دانلود مقاله ریخته گری

بسمه تعالی
مقدمه:
یکی از روشهای تولید قطعات روش ریخته گری می باشد و اجسام زیادی را در صنعت می توان با این روش تهیه کرد.

انواع قطعات اتومبیل، موتور هواپیما، ماشین آلات سنگین، بیلهای مکانیکی و...

و خلاصه اینکه کمتر می توان ماشین صنعتی پیدا کرد که در آن قطعات ریخته گری استفاده نشده باشد و این به علت آن است که فوائد و مزایای بسیاری نسبت به سایر روشها دارد که در زیر به آن اشاره می شود.

الف – روش ریخته گری ساده ترین راه در صنعت برای تبدیل سریع یک طرح به جسم مورد نیاز میباشد.

ب – تهیه قطعات با وزن کمتر از یک کیلوگرم تا چند صد تن امکان پذیر می باشد.

ج – با استفاده از روش ریخته گری قطعات با پیچیدگی خاصی که در روشهای دیگر، امکان تولید آنها وجود ندارد، قابل تولید می باشد.

د – با این روش قطعات با آلیاژها و آنالیزهای خاصی قابل تولید می باشند.

ه- امکان ایجاد خواص مکانیکی و متالورژیکی از طریق کنترل و انتخاب ترکیب شیمیایی مورد نظر و عملیات حرارتی لازم وجود دارد.

و – امکان تولید قطعات یک پارچه با آلیاژهای متفاوت وجود دارد.

ز – تولید به روش ریخته گری نسبت به روشهای دیگر اقتصادی تر و ارزانتر می باشد.

با توجه به این دلایل و مطالعه برنامه تولید برای تولید اکثر قطعات خودرو از جنس چدن و فولاد روش ریخته گری مناسب ترین روش می باشد.

شکل شماره 1 تصاویری از قطعاتی که به روش ریخته گری تولید شده اند را نشان می دهد.

شکل شماره 1 تصاویری از قطعاتی که به روش ریخته گری تولید شده اند

جدول شماره 1
برنامه تولید کارخانه ریخته گری چدنی به ظرفیت 10 هزار تن در سال
ردیف نام قطعه در خودروی موردنظر تعداد قطعه در هر خودرو وزن هر قطعه (kg) وزن قطعات
(kg) تعداد خودرو (دستگاه) وزن کل قطعات (تن)
1 خودروهای سواری کوچک:
1-1 کاسه چرخ عقب 2 6 12 60000 720
1-2 دیسک ترمز 2 4 8 60000 480
1-3 مجموعه منیفولد 1 2/5 2/5 60000 312
1-4 فلایول 1 5 5 60000 300
1-5 فلنج چپ راست 2 3 6 60000 360
1-6 کله گاوی (دیفرانسیل) 1 5 5 60000 300
1-7 بازوی عقب ، راست و چپ 2 2 4 60000 240
2 خودروهای سواری متوسط
2-1 کاسه چرخ عقب 2 3/9 6/18 60000 1116
2-2 دیسک ترمز 2 5/7 15 60000 900
2-3 بازوی چرخ اکسل عقب 2 9 18 60000 1080
2-4 بازویی زیر اتاق اکسل عقب 2 9 18 60000 1080
2-5 مجموعه مینفولد 1 4/6 4/6 60000 384
2-6 فلایول 1 5/7 5/7 60000 450
2-7 میل بادامک 1 4 4 60000 240
2-8 بازوی اتاق چپ و راست 2 10 20 60000 1200
2-9 کپه یاتاقان 1 5 5 60000 300
جمع 9462
7% سهم ماشین کاری 662
جمع کل ریخته گری خام 10124

1-2- طرح مقدماتی مراحل تولید و شناسایی ماشین آلات و تجهیزات
بخش های عمده یک کارخانه ریخته گری دارای قسمتهای زیر می‌باشد.

1-2-1- واحد ذوب، شامل تجهیزات ذوب و حمل مذاب، واحد آماده سازی قراضه
1-2-2- واحد قالبگیری و ماهیچه سازی ، شامل خط قالبگیری اتوماتیک، خط قالبگیری دستی، دستگاههای ماهیچه گیری Hot Box و Cold Box
1-2-3- واحد آماده سازی و تامین ماسه، این واحد شامل سیستم تامین ماسه و سیستم تخلیه درجه (Shake out) بازیافت ماسه برای ماشینهای قالبگیری و ماهیچه سازی است.

