À l'automne 1917, un ami m'invita à participer au concours «smart guy» avec lui, puisqu'il y avait lui-même déjà participé, et c'était impossible pour la deuxième fois. Dans le cadre de cette subvention, de jure, 0,5Mrub est accordé pendant deux ans sans aucun rapport sur les dépenses, bien que de facto, 4/5 du montant total soit disponible. Il se trouve qu'avec cet argent, il est d'usage d'acheter une voiture autonome. J'ai voulu le contraire et j'ai accepté la condition de dépenser de l'argent pour le développement de l'atelier et, au moins, d'acheter une fraiseuse. Si je comprends bien, cela ne faisait pas partie des plans de mon collègue et, à l'avenir, la conversation n'a pas eu lieu. Plus tard, j'ai découvert qu'un autre proxy avait été trouvé. Ce fait a blessé ma fierté et j'ai décidé que j'aurais ma propre subvention avec des machines-outils et de l'équipement. Restait à trouver un projet dans lequel il y aurait quelque chose d'entraîné dans le sujet,et puis CR620 / 724, qui s'étirait depuis environ cinq ans à cette époque, est apparu tout aussi bien. À cette époque, j'avais des modèles prêts à l'emploi du cylindre de 724 cm³ et des petites choses qui l'accompagnaient, et en plus, la possibilité de l'implémenter moi-même - l'impression 3D, la technologie de moulage, un système de porte fonctionnel pour des moulages aussi complexes et un tour. J'ai décidé que la subvention irait aux dépenses indirectes du projet et se ferait principalement à mes propres frais. Si j'ai gagné, j'ai des délais serrés, avec lesquels j'ai un problème. L'application a réussi. Le besoin de montrer quelques morceaux de fer à l'étape finale de la sélection des projets m'a obligé à accélérer.J'ai décidé que la subvention irait aux dépenses indirectes du projet et se ferait principalement à mes propres frais. Si j'ai gagné, j'ai des délais serrés, avec lesquels j'ai un problème. L'application a réussi. Le besoin de montrer quelques morceaux de fer au stade final de la sélection des projets m'a obligé à accélérer.J'ai décidé que la subvention irait aux dépenses indirectes du projet et se ferait principalement à mes propres frais. Si j'ai gagné, j'ai des délais serrés, avec lesquels j'ai un problème. L'application a réussi. Le besoin de montrer quelques morceaux de fer au stade final de la sélection des projets m'a obligé à accélérer.
L'exposition a été donnée et il est maintenant temps de passer directement à la partie technique.
Processus de fabrication d'outils de fonderie
Les méthodes de moulage sont à la fois réutilisables et jetables. L'équipement modèle est nécessaire pour obtenir des moules de coulée. Le métal est versé dans des moules de coulée, qui sont également réutilisables (métal, principalement lors de l'utilisation du moulage par injection). Le moule de coulée se compose d'un moule externe et d'un noyau interne, dont la tâche est de former des cavités dans le moulage. Dans ce projet, le moulage au sol a été utilisé, c'est-à -dire dans des moules jetables, constitués d'un mélange de minéraux.
Pour utiliser un équipement modèle réutilisable, il est nécessaire dans le processus de conception de moulage de prendre en compte le problème de l'extraction des éléments de moule de l'équipement modèle (l'équipement modèle réutilisable d'un cylindre similaire, une tige (à l'extrême droite) et un moulage (au centre) sont représentés dans l'image principale de l'article)... Souvent, par exemple, le carter d'un moteur de motocyclette et ses couvercles, quatre pièces du modèle d'équipement suffisent pour obtenir des moules de coulée (deux demi-moules pour la surface extérieure et deux pour le noyau). Cependant, pour le cylindre d'un moteur à deux temps, en raison de la géométrie complexe des cavités internes, un ensemble d'environ deux douzaines de pièces d'outillage modèle est nécessaire. Et comme dans le cadre de ce travail le but n'est pas d'obtenir de nombreux moulages identiques, il a été décidé d'utiliser un équipement modèle jetable.
À l'étape précédente, un modèle du cylindre a été obtenu en tant que pièce finie. Le moulage est une pièce finie avec un système de porte et une surépaisseur d'usinage. Au-dessus des pièces moulées ont été faites pour alimenter la coulée en fusion pendant la cristallisation, cela vous permet de déplacer la zone de retrait de la coulée vers le système de porte, ainsi que pour assurer l'élimination de l'air déplacé.
Modèle de coulée de cylindre
Le moulage de précision a été utilisé pour obtenir le moulage. Dans ce cas, l'outillage modèle est un modèle d'une pièce moulée en un matériau à bas point de fusion (cire de coulée ou une matière plastique appropriée). Dans ce projet, du plastique PLA (polylactide) a été utilisé, car, contrairement à beaucoup d'autres, il a un point de fusion évident, après quoi sa viscosité diminue fortement, ce qui lui permet de s'écouler facilement hors du moule, contrairement à l'ABS, qui n'est pas suffisamment bas. viscosité jusqu'à au moins 300 ° C Une fois calcinés, les résidus de plastique brûlent avec la formation d'une petite quantité de déchets solides qui, contrairement au plastique ABS, n'adhèrent pas aux parois du moule et sont facilement soufflés avec de l'air comprimé. Lorsque l'ABS est chauffé à 700-800 ° C sans un bon accès à l'oxygène, des solides se forment, adhèrent à la forme,qui gâchent alors le casting.
Pour la coulée utilisant cette technologie, la perméabilité aux gaz du moule de coulée est importante, car il contient encore des substances qui passent dans la phase gazeuse lorsqu'elles sont chauffées à la température de fusion. En cas de mauvaise perméabilité aux gaz du matériau du moule de coulée, des bulles de gaz se forment dans la coulée, ce qui est l'une des causes les plus courantes de défauts dans l'entreprise de fonderie.
Le modèle en plastique du cylindre coulé a été réalisé par impression 3D. Cependant, la taille de la zone imprimable de l'imprimante est inférieure aux dimensions de la pièce moulée, c'est pourquoi elle a dû être décomposée en ses éléments constitutifs. Toutes les autres pièces ont été fabriquées selon le même processus.
Partitionnement d'un modèle de moulage de cylindre pour l'impression 3D
Réalisation d'un modèle du cylindre moteur et de ses moules de coulée
Le modèle a été imprimé avec une couche de PLA de 250 μm et se composait de vingt pièces. Toutes les parties du modèle de moulage ont été imprimées avec une couverture de 10%. Les composants du modèle ont été assemblés sur des broches de centrage et collés, et les joints entre eux ont été scellés avec de la cire de fonderie. Sans sceller les joints sur la pièce moulée, les espaces entre eux seront répétés, qui sont difficiles à nettoyer des restes de sable de moulage et sont des concentrateurs de contraintes. Des trous technologiques ont été réalisés dans le modèle dans la chemise de refroidissement. Ces trous créent des supports supplémentaires pour les faibles, en raison de sa géométrie, le noyau de la chemise de refroidissement. Sinon, lors de la coulée, il peut se séparer d'un chauffage inégal et ses fragments seront emportés par l'écoulement de la masse fondue, ce qui a déjà conduit au rejet de pièces moulées similaires. Tout dommage aux moules pendant le coulage génère des particules libres qui gâcheront toujours le moulage.Par conséquent, il est préférable de faire des trous technologiques à des endroits pratiques plutôt que de savoir comment souder un défaut quelque part à l'intérieur.
Le matériau pour les moules de coulée était du sable tamisé avec une fraction de 0,63 mm mélangé avec du verre sodique aqueux dans un rapport de 4/1. Le sable doit être soigneusement tassé et une attention particulière doit être portée aux canaux de la coulée. Avant d'enterrer le modèle avec des canaux remplis dans le sable de moulage, il est conseillé d'enlever une petite couche du mélange des sorties des canaux - il a le temps de commencer à durcir à l'air et après cela, le modèle de coulée peut se fissurer le long de ces surfaces, ce qui ne serait pas souhaitable. Une fois le moulage terminé, pour durcir le mélange, il doit être soufflé à travers les perforations avec du dioxyde de carbone. Le CO₂ rompt la liaison entre l'oxyde de sodium et l'oxyde de silicium dans le verre soluble et SiO₂ lie les grains de sable ensemble. Lors du soufflage, un craquement caractéristique se fait entendre, ce qui indique que le processus de durcissement est en cours. Chaque ponction nécessite environ 1/2 minute d'approvisionnement en dioxyde de carbone.Il est particulièrement important de bien souffler à travers la tige.
Pour la fabrication de moules de coulée, le modèle de coulée a été installé dans les flacons et l'espace libre dans le flacon et à l'intérieur du modèle a été rempli d'un mélange de sable et de verre d'eau de sodium. Le même mélange a été utilisé pour fabriquer une carotte et une plaque augmentant la hauteur des colonnes montantes. Tous les composants du moule ont été assemblés et revêtus de briques avec un espace.
