Solidworks e i processi di fonderia

Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#1
Buongiorno a tutti.

Sono un novello utente di SolidWorks e sto cercando di imparare con i vari tutoria disponibili direttamente nel programma.

Vorrei provare ad usare il software per la simulazione di un processo di fonderia, come sto studiando nel corso di laurea in ingegneria meccanica che sto seguendo.

Sostanzialmente dovrei partire dal disegno del finito (un oggetto di geometria molto semplice) che ho già realizzato per arrivare al disegno del modello, su cui poi fare l'analisi termica (tramite i moduli termici), il dimensionamento della materozza, lo studio del sistema di colata, la descrizione del processo di formatura e concludere con l'analisi delle spinte metallostatiche.

Ho molte domande da fare, prima di tutto vi chiederei se secondo voi esiste un software più indicato di SolidWorks con cui procedere.

Allego un paio di schermate del finito.

Spero che vada bene a tutti se aggiorno la discussione con dubbi e domande su come procedere in SolidWorks per ottenere i risultati che mi servono.
 

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Professione: perito maccanico
Software: Autocad, PTC
Regione: veneto
#2
Il primo passo da fare è quello di contemplare i sovrametalli, gli sformi, i raggi di raccordo e ciò che compete ai ritiri; a quel punto avrai in mano il modello (al netto delle due appendici necessarie a ricavare nei negativi i supporti per l'anima) per realizzare i due semistampi in terra (fermo restando che tu stia studiando un processo di fusione in terra...)
 

Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#3
Ti ringrazio.
Essendo un'applicazione collegata a quanto illustrato dal docente a lezione seguirò la sua procedura.
Approfitterò volentieri del vostro aiuto e cercherò di tenere aggiornata la discussione con i vari dubbi e domande.
 

Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#4
Un primo aggiornamento.

La procedura risolutiva è stata divisa nelle seguenti macrofasi:

1) Disegno del grezzo.
2) Progettazione del modello.
3) Sistema di alimentazione: materozze.
4) Sistema di colata
5) Progetto formatura e staffe.
6) Spinte metallostatiche.

Allego alcuni file per dare un'idea del lavoro a cui sono arrivato. Ho sostanzialmente concluso le fasi 1 e 2 riuscendo a fare quasi tutto quello che mi ero prefissato.

Per la fase 3 ho bisogno di dividere il mio modello in sottovolumi e calcolare le superfici di scambio, in pratica le superfici che non sono a contatto con altre superfici del solido.

Vedo se ci riesco, per ora sto cercando di usare lo strumento misura per calcolare le superfici.
 

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SHIREN

MOD.Stampi e manuf.indust
Staff Forum
Professione: Perito Ind.mecc.MODELLI E ATTREZZATURE PER FONDERIE STAMPI-PROTOTIPI INDUSTRIALI
Software: "ah capa"
Regione: NAPOLI
#5
CIAO
potresti aggiungere anche un anima centrale piu o meno Dia.30
devi raccordare il Dia 45 con le flange e ovviamente raccordare le flange
r_3
grazie mille
 

Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#6
Ti ringrazio per la risposta. Il disegno del grezzo è quello che vedi allegato.

La soluzione proposta è quella svolta in aula, non ho aggiunto praticamente nulla di mio, mi sono limitato a capire e ripetere. Più avanti eventualmente proverò a creare una mia soluzione, ma sono in una fase in cui non sento ancora di avere tutti gli strumenti per farlo.

Non è stata usata un'anima centrale ma due laterali ed il modello è di pezzo.

Non sono stati considerati raggi di raccordo (vedrò se aggiungerli) e gli angoli di sforno sono stati trascurati nella trattazione.
 

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Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#7
Ho bisogno di aiuto. Vorrei dividere velocemente il grezzo (il mio attuale modello 3D) in sottovolumi di cui calcolare volume e superficie di scambio (superficie non a contatto con altre superfici appartenenti al modello stesso; per intenderci immaginando che il metallo sia liquido le superfici di scambio sono quelle NON a contatto con il metallo liquido).

Ho già usato una procedura "manuale" facendomi i conti, ma vorrei sapere come fare in SolidWorks.

Vorrei sostanzialmente:

a) Dividere il modello in più sottomodelli.
b) Di ogni sottomodello devo calcolare il volume (dovrei saperlo fare) e la superficie di scambio descritta (non saprei come fare ad istruire il programma a calcolare la superficie totale a meno di quella comune con un altro sottomodello).

Il risultato dovrebbe somigliare alla schifezza allegata fatta in Photoshop, aggiungendo magari le quote.
 