1-2-4- واحد تمیزکاری و تکمیل، واحدتمیز کاری شامل تجهیزات شات بلاست، و سنگ زنی و جوشکاری می باشد.

1-2-5- واحد آزمایشگاه و کنترل کیفیت، شامل تجهیزات آزمایشگاهی واحد ذوب، ماسه و آزمایشگاه تست های مکانیکی و تجهیزات کنترل کیفیت خط تولید (On line)
1-2-6- واحد تعمیرات مدل و قالب، ساخت مدل و قالب در خارج از کارخانه و یا توسط مشتری انجام می گیرد و این واحد صرفاً برای تعمیرات جزئی و نصب و مونتاژ مدل و قالب لازم می باشد.

1-2-7- انبار محصول و مواد اولیه ، انبار برای محصولات ریخته گری شده و انبار کردن مواد اولیه برای ریخته گری مورد نیاز است.

1-2-4 واحد تمیز کاری و تکمیل ، واحد تمیز کاری شامل تجهیزات شات پلاست و سنگ زنی و جوشکاری می باشد .

1-2-5 واحد آزمایشگاه و کنترل کیفیت ، شامل تجهیزات آزمایشگاهی واحد ذوب ، ماسه و آزمایشگاه تست های مکانیکی و تجهیزات کنترل کیفیت خط تولید ( on line)
1-2-6واحد تعمیرات مدل و قالب ، ساخت مدل و قالب در خارج از کارخانه و یا توسط مشتری انجام می گیرد و این واحد صرفاً برای تعمیرات جزئی و نصب و مونتاژ مدل و قالب لازم می باشد .

1-2-7 انبار محصول و مواد اولیه انبار برای محصولات ریخته گری شده و انبار کردن مواد اولیه برای ریخته گری مورد نیاز است .

1-3 بر آورد اولیه تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز و منابع تأمین آنها
در این قسمت تجهیزات اصلی مورد نیاز برای قسمت ذوب ،قالبگیری ، ماهیچه سازی و ماسه رسانی و تجهیزات جانبی تولید بشرح زیر توضیح داده می شوند .

1-3-1 تجهیزات ذوب برای ذوب چدن و فولاد می توان از کوره های الکتریکی استفاده نمود مزایای این کوره ها بشرح زیرند : الف) امکان کنترل دمای شارژ و نگهداری آن در یک درجه حرارت معین برای مدت زمان مشخص ب) امکان استفاده از اتمسفر کنترل شده در محفظه ذوب وجود دارد .

ج) امکان استفاده از خلاء و یا فشارهای پایین تر از اتمسفر در محیط شارژ وجود دارد ( برای آلیاژ سازیهای خاص ) د) امکان تهیه آلیاژهایی با کیفیت مناسب از مواد اولیه ای با کیفیت پایین تر وجود دارد .

و) کار با این کوره ها ساده می باشد .

به همین دلیل کوره های الکتریکی نسبت به انواع دیگر کوره های صنعتی برای ذوب فولاد و چدن مناسبتر می باشند .

کوره های الکتریکی به سه گروه کوره های مقاومتی ، کوره های قوس الکتریکی و کوره های القایی تقسیم بندی می شوند .

از لحاظ صنعتی کوره های مقاومتی برای ذوب چدن و فولاد مناسب نیستند ، به همین دلیل کوره های قوس الکتریکی و القایی برای تولید این محصولات مناسب می باشند که در زیر توضیح داده شده است .

1-3-1-1 کوره های الکتریکی در اثر عبور جریان برق بین الکترود و شارژ قوس الکتریک ایجاد می شود .

دمای ایجاد شده بسیار زیاد و تا 3800 در نقطه قوس الکتریکی می رسد .

کوره های قوس الکتریکی مناسب برای ذوب چدن و فولاد دارای 3 الکترود می باشند این کوره ها به دلیل ایجاد آلودگی صوتی و محیط زیستی و هم چنین عدم کنترل دقیق شارژ کوره و افزایش کربن که نیاز به تجهیزات دیگری برای بدست آوردن ترکیب آلیاژی مورد نظر را دارند ، برای قطعات صنعتی و کوچک با ترکیب شیمیایی خاص و یکنواخت پیشنهاد نمی شوند .