Modèle de coulée assemblé La
carotte était inclinée à un angle de 45 ° par rapport à la verticale.
VĂ©rification des joints du
moule Dans l'étape suivante, le plastique du moule a été fondu, et il a été calciné et soufflé avec de l'air comprimé pour éliminer le sable qui s'effrite avec les cendres. Après les opérations précédentes, le moule a été laissé dans le four, car des cycles de chauffage inutiles peuvent conduire à sa fissuration, ce qui peut conduire à la séparation d'une partie du noyau dont les conséquences sont décrites ci-dessus.
Moule de coulée calciné
Exécution de la coulée du cylindre moteur et de son usinage
La qualité Silumin AK9ch a été utilisée pour le remplissage, car elle présente une bonne résistance et fluidité, un faible retrait de coulée et constitue le choix classique pour la fabrication de cylindres et de blocs moteurs avec chemises en fonte. Les lingots ont été divisés en petits fragments qui s'insèrent dans le creuset et fondus dans un four de fusion (le four est fait maison, je peux éclairer la structure) . Lorsque la masse fondue s'est réchauffée à une température de 20 ° C inférieure à la température de coulée, un moule de coulée chauffé à 300 ° C a été retiré du four, qui est resté chauffé de la calcination, et installé dans un coffrage de briques préparé.
L'espace entre le moule et le coffrage a été rempli de sable pour empêcher la fonte de s'échapper d'éventuelles fissures, et les joints des composants du moule ont été scellés avec du sable de moulage. La coulée a été réalisée à une température de fusion de 740 ° C.
HĂ©las, il n'y a pas de photos de remplissage.
Coulée de cylindre
Je dois admettre que le problème de la dépose des tiges est important. Avec des géométries complexes et un mélange fort, il peut être insoluble. Lors de la conception d'un casting, vous devez penser à l'avance comment et comment ramper à l'intérieur. Pour extraire la tige, j'ai également utilisé les trous technologiques de la coulée, qui l'ont renforcée. Sans eux, très probablement, la tige n'aurait pas été retirée. La majeure partie du matériau a été extraite avec un tournevis avec une perceuse d'un perforateur. Le foret est en carbure de tungstène et ne s'émousse donc pas contre le sable. Là où il est impossible de ramper avec une perceuse, vous pouvez utiliser un fil d'acier épais ou un câble en acier moelleux, tourné par un tournevis. Après le passage des canaux, les restes de sable de moulage se prêtent bien au lavage à haute pression.Néanmoins, même après toutes les manipulations dans la chemise de refroidissement, il y avait des morceaux du mélange de moulage sur les parois et pendant le traitement ils ont non-non, mais sont tombés.
Au lieu d'une conclusion
Le projet utilisera le bas du carter du moteur Honda CR500. Le carter a été modifié pour permettre l'élargissement des passages de purge, une jupe de chemise plus grande et le transfert des goujons. La conception du cylindre incluait la possibilité d'augmenter la course du piston à 95 mm dans le nouveau carter, en raison de la peur d'endommager le carter d'origine.
Avec un modèle moulé et un cylindre semi-fini de 620 cm3, j'ai gagné une bourse, c'était le 17 novembre. La coulée de 724 cm³ n'a été réalisée qu'en mars. Il a fallu un peu plus d'une journée de travail continu pour calciner le moule et couler. À mon avis, le moulage diffère du soudage, par exemple, en ce qu'il s'agit d'un processus irréversible - s'il y a un problème quelque part, vous ne pouvez pas revenir en arrière, mais seulement au tout début. C'était particulièrement effrayant avec le modèle en plastique jetable. Le moment le plus excitant est la rupture des moules, ce qui est comparable à l'ouverture d'un cadeau du Nouvel An dans l'enfance, seuls les enjeux sont bien plus importants. Heureusement, le casting, bien que pas comme prévu, s'est avéré satisfaisant la première fois. Quel soulagement! Maintenant, il était nécessaire de le traiter et de fabriquer toutes sortes de pièces d'accouplement.
Parties passées:
Pièce zéro: votre propre moteur 2 temps. CR620
Part One: Un projet de 8 ans - J'aurais su, je ne me serais jamais impliqué: mon moteur 2 temps
UPD: Ajout d'une description du processus d'extraction des tiges, 17 août. 20g.