la regla de Chvorinov que establece que: 2 Cm TST Para el diseño de la mazarota se requiere que pieza mazarota TST TST * 5 . 1 Como la constante del molde es la misma, entonces la relación se reduce a: 2 2 * 5 . 1 pieza mazarota , de modo que el problema se reduce al calculo del volumen y el área de la mazarota y la pieza . Como la mazarota es cilíndrica y tiene una relación L/D=1 entonces: 2 3 2 4 4 D DL y D L D cilindro cilidro , luego 4 4 2 3 D D D mazarota Para la pieza con la geometría mostrada se tiene: Usando el método de sólidos y superficies de revolución, con el teorema establecido de Papus-Guldinus 3cm 8cm 12cm 20cm 16cm 4 agujeros de 4cm c/u equidistantes 6cm 12cm
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Ing. Juan José Ortiz Valderrama
Procesos de Manufactura (Fundamentos de fundición de metales) Universidad de Pamplona
Ejercicio de fundamentos de fundición de metales Por: Juan José Ortiz Valderrama
Se desea obtener por fundición la pieza mostrada en la figura, el material es hierro fundido. Diseñe el proceso para un moldeo en arena de modo que la mazarota sea cilíndrica con una relación L/D=1, la constante del molde es de 4min/cm2 y se desea que la solidificación ocurra 50% después del tiempo de que solidifique la pieza. Además de los volúmenes de la mazarota y la pieza considere un 10% adicional para cubrir el volumen del canal de alimentación, parte del bebedero y otros. Determine:
a. Tiempo de solidificación total del contenido del molde. b. Tiempo de vaciado si la altura de colada es de 10cm y el diámetro de
alimentación del canal es de 3cm.
Recordando la regla de Chvorinov que establece que: 2
CmTST
Para el diseño de la mazarota se requiere que piezamazarota TSTTST *5.1 Como la constante del molde es la misma, entonces la relación se reduce a:
22
*5.1piezamazarota
, de modo que el problema se reduce al calculo del
volumen y el área de la mazarota y la pieza . Como la mazarota es cilíndrica y tiene una relación L/D=1 entonces:
232
44DDLyDLD cilindrocilidro
, luego 4
42
3
DD
D
mazarota
Para la pieza con la geometría mostrada se tiene: Usando el método de sólidos y superficies de revolución, con el teorema establecido de Papus-Guldinus
3cm 8cm
12cm
20cm
16cm
4 agujeros de 4cm c/u equidistantes
6cm 12cm
Ing. Juan José Ortiz Valderrama
Procesos de Manufactura (Fundamentos de fundición de metales) Universidad de Pamplona
rLyr 2*2*
3
2
47.10549
6*2**4)23(2*3*18
)348(2*
24*12)4(2*8*12)10(2*20*6
cm
pieza
2
22
2
50.4294)6)(4(*4)10(2*)124()20(2*)6()3(2*)18(
)2
11(2*)5()2(*8)16(2*)8()223(2*)17(
cm
pieza
Para la pieza que se desea fundir:
46.250.429447.10549
pieza
Estableciendo la relación inicial
cmDDonde
Dpieza
mazarota
piezamazarota
03.12:
46.2*5.14
*5.1
22
22
La mazarota debe tener un diámetro de 12.03cm por una altura de 12.03cm, garantizando de esta forma que solidificará 50% después.
a. El TST para el molde será el de mayor tiempo, es decir, el de la mazarota
min21.364
03.12)min4(
2
2
2
cmcm
CmTSTTST mazarotamolde
b. El tiempo de vaciado del molde será:
MTF
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Según las consideraciones dadas el volumen total corresponde al volumen de la pieza más el de la mazarota más un 10% más por canal, bebedero y otros.
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52.13108)47.1054937.1367(*1.1
)(*1.1
cmcmcm
piezamazarotatotal
El flujo volumétrico se calcula asumiendo una situación ideal de la ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad:
VAyghV *2
scm
scmsmV
/90.989)04.140(*)5.1*(
/04.140/40.11.0*806.9*2
32
De modo que:
s
MTF
24.13
90.98952.13108