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Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#8
Sono riuscito ad usare la funzione dividi e a creare una serie di file .sldprt ed il mio file originale è .SLDPRT; adesso sto cercando di capire come poter riaprire tutto insieme in un unico assieme senza dover effettivamente creare un nuovo assieme dalle parti .sldprt

Vedo se riesco, altrimenti mi rivolgerò di nuovo a voi.
 

Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#9
Ho creato un assieme dalle varie parti e una vista esplosa. Adesso ho un problema con le quote: vorrei quotare i vari elementi dell'assieme e fare uno screen dello schermo. Le quote tuttavia appaiono sul piano di appartenenza e non "verso l'osservatore", come da immagine allegata.

C'è un modo di farle ruotare dinamicamente in modo che ruotino con la visuale? Posso cambiarne il colore?
 

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Professione: perito maccanico
Software: Autocad, PTC
Regione: veneto
#10
Ti ringrazio per la risposta. Il disegno del grezzo è quello che vedi allegato.

La soluzione proposta è quella svolta in aula, non ho aggiunto praticamente nulla di mio, mi sono limitato a capire e ripetere. Più avanti eventualmente proverò a creare una mia soluzione, ma sono in una fase in cui non sento ancora di avere tutti gli strumenti per farlo.

Non è stata usata un'anima centrale ma due laterali ed il modello è di pezzo.

Non sono stati considerati raggi di raccordo (vedrò se aggiungerli) e gli angoli di sforno sono stati trascurati nella trattazione.
Quel convice poco è l'assenza di un'anima centrale: apparte il fatto che ti costa l'ira di dio forare dal pieno un pezzo del genere rispetto all'inserire un'anima passante, ma la cosa che lascia perplessi è che con tutto quel materiale da solidificare potrebbero sorgere nel mezzo difetti da ritiro (oppure segregazioni indesiderate). Qualora rimanessero circoscritti al volume del foro finito va bene, ma qualora si presentassero a cavallo tra volume del finito e volume del foro ti ritroveresti dopo foratura ad avere un pezzo difettato.
 

Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
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Regione: Roma
#11
Quel convice poco è l'assenza di un'anima centrale: apparte il fatto che ti costa l'ira di dio forare dal pieno un pezzo del genere rispetto all'inserire un'anima passante, ma la cosa che lascia perplessi è che con tutto quel materiale da solidificare potrebbero sorgere nel mezzo difetti da ritiro (oppure segregazioni indesiderate). Qualora rimanessero circoscritti al volume del foro finito va bene, ma qualora si presentassero a cavallo tra volume del finito e volume del foro ti ritroveresti dopo foratura ad avere un pezzo difettato.
Ti ringrazio per le tue considerazioni.

L'idea di un anima passante è stata valutata ma scartata, avendo usato come criterio di valutazione la tabella di una fonderia di riferimento che ha come "input" lo spessore e il diametro e restituisce come output la lunghezza massima dell'anima (sia foro cieco che foro passante). In pratica è stata messa l'anima più lunga possibile (in realtà è più lunga di 1mm rispetto alla misura raccomandata).

Per quanto riguarda il ritiro, completato lo studio dei moduli termici, deve essere scelta la posizione di una (o più) materozza per compensare il ritiro in fase liquida e, per il ritiro in fase solida, il grezzo di fonderia verrà sovradimensionato in base al materiale usato nel processo fusorio (dovremmo essere intorno all'1.8% di sovradimensionamento).

Il testo dell'esercizio prevede la richiesta di un unico pezzo. Non ho idea di quale sia il costo della foratura, in ogni caso il metallo scelto è stato scelto anche in virtù di una buona lavorabilità alle macchine utensili (come si vede dai sovrametalli una superficie e il foro passante devono in ogni caso essere lavorati).
 

SHIREN

MOD.Stampi e manuf.indust
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Professione: Perito Ind.mecc.MODELLI E ATTREZZATURE PER FONDERIE STAMPI-PROTOTIPI INDUSTRIALI
Software: "ah capa"
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#12
Ti ringrazio per le tue considerazioni.

L'idea di un anima passante è stata valutata ma scartata, avendo usato come criterio di valutazione la tabella di una fonderia di riferimento che ha come "input" lo spessore e il diametro e restituisce come output la lunghezza massima dell'anima (sia foro cieco che foro passante). In pratica è stata messa l'anima più lunga possibile (in realtà è più lunga di 1mm rispetto alla misura raccomandata).