شکل شماره 2 یک کوره قوس الکتریک را نشان می‌دهد .

شکل شماره 2 یک کوره قوس الکتریک 1-3-1-2 کوره های القایی اساس کار این کوره ها شبیه یک ترانسفورماتور الکتریکی می باشد ، در اینجا سیم پیچ اولیه یک کویل مسی است و سیم پیچ ثانویه همان شارژ ذوب می باشد .جریان القاء شده در شارژ فلزی موجب ایجاد حرارت در شارژ می گردد .

این کوره ها به دو گروه کوره های القایی هسته دار و بدون هسته تقسیم می شوند .

1-3-1-3 کوره های القایی هسته دار این کوره ها برای ذوب فلزات غیر آهنی مناسب می باشند .

هم چنین این کوره ها به عنوان نگهدارنده بکار می روند ، در این کوره ها بر ای شروع به کار می بایستی مقداری ذوب در ابتدا در آنها شارژ گردد به همین دلیل کوره های القایی هسته دار برای ذوب فولاد و چدن مناسب نیستند .

شکل شماره 3 تصویر برش خورده یک کوره القایی هسته دار را نشان می دهد .

شکل شماره 3 تصویر برش خورده یک کوره القایی هسته دار 1-3-1-4 کوره های القایی بدون هسته در این کوره سیم پیچ دوم در واقع همان شارژ می باشد و عبور فلوی مغناطیسی از میان شارژ باعث افزایش دما و در نهایت ذوب قطعات شارژ می شود .

کوره های القایی بدون هسته به سه گروه تقسیم می شوند ، کوره های القایی فرکانس شبکه ، کوره های القایی فرکانس متوسط ، کوره‌های القایی فرکانس بالا .

الف)کوره های القایی فرکانس شبکه این کوره ها با فرکانس شبکهHZ 60-50 کار می کنند .

این کوره ها نیاز به تجهیزات اضافی برای افزایش فرکانس ندارند و ارزانتر می باشند ولی عیب این کوره ها در مدت زمان ذوب زیاد در شروع کار می باشد .

در عمل سعی می شود برای کوتاه شدن زمان ذوب در این کوره ها همیشه 20 تا 30 در صد مذاب در کوره باقی بماند .

ب) کوره های القایی فرکانس متوسط فرکانس برق این کوره ها عمدتاً تا 1000 هرتز نیز می رسد ، این کوره ها به دلیل نیاز به تجهیزات افزایش فرکانس گرانتر از کوره های فرکانس شبکه می باشند ولی سرعت ذوب در این کوره ها بیشتر می باشد و همچنین این کوره ها را می توان بدون نیاز به مذاب اولیه از حالت سرد بکار انداخت، این کوره ها برای تولید چدن و فولاد مناسب می باشند .

شکل شماره 4 تصویر تخلیه کوره القایی بدون هسته با فرکانس متوسط را نشان می دهد .

شکل شماره 4 تصویر تخلیه کوره القایی بدون هسته با فرکانس متوسط ج) کوره ها ی القایی فرکانس بالا فرکانس برق در این کوره ها به بیشتر از 1000 هرتز می رسد ، سرعت ذوب در این کوره ها بسیار زیاد می باشد وبه دلیل تجهیزات اضافی برای بالا بردن فرکانس ذوب، بسیار گرانتر از کوره های فرکانس متوسط می باشند و عمدتاً در صنعت استفاده نمی شوند از مزایای این کوره ها می توان به تهیه ذوب سریع از قراضه های غیر فشرده نام برد .

با توجه به توضیحات داده شده کوره القایی با فرکانس متوسط برای واحد ذوب پروژه مورد نظر گزینه مناسبتری می باشد .

شکل شماره 5 کوره های القایی در هنگام ذوب ریزی نشان می دهد .

شکل شماره 5 کوره های القایی در هنگام ذوب ریزی 1-3-2 واحد قالبگیری و ماهیچه سازی قالب را می توان یکی از اجزاء اصلی فرایند ریخته گری دانست بهمین علت ریخته گری را می توان بر حسب نوع و سیستم قالب تقسیم بندی کرد .

