Upload
others
View
42
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 1
Valukappaleiden puhdistus
Lähteet: "Valaminen valmistusmenetelmänä", TKK-VAL 1/2000; Tuomo Tiainen - "Valimotekniikan
perusteet"
Valukappaleiden puhdistuksella tarkoitetaan
työvaiheita, joiden aikana:
poistetaan valukkeet eli valukanavisto ja
syöttökuvut
poistetaan valukappaleen pinnasta
muottimateriaalin jäänteet
tasoitetaan pinta hiomalla tai talttaamalla
jakopintapurseet ja mahdolliset
halkeamapurseet sekä valukkeiden ja
kappaleen liittymäkohdat
Puhdistus on työvoimavaltaista, meluista, pölyistä
ja fyysisesti rasittavaa työtä. Se on kuitenkin
välttämätön työvaihe ennen kuin kappale on
valmis toimitettavaksi. Puhdistus pyritään tekemään mahdollisimman lyhyessä ajassa ja
pienillä kustannuksilla sekä rasittamalla työntekijöitä tai ympäristöä mahdollisimman vähän.
Puhdistuksen osuus valukappaleen valmistuksen kokonaiskustannuksista on
suomugrafiittivalurautavalimossa 10–20%, pallografiittivalurautavalimossa 20–30% ja
teräsvalimoissa jopa 30–50%. Puhdistustyötä voidaan vähentää muotoilemalla valukappale
siten, että se on helppo täyttää ja syöttää. Sitä voidaan myös tehostaa kehittämällä välineitä,
työmenetelmiä ja laitteistoja.
Valukkeiden poisto Valukkeiden poistossa kappaleesta irrotetaan siihen kuulumattomat osat eli valukanavisto ja
syötöt. Valukkeet voidaan irrottaa leikkaamalla (mekaanisesti tai termisesti), sahaamalla,
iskemällä tai kiilaamalla. Tavallisimpia termisiä leikkausmenetelmiä ovat esimerkiksi
polttoleikkausmenetelmät. Mekaaninen leikkaus tapahtuu epäkeskopuristimella. Sitä
käytetään lähinnä pehmeistä materiaaleista valmistetuille pienikokoisille valuille.
Menetelmän valintaan vaikuttavat valumetalli, valukappaleen koko sekä leikattavan osan
paksuus ja sijoituskohta kappaleessa.
Hauraiden valumateriaalien valukkeet poistetaan tavallisimmin iskemällä tai kiilaamalla.
Hauraita materiaaleja ovat esimerkiksi suomugrafiittivalurauta, valkoinen valurauta ja suuri
osa pallografiittivaluraudoista. Näiden lisäksi iskemistä ja kiilaamista käytetään myös
alumiiniseosvaluille.
Valukkeet voidaan irrottaa manuaalisesti lekalla iskien tai vasaroiden, mutta
manuaalimenetelmä on suurikokoisten valujen tapauksessa fyysisesti rasittava.
Suurikokoisille valuille käytetään pneumaattisia iskimiä joko manipulaattoriin tai nosturiin
kiinnitettynä (Kuva 1 ja Kuva 2). Pieni- ja keskikokoisten valujen valukkeet voidaan poistaa
kiilaamalla (Kuva 3), mikäli kiinnityskohta on muotoiltu siten, että kiila sopii valukkeen ja
valukappaleen väliin. Kaikkein pienikokoisimmat valukkeet poistetaan yksinomaan
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 2
vasaroimalla. Kaikki menetelmät jättävät valukappaleeseen rosoisen pinnan, joka tasoitetaan
myöhemmin hiomalla.
Kuva 1. Vasemmalla: Manipulaattoriin kiinnitetty pneumaattinen iskin. (Kuva Niemi, Pekka:
Jälkikäsittelytekniikka, http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/jalkikasittely_tao) Oikealla:
Nosturiin ripustettu pneumaattinen, manuaalisesti liikuteltava iskin. (Kuva Clansman Dynamics,
http://www.clansmandynamics.com)
Kuva 2. Syöttökupujen irrotusta nosturiin ripustetulla manuaalisesti liikuteltavalla iskimellä. (Kuva
Henschel Industrietechnik GmbH, http://www.andromat.com)
Kuva 3. Syöttökupujen irrotus pneumaattisella kiilaimella (Kuva Holmatro,
http://www.holmatro.com).