Per quanto riguarda il ritiro, completato lo studio dei moduli termici, deve essere scelta la posizione di una (o più) materozza per compensare il ritiro in fase liquida e, per il ritiro in fase solida, il grezzo di fonderia verrà sovradimensionato in base al materiale usato nel processo fusorio (dovremmo essere intorno all'1.8% di sovradimensionamento).

Il testo dell'esercizio prevede la richiesta di un unico pezzo. Non ho idea di quale sia il costo della foratura, in ogni caso il metallo scelto è stato scelto anche in virtù di una buona lavorabilità alle macchine utensili (come si vede dai sovrametalli una superficie e il foro passante devono in ogni caso essere lavorati).
CIAO
sto facendo un attimo di fatica nel seguire tutte la considerazioni
non so dove hai reperito le tabelle delle anime o quale fonderia dia delle indicazioni simili
questo pezzo si fa con anima centrale
il ritiro non c'entra nulla con le matarozze
se applichi un ritiro del 1.8 % significa solo che devi avere un fuso in acciaio
le matarozze servono ad altro
nel caso devi fare il pezzo pieno senz'anima oltre alle matarozze devi inserire tra le flange dei raffreddatori metalilici
ti allego uno schizzo per essere un attimo piu chiaro
non riesco nel capire perche hai il bisogno di fare dei sottoassiemi il SW ti aiuta nel calcolo delle superfici dei volumi del peso
se poi vuoi calcolare singolarmente ogni parte del tuo modello matematico per calcolare la solidificazione direzionale
lo si fa con i CERCHI DI HEUVERS
forse siamo fuori dalla realta tecnologica il prob di cui stiamo dicutendo e' troppo a livello scolastico
scusandomi
grazie mille
 

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Vit1

Utente Junior
Professione: Studente
Software: SolidWorks
Regione: Roma
#13
Grazie di nuovo per il tuo interessamento! Avere una persona con cui ragionare non può che aiutare l’apprendimento. Ti ringrazio molto per il tempo che mi stai dedicando.

Purtroppo non ho la minima esperienza diretta sul campo, ma ho la fortuna di avere un docente che è molto addentro alla materia (porta a lezione vari campioni, come anime, grezzi, pezzi finiti etc.; fa vedere filmati, ci ha proposto una visita in fonderia etc).

Cerco di spiegare il perché delle mie precedenti affermazioni, scusandomi se scrivo ovvietà, ripetere mi aiuta a capire meglio.

In allegato trovi la tabella relativa alle anime. Ciò che ho appreso è che, se lo spessore (S nella figura) supera un certo valore rispetto alla misura del diametro (D) allora non è possibile inserire un’anima passante a causa delle spinte metallostatiche che, sempre da quanto ho capito, potrebbero spostare l’anima o anche romperla. In generale, ci è stato spiegato, le anime “tozze” (ovvero con un altezza inferiore al diametro) non danno problemi, mentre per le altre bisogna prestare particolare attenzione. Si sta parlando di anime in materiale non metallico (in terra, eventualmente con rinforzo).

Le materozze, da quanto ho compreso, servono proprio a compensare il ritiro in fase liquida, fornendo il metallo liquido, sono una specie di serbatoio di alimentazione. Il cono di ritiro (e problemi annessi, soffiature/porosità) si verrà a creare solo nella materozza e non all’interno del pezzo.

Qual è invece secondo la tua esperienza la funzione delle materozze?

Il ritiro in fase liquida lo calcolo in base a due parametri (altro allegato): la temperatura del fuso e la percentuale di acciaio. In questo caso, andando a leggere sul grafico, ottengo una percentuale di ritiro di circa il 4% (l’1.8% è relativa alla fase solida).

Per quanto riguarda invece la velocità di raffreddamento il metodo dei cerchi di Hoover, avendo alcuni limiti (cerchi nel piano, approssimazione delle geometrie non circolari, etc), è stato, in questa specifica applicazione (ma anche in generale, da quanto ci è stato detto) sostituito con il metodo dei moduli termici.

Per il metodo dei moduli è necessario dividere in sottovolumi il volume totale, e calcolare per ogni sottovolume superficie di scambio effettiva e volume
Mi serviva aiuto a calcolare superfici di scambio e volumi dei singoli sottovolumi, non so usare bene il software e non ho trovato una funzione per trovare il sottovolume di un area e la superficie totale esterna non comune ad altre superfici (ci sono riuscito in modo un po’ macchinoso, disegnando i bordi delle superfici dove non avviene scambio come si può vedere in una delle slide precedenti).