قالبهای موقت ریخته گری عمدتاً از مواد دیرگداز مانند انواع ماسه ها ، گچ ، سیمان و........

استفاده می شوند .

از این مواد ماسه ها کاربرد وسیعتر و متداولتری را دارند ، بهمین دلیل ابتدا تعریفی از ماسه برای تشریح بهتر فرآیند خواهیم داشت .

ماسه ، بخش عمده تولیدات ریخته گری در قالبهای ماسه ای انجام می شود ، برای تولید یک تن قطعه ریختگی به 4 تا 5 تن ماسه قالبگیری در گردش نیاز است که به ابعاد قطعات ریخته گری و روش قالبگیری بستگی دارد ، در اینجا با توجه به برنامه تولید قطعات چدنی از روش ریخته گری در قالبهای ماسه ای تر استفاده خواهد شد که در ادامه روشهای متداول و مناسب برای این منظور توضیح داده شده است .

1-3-2-1 قالبگیری قالبگیری عبارتست از تهیه کردن یک محفظه برای ریختن فلز مذاب در آن ، عمل قالبگیری شامل عملیات کوبیدن ماسه روی مدل در یک جعبه درجه ، ساختن مدل ، گذاشتن ماهیچه و ایجاد سیستم راگاهی در ماسه و مونتاژ درجه می باشد .

سیستم های قالبگیری : برای قالبگیری قطعات در ماسه روشهای متفاوت با تکنولوژی های مختلف وجود دارد .

می توان روشهای قالبگیری را بر اساس نوع تجهیزات بکار رفته به دو دسته قالبگیری دستی و قالبگیری ماشینی تقسیم بندی نمود .

در اینجا سعی شده است روشهایی که مناسب با ظرفیت و برنامه تولید پروژه می باشد توضیح داده می شود .

الف – ر وش قالبگیری دستی این روش برای تولیدات سفارشی و تولیداتی که تیراژ بالایی ندارند و نیز قطعات با وزن بالا مناسب است .

روشهای متداول و مناسب برای برنامه تولید عبارتند از قالبگیری با ماسه تر ، قالبگیری با چسب سیلیکات سدیم و گاز و..........

روش قالبگیری در ماسه تر به روش دستی در این روش که رایج ترین روش ریخته گری انواع قطعات کوچک و متوسط و بزرگ با تیراژ محدود و کم می باشد از ماسه به اضافه چسب های طبیعی و آب به عنوان اجزاء تشکیل دهنده قالب استفاده می شود .

برای شکل گیری ماسه بعد از قرار گرفتن مدل در درجه ، ماسه بر روی آن ریخته شده و سپس با کوبه دستی آن را می کوبند تا قالب با استحکام مناسب برای حفظ شکل مدل مورد نظر بدست آید سپس اقدام به خارج کردن مدل و سپس جفت کردن درجه می نمایند ، در این مرحله قالب آماده ذوب ریزی می باشد .

روش قالبگیری در قالب های و سیلیکات سدیم به روش دستی در این روش ماسه سیلیسی با چسب سیلیکات سدیم مخلوط می گردد و سپس ماسه با کوبه کوبیده می گردد تا تمام سطوح مدل و درجه از ماسه پر شده باشد سپس گاز به درون قالب دمیده می شود بر اثر یک فعل و انفعال شیمیایی که توسط چسب ماسه و گاز انجام می شود ذرات ماسه در کنار یکدیگر قرار می گیرند در این روش استحکام قالب بسیار بالاتر از روش ماسه تر می باشد .

این روش مناسب برای قطعات دارای پیچیدگی و قطعات با ابعاد بزرگ می باشد .

شکل شماره 6 تصاویری از قالبگیری و مونتاژ ماهیچه ها به روش دستی را نشان می دهد .

شکل شماره 6 – تصاویری از قالبگیری و مونتاژ ماهیچه به روش دستی .

ب- روش قالبگیری ماشینی در صورتی که تیراژ تولید زیاد باشد از ماشینهای قالبگیری استفاده می گردد .

این ماشینها از لحاظ مکانیزم قالبگیری به دو دسته ، قالبگیری عمودی و قالبگیری افقی تقسیم می شوند ، از لحاظ سیستم قالبگیری روشها و تجهیزات متفاوتی ساخته شده که برحسب نیاز بکار گرفته می شوند و در تمام روشها مخلوط ماسه تر همراه افزودنیهای دیگر با روشهای متفاوت فشرده می شوند تا در نهایت به یک کیفیت مطلوب در قالب ماسه ای برسند .

روش قالبگیری عمودی Disamatic مکانیزم قالبگیری عمودی دارای مزایا و معایبی می باشد ، در روش قالبگیری عمودی که به Disamatic معروف است سرعت قالبگیری بسیار بالا و بر حسب شرایط و ابعاد و شکل مدل متفاوت و تا حدود 500 قالب در ساعت نیز می رسد .

در این روش به دلیل عمودی بودن سیستم راهگاهی امکان تولید بعضی از قطعات با کیفیت سطحی بسیار بالا وجود ندارد ، در این روش نیازی به درجه نمی باشد و قطعات بصورت اتوماتیک و پشت سر هم قالبگیری و ذوب ریزی می شوند .در این روش محدودیت تولید قطعات با وزنهای بالا وجود دارد .

شکل شماره 7 شماتیک ماشین قالبگیری دیزاماتیک را نشان می دهد .

شکل شماره 7 – شماتیک ماشین قالبگیری دیزاماتیک روش قالبگیری افقی در این روش ، سیستم راهگاهی افقی است به دلیل افقی بودن سیستم راهگاهی محدودیت های کمتری وجود دارد ، در اینجا سعی بر آن شده که سیستم های متداول و جا افتاده در ایران که از لحاظ کیفیت در درجه بالایی قرار دارند معرفی شود و یکی از این سیستم ها که با برنامه تولید هماهنگی دارد معرفی گردد .

روش قالبگیری با ماشینBMD در این ماشین با باز کردن سریع یک مخزن هوا یک موج فشاری از هوا تولید می شود که ماسه قالب را فشرده می کند .

در این سیستم ، کف مخزن هوای فشرده ، مشبک (شکافدار ) است و هوا توسط یک شیر اتوماتیک بر روی درپوش فشار وارد می‌آورد و در نهایت باعث فشرده شدن ماسه درون قالب می گردد و سپس قالب توسط یک صفحه جک پرس می شود،سپس مدل از قالب جدا شده و قالب از محوطه قالبگیری خارج می شود .

در این سیستم لنگه زیر و لنگه رویی به نوبت قالبگیری شده و بعد از ماهیچه گذاری در درجه ها ، دو لنگه درجه زیر و رو بر روی همدیگر جفت می شوند و سپس درجه ها به واحد ذوب ریزی انتقال داده می شوند ، در این قسمت درجه ها ذوب ریزی شده و سپس درجه ها به واحد ذوب‌ریزی انتقال داده می شوند ، در این قسمت درجه ها ذوب ریزی شده و سپس بر روی کانوایر به محل تخلیه درجه‌ها انتقال می یابد .

در این محل توسط سیستم تخلیه Shakeout ، درجه ها به اصطلاح تکان داده می شوند و ماسه آنها تخلیه می گردد و سپس درجه های تخلیه شده به محل قالبگیری انتقال داده می شوند با توجه به برنامه تولید پیشنهادی و توضیحات داده شده قبلی ماشین BMD Molding Line با سیستم قالبگیری Air Impact برای این پروژه توصیه می گردد .

شکل شماره 8 یک سیستم قالبگیسری با روش Air Impact را نشان می دهد .

شکل شماره 8 – یک سیستم قالبگیری با روش Air Impact روش قالبگیری پرسی با فشار بالا برای بدست آوردن دقت ابعادی زیاد درقطعات ریختگی و حصول یکنواختی در توزیع ماسه ، تراکم ماسه تحت فشار زیاد پرس انجام می‌گیرد .

در این روش تراکم ماسه از 7 تا 20 bar نیز می رسد .

در این سیستم ماسه به داخل قالب ریخته شده و قالب تحت لرزش در می آید و سپس پرس می شود .

عمل پرس توسط کوبه های چند گانه که فشار آنها توسط سیستم هیدرولیک تنظیم می شود و سطح پرس شونده با کوبه‌های متعدد که روی ارتفاعات مختلف مدل قرار دارد و بر حسب استحکام