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 3
Kuva 4. Vasemmalla: Valukkeiden irrotusta pneumaattisella kiilaimella. (Kuva Primafond S.r.l.
http://www.primafond.it) Oikealla: Alumiiniseosvalun valukkeiden poistaminen kiilaamalla. (Kuva
FILL, http://www.fill.co.at)
Sitkeiden ja lujien valumateriaalien valukkeet poistetaan yleisimmin polttoleikkaamalla.
Sitkeitä ja lujia materiaaleja ovat esimerkiksi teräkset ja osa pronsseista. Polttoleikkaus jättää
valukappaleen pinnan epätasaisemmaksi kuin mekaaniset menetelmät iskeminen, sahaus,
laikkaleikkaus tai kiilaaminen.
Sitkeiden ja pehmeiden valumateriaalien valukkeet poistetaan mekaanisesti leikkaamalla
tai sahaamalla. Sahattavaksi ja leikattavaksi sopivat erityisesti pienilujuuksiset ei-
rautametallivalut, esimerkiksi alumiini-, sinkki- ja messinkivalut.
Kuva 5. Vasemmalla: Valukkeiden leikkaukseen tarkoitettuja epäkeskopuristimia. Oikealla:
Painevalun valukkeiden ja jakopintapurseiden leikkaamiseen tarkoitettu leikkaintyökalu. (Kuvat
WEKO Automation + Tools GmbH, http://www.weko-online.de)
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 4
Kuva 6. Valukkeiden leikkaamiseen
sopiva pyörösaha. (Kuva R.Scheuchl
GmbH, http://www.scheuchl.de)
Kestomuottimenetelmillä voidaan tuottaa tarkkamittaisia valukappaleita, jonka vuoksi ne
ovat helpommin automatisoitavissa kuin hiekkavalumenetelmät. Seuraavassa kuvassa (Kuva
7) on esimerkki vannesahan ja robotin yhdistelmästä kestomuottiin valettujen
alumiiniseosvalujen valukkeenpoistossa.
Kuva 7. Vasemmalla: Kestomuottiin valetun alumiiniseosvalun valukkeenpoisto robotin ja
vannesahan yhdistelmästä muodostetulla automaatiolaitteistolla. Oikealla: Automatisointiin
soveltuva vannesaha. (Kuvat FILL, http://www.fill.co.at)
Pintapuhdistus Pintapuhdistuksella tarkoitetaan valukappaleen pintaan kiinni palaneen hiekan ja kappaleen
pinnassa olevan oksidikerroksen poistamista. Oksidikerros voi muodostua valamisen tai
lämpökäsittelyn aikana. Pintapuhdistusmenetelmät voidaan yleisellä tasolla ryhmitellä
seuraavasti: rummutus, suihkupuhdistus (hiekkapuhallus) ja sinkopuhdistus.
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 5
Rummutuksessa puhdistettavat kappaleet saatetaan hankaamaan toisiaan ja niiden sekaan
pantuja hiovia kappaleita vasten (Kuva 8 ja Kuva 9). Panosta voidaan käsitellä kuivana
(kuivarummutus) tai kosteana (märkärummutus). Kappaleiden terävät särmät pyöristyvät ja
jakopintapurseet hioutuvat osin tai kokonaan pois. Rummutus sopii pienikokoisille
valukappaleille.
Kuva 8. Rummutuslaite. Rumpu täytetään
keraamisilla partikkeleilla ja käsiteltävillä
kappaleilla. Sitä täristetään, kunnes kappaleet
ovat hioutuneet riittävästi. (Kuva Rösler
Oberflächentechnik GmbH,
http://www.rosler.com)
Kuva 9. Rumpu tai useampia rumpuja voidaan asettaa osaksi automaattista kappaleenkäsittelylinjaa.
(Kuva Rösler Oberflächentechnik GmbH, http://www.rosler.com)
Sinkopuhdistuksessa suurella nopeudella (75-80m/s) pintaan iskeytyvät puhdistusrakeet
irrottavat hiekan. Rauta- ja teräsvalun puhdistuksessa rakeet ovat metallia
("teräshiekkapuhallus"). Ei-rautametallivalun puhdistuksessa käytetään epämetallisia
puhdistusrakeita.
Sinkopuhdistuslaitteita on kooltaan ja kuljetinjärjestelmältään erilaisia. Pienikokoisille
yksittäiskappaleille sopii manuaalisesti täytettävä laite. Kappale- ja eräkoon kasvaessa
siirrytään kuljettimellisiin ja/tai suurikokoisempiin laitteisiin.