Sono stati previsti 2 raffreddatori (in 2 e in 4) e un sistema coibente (in 1) in modo da poter mettere un’unica materozza centrale (in 3), dimensionata secondo la tabella (in input ho il modulo termico della materozza, ottenuto moltiplicando per 1.2 il modulo termico della zona 3). L’obiettivo è avere nella zona centrale il modulo più alto (superato solo da quello della materozza) e dei moduli sempre più piccoli allontanandosi da essa, ricordando in ogni caso che il modulo di due zone adiacenti non deve differire di più del 30%.

Ho a disposizione una tabella (allegata) nella quale, entrando con il modulo termico e la percentuale di ritiro del liquido, ottengo una serie di informazioni sulla materozza (nella tabella si presuppone che sia cilindrica) tra cui dimensioni e massimo volume alimentabile. Se il volume del getto è inferiore al massimo volume alimentabile dalla materozza si può usare un’unica materozza (nel mio caso risulta che basta una materozza, poiché il volume da alimentare, cioè il volume del grezzo, è circa 3litri e la materozza che corrisponde al modulo a noi utile è in grado di alimentare 3.8litri).

Conosci un software che mi possa aiutare a calcolare la solidificazione direzionale alternativa al metodo dei moduli e ai cerchi di Hoover? C’è una funzione di SolidWorks con cui posso farlo?

Spero di aver chiarito un po’ il perché di certe mie affermazioni precedenti. Vedo di finire tutta la procedura e di preparare una presentazione che allegherò in modo da verificare ancora meglio eventuali incongruenze ed errori.
 

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SHIREN

MOD.Stampi e manuf.indust
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#14
CIAO VIT1
scusa il ritardo nella risposta
allora
tutto cio che hai scritto a livello accademico piu o meno va bene
cio che ho voluto trasmetterti e che in realta un pezzo del genere piu o meno si produce secondo qualce schizzo che ho postato
1 il prob dell'anima grosso modo dia 40
in realta ma come fai nello spiegare al cliente che non puoi metterci l'anima perche la tabella ti tizzio o caio dice che non si puo mettere
per esperienza ti rispondono mi dai i pezzi forati al trapano al tornio ecc
onde evitare il prog si ingiarma e risolve il prob
quando parliamo di ritiro 1.8 e' il ritiro da applicare al modello
per il ritiro che grosso modo hai calcolato 4% e il riferimento per il calcolo delle matarozze
mo nella realta mettimo che il tuo pezzo pesi 100Kg ci vogliono quasi 50 kG di matarozze
se invece hai della ghisa sferoidale andiamo al 14% del peso fuso
come vedi la suola giustamente ti insegna il dovuto
ma la pratica e' un attimo diversa
per quando riguarda SOLIDWORK e'uno strumento di lavoro che ti aiuta nello svolgere il tuo lavoro
ma il mestiere lo devi mettere di tuo
comunque se il moderatore dell'area dedicata a SW PUO INDICARCI EVENTUALI MODULI per fonderia
un programma utile per fonderia e MAGMA
GRAZIE MILLE
 

Vit1

Utente Junior
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Regione: Roma
#15
Prima di tutto grazie di nuovo per la risposta.

Appena finisco l'esercitazione carico anche qui il file PDF così puoi dirmi cosa ne pensi.

A questo indirizzo: https://forum.solidworks.com/message/325345 si trovano vari software per la fonderia, ma non saprei proprio quale scegliere, tra l'altro sono tutti a pagamento se non ho capito male.
 

maria777

Utente poco attivo
Professione: proget. meccanico
Software: solidworks2010, ProE, ProCast, Inventor
Regione: veneto
#16
Prova usare il Procast per la simulazione di colata... è ottimo. Per ottenere il foro centrale dii serve un'anima centrale.... ke tipo di colata vuoi usare?
 

Vit1

Utente Junior
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Software: SolidWorks
Regione: Roma
#17
Ringrazio anche te. Ho mandato un'email a più di una software house tra cui ESI Italia (ProCast) per sapere se hanno versioni del loro software per gli studenti. Ho trovato anche almeno un software in versione non originale, ma non ho software non originale nel PC (tra i pochi ad avere SW per studenti) e vorrei evitare di installarne.

Come colata ho scelto una colata dal basso, per gravità, unico attacco (anello centrale), terra con buone prestazioni. Ho quasi ultimato il tutto e, se riesco, domani cerco di farmi dare una mano dall'insegnante.
 

SHIREN

MOD.Stampi e manuf.indust
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#18
Prima di tutto grazie di nuovo per la risposta.

Appena finisco l'esercitazione carico anche qui il file PDF così puoi dirmi cosa ne pensi.

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?:rolleyes: