No outono de 1917, um amigo me convidou para participar da competição "smart guy" com ele, pois ele mesmo já havia participado, e isso era impossível pela segunda vez. De acordo com esta concessão, de jure, 0,5Mrub é concedido por dois anos sem qualquer relatório sobre despesas, embora de fato, 4/5 do montante total esteja disponível. Acontece que com esse dinheiro se costuma comprar uma carruagem autônoma. Queria de outra forma e concordei com a condição de gastar dinheiro no desenvolvimento da oficina e, pelo menos, comprar uma fresadora. Pelo que entendi, isso não fazia parte dos planos do meu colega e, no futuro, a conversa não aumentou. Mais tarde, descobri que outro proxy foi encontrado. Esse fato feriu meu orgulho e decidi que teria minha própria bolsa com máquinas-ferramenta e equipamentos. Faltava encontrar um projeto em que houvesse algo arrastado para o assunto,e então o CR620 / 724, que vinha se alongando por cerca de cinco anos naquela época, também funcionou. Naquela época, eu tinha modelos prontos do cilindro de 724 cm³ e as pequenas coisas que o acompanhavam e, além disso, a capacidade de implementá-los por conta própria - impressão 3D, tecnologia de fundição, um sistema de passagem funcional para fundições tão complexas e um torno. Decidi que o subsídio irá para despesas indiretas do projeto, e será feito principalmente às minhas próprias custas. Se ganhei, tenho prazos apertados, com o que tenho problemas. O aplicativo foi aprovado. A necessidade de mostrar alguns pedaços de ferro na fase final de seleção do projeto me obrigou a acelerar.Decidi que o subsídio irá para despesas indiretas do projeto, e será feito principalmente às minhas próprias custas. Se ganhei, tenho prazos apertados, com o que tenho problemas. O aplicativo foi aprovado. A necessidade de mostrar alguns pedaços de ferro na fase final de seleção do projeto me obrigou a acelerar.Decidi que o subsídio irá para despesas indiretas do projeto, e será feito principalmente às minhas próprias custas. Se ganhei, tenho prazos apertados, com o que tenho problemas. O aplicativo foi aprovado. A necessidade de mostrar alguns pedaços de ferro na fase final de seleção do projeto me obrigou a acelerar.
A exposição foi feita e agora é hora de ir direto para a parte técnica.
Processo de fabricação de ferramentas de fundição
Os métodos de fundição são reutilizáveis e descartáveis. O equipamento do modelo é necessário para obter os moldes de fundição. O metal é despejado em moldes de fundição, também reutilizáveis (metal, principalmente na moldagem por injeção). O molde de fundição consiste em um molde externo e um núcleo interno, cuja tarefa é formar cavidades na peça fundida. Neste projeto foi utilizada a fundição em solo, ou seja, em formas descartáveis, constituídas por uma mistura de minerais.
Para usar equipamento modelo reutilizável, é necessário no processo de projeto de fundição levar em consideração o problema de extração de elementos de molde do equipamento modelo (equipamento modelo reutilizável de cilindro semelhante, haste (extrema direita) e fundição (centro) são mostrados na foto principal do artigo)... Muitas vezes, por exemplo, o cárter de um motor de motocicleta e suas tampas, quatro peças do equipamento do modelo são suficientes para obter os moldes de fundição (dois meios-moldes para a superfície externa e dois para o núcleo). No entanto, para o cilindro de um motor de dois tempos, devido à geometria complexa das cavidades internas, é necessário um conjunto de cerca de duas dúzias de peças de modelagem. E como no âmbito deste trabalho o objetivo não é obter muitos fundidos idênticos, optou-se pelo uso de equipamento modelo descartável.
Na etapa anterior, um modelo do cilindro foi obtido como peça acabada. A fundição é uma peça acabada com sistema de passagem e sobremetal de usinagem. Acima as fundições foram feitas para alimentar a fundição com o fundido durante a cristalização, isto permite deslocar a área de retração da fundição para o sistema de comportas, bem como garantir a remoção do ar deslocado.
Modelo de fundição de cilindro
A fundição de revestimento foi usada para obter a fundição. Neste caso, o ferramental de modelo é um modelo de uma peça fundida feita de um material de baixo ponto de fusão (cera de fundição ou um plástico adequado). Neste projeto foi utilizado o plástico PLA (polilactídeo), pois, ao contrário de muitos outros, possui um ponto de fusão óbvio, após o qual sua viscosidade diminui drasticamente, o que permite que flua facilmente para fora do molde, ao contrário do ABS, que não é suficientemente baixo viscosidade até pelo menos 300 ° C. Quando calcinados, os resíduos plásticos queimam com a formação de uma pequena quantidade de resíduo sólido, que, ao contrário do plástico ABS, não adere às paredes do molde e é facilmente expelido com ar comprimido. Quando o ABS é aquecido a 700-800 ° C sem um bom acesso ao oxigênio, sólidos são formados, aderidos à forma,que então estragam o elenco.
Para fundição com esta tecnologia, a permeabilidade ao gás do molde de fundição é importante, pois ainda contém substâncias que passam para a fase gasosa quando aquecidas até a temperatura de fusão. No caso de baixa permeabilidade ao gás do material do molde de fundição, formam-se bolhas de gás na fundição, o que é uma das causas mais comuns de defeitos no negócio de fundição.
O modelo de plástico da fundição do cilindro foi produzido por impressão 3D. No entanto, o tamanho da área imprimível da impressora é menor do que o tamanho da peça fundida, por isso teve que ser dividido em seus elementos constituintes. Todas as outras peças foram feitas usando o mesmo processo.
Particionando um modelo de fundição de cilindro para impressão 3D
Fazer um modelo do cilindro do motor e seus moldes de fundição
O modelo foi impresso com uma camada de PLA de 250 mícrons e consistia em vinte partes. Todas as partes do modelo de fundição foram impressas com cobertura de 10%. Os componentes do modelo foram montados em pinos de centragem e colados, e as juntas entre eles foram seladas com cera de fundição. Sem vedar as juntas na peça fundida, repetem-se os vãos entre elas, difíceis de limpar dos restos de areia de moldagem e concentradores de tensões. Furos tecnológicos foram feitos no modelo na jaqueta de resfriamento. Esses orifícios criam suportes adicionais para os fracos, devido à sua geometria, o núcleo da camisa de resfriamento. Caso contrário, durante o vazamento, ele pode se partir devido ao aquecimento desigual e seus fragmentos serão levados pelo fluxo do fundido, o que já levou à rejeição de fundidos semelhantes. Qualquer dano aos moldes durante o vazamento gera partículas soltas que sempre estragam a peça fundida.Portanto, é melhor fazer furos tecnológicos em locais convenientes do que descobrir como soldar um defeito em algum lugar interno.
O material para os moldes de fundição foi areia peneirada com fração de 0,63 mm misturada com soda cáustica na proporção de 4/1. A areia deve ser cuidadosamente socada e atenção especial deve ser dada aos canais na fundição. Antes de enterrar o modelo com canais preenchidos na areia de moldagem, é aconselhável remover uma pequena camada da mistura das saídas do canal - há tempo para começar a endurecer ao ar e depois disso o modelo de fundição pode rachar ao longo dessas superfícies, o que não seria desejável. Após a finalização da moldagem, para endurecer a mistura, ela deve ser soprada pelos furos com dióxido de carbono. O CO₂ rompe a ligação entre o óxido de sódio e o óxido de silício no vidro de água e o SiO₂ liga os grãos de areia. Ao soprar, ouve-se um ruído característico, que indica que o processo de endurecimento está em andamento. Cada punção requer cerca de 1/2 minuto de suprimento de dióxido de carbono.É especialmente importante soprar bem a haste.
Para a confecção dos moldes de fundição, o modelo de fundição foi instalado nos frascos e o espaço livre no frasco e dentro do modelo foi preenchido com uma mistura de areia e copo d'água de sódio. A mesma mistura foi usada para fazer um jito e uma placa aumentando a altura dos degraus. Todos os componentes do molde foram montados e forrados com tijolos com fresta.