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 6
Kuva 10. Vasemmalla: Kertatäyttöinen pyöröpöydällinen sinkomalli keskikokoisille
valukappaleille. Oikealla: Kertatäyttöinen nosturikiskoilla varustettu sinkomalli suurikokoisille
valukappaleille. (Kuvat Rösler Oberflächentechnik GmbH, http://www.rosler.com)
Kuva 11. Suurikokoisia valukappaleita tulossa pintapuhdistuksesta. Puhdistuslaite on
jatkuvatäyttöinen sinko. Kappale kulkee laitteen läpi nosturiin ripustettuna. (Kuva Rösler
Oberflächentechnik GmbH, http://www.rosler.com)
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 7
Kuva 12. Jatkuvatäyttöinen, kuljetinverkkohihnalla varustettu sinkolaite painevaluille ja
muille pienehköille, suurina sarjoina valmistettaville valukappaleille. (Kuva Rösler Oberflächentechnik
GmbH, http://www.rosler.com)
Kuva 13. Vasemmalla: Valukappale sinkopuhdistettuna. Oikealla: Valukappaleita tulossa
sinkouksesta Kappaleet täytetään laitteeseen nosturiin ripustetussa korissa.
Jotta puhdistusväliaine voitaisiin käyttää uudestaan, on hiekka erotettava siitä esimerkiksi
ilmavirralla. Sinkopuhdistus on taloudellisempana menetelmänä melkein kokonaan
syrjäyttänyt suihkupuhdistusmenetelmät.
Pinnan tasoitus Valukappaleiden pinnan tasoitusmenetelmät jaetaan kahteen pääryhmään: talttaukseen ja
hiontaan. Talttauksella poistetaan suuremmat ainemäärät (esim. valukkeiden ja
syöttökupujen isku- tai leikkauskannat, valupurseet, ulospäin suuntautuvat valuviat) tai
avataan sisäänpäin suuntautuneet valuviat (hiekka- ja kuonaviat, rakkulat jne.) korjausta
varten. Talttausmenetelmät jaetaan paineilmatalttaukseen ja hiilikaaritalttaukseen (erityisesti
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 8
teräsvalujen vikojen aukaisu). Hionnan avulla suoritetaan usein pinnan tasaisuuden
viimeistely esim. maalausta edeltävää hiekkapuhallusta varten.
Valumenetelmät jättävät valumuotin osien liittymäkohtiin eli jakopintaan ja keernakannoille
enemmän tai vähemmän teräväreunaista pursetta. Ellei sitä poisteta, saattaa se aiheuttaa
toiminnallisia haittoja tai haitata kappaleen kiinnitystä työstämisen aikana. Purseet poistetaan
useimmiten talttaamalla tai hiomalla.
Kuva 14. Vasemmalla: Hiilikaaritalttausta. Oikealla: Hiilikaaritalttauksen periaate.
Työstettävän aineen ja hiilipuikon välille tuotetaan jännite-ero. Jännite-ero muodostaa valokaaren, joka
sulattaa työstettävän kohdan. Sulanut aine puhalletaan pois paineilman avulla. (Kuvat Niemi, Pekka:
Jälkikäsittelytekniikka, http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/jalkikasittely_tao)
Kuva 15. Paineilmakäyttöinen talttavasara
(Kuva Atlas Copco, http://www.atlascopco.com)
Kuva 16. Teräsvalukappaleen jakopintojen puhdistamista robottiautomaatiota soveltaen. (Kuva
EVOLUT S.p.A. http://www.evolutspa.com)
ValuAtlas – Hiekkavalimon valimoprosessi - Seija Meskanen, Tuula Höök
Muokattu 31.10.2013 - Valukappaleiden puhdistus - 9
Kuva 17. Vasemmalla: Suurikokoisen valukappaleen hiominen robottiautomaatiolaitteistolla.
Robotti kuljettaa hiomakonetta. Valukappale on kiinteästi paikoillaan. Oikealla: Pienikokoisen
valukappaleen hiominen robottiautomaatiolaitteistolla. Robotti kuljettaa valukappaletta. Hiomakone on
kiinteästi asennettu. (Kuva EVOLUT S.p.A. http://www.evolutspa.com)
Kuva 18. Valukappaleen pinnan tasoitus kulmahiomakoneella. (Kuva Niemi, Pekka:
Jälkikäsittelytekniikka, http://www.valuatlas.fi/tietomat/koosteet/jalkikasittely_tao)