Modelo de fundição montado O
jito foi inclinado em um ângulo de 45 ° com a vertical.
Verificando os
pares de moldes Na etapa seguinte, o plástico do molde foi derretido e calcinado e soprado com ar comprimido para remover a areia com cinzas. Após as operações anteriores, o molde foi deixado no forno, pois ciclos de aquecimento desnecessários podem levar a fissuras, que podem levar à separação de uma parte do núcleo, cujas consequências são descritas acima.
Molde de fundição calcinado
Execução da fundição do cilindro do motor e sua usinagem
Para o enchimento foi utilizado Silumin grau AK9ch, por apresentar boa resistência e fluidez, baixo encolhimento de fundição e ser a escolha clássica para a fabricação de cilindros e blocos de motor com camisas de ferro fundido. Os lingotes foram divididos em pequenos fragmentos que cabem no cadinho e derretidos em um forno de fusão (o forno é caseiro, posso iluminar a estrutura) . Quando o fundido aqueceu a uma temperatura 20 ° C abaixo da temperatura de vazamento, um molde de fundição aquecido a 300 ° C foi removido do forno, que permaneceu aquecido da calcinação, e instalado em uma forma de tijolo preparada.
O espaço entre o molde e a fôrma foi preenchido com areia para evitar que o fundido escapasse de possíveis fissuras e as juntas dos componentes do molde foram seladas com areia de moldagem. A fundição foi realizada a uma temperatura de fusão de 740 ° C.
Infelizmente, não há fotos de preenchimento.
Fundição de cilindro
Devo admitir que o problema de remover as hastes é significativo. Com geometrias complexas e uma mistura forte, pode ser insolúvel. Ao projetar um elenco, você deve pensar com antecedência em como e como entrar. Para extrair a haste, usei também os furos tecnológicos da fundição, que a reforçaram. Sem eles, muito provavelmente, a haste não teria sido removida. A maior parte do material foi extraída com uma chave de fenda com uma broca de perfurador. A broca é de carboneto de tungstênio e, portanto, não embota contra a areia. Onde for impossível rastejar com uma furadeira, você pode usar um fio de aço grosso ou um cabo de aço macio, girado por uma chave de fenda. Depois que os canais passam, os restos da areia de moldagem se prestam bem à lavagem de alta pressão.Porém, mesmo depois de todas as manipulações na camisa de resfriamento, havia pedaços da massa de moldagem nas paredes e durante o processamento eles não-não, mas caíram.
Em vez de uma conclusão
O projeto utilizará a parte inferior do cárter do motor Honda CR500. O cárter foi modificado para permitir o alargamento das passagens de purga, uma saia de revestimento maior e a transferência de pinos. O projeto do cilindro incluía a possibilidade de aumentar o curso do pistão para 95 mm no novo cárter, devido ao medo de danos ao cárter nativo.
Com um modelo fundido e um cilindro semi-acabado de 620 cc, ganhei uma bolsa, foi em 17 de novembro. A fundição de 724 cm³ foi feita apenas em março. Demorou pouco mais de um dia de trabalho contínuo para calcinar o molde e fundir. Na minha opinião, a fundição difere, por exemplo, da soldagem por ser um processo irreversível - se houver um problema em algum lugar, você não pode voltar um passo, mas apenas o início. Foi especialmente assustador com o modelo de plástico descartável. O momento mais emocionante é a quebra de moldes, que é comparável a abrir um presente de Ano Novo na infância, só que as apostas são muito maiores. Felizmente, o elenco, embora não conforme planejado, acabou sendo satisfatório na primeira vez. Que alívio foi! Agora era necessário processá-lo e fazer todos os tipos de peças de acasalamento.
Partes anteriores:
Parte zero: Seu próprio motor de 2 tempos. CR620
Parte Um: Um projeto de 8 anos - eu teria sabido, eu nunca teria me envolvido: meu motor de 2 tempos
UPD: Descrição adicionada do processo de extração das hastes, 17 de agosto. 20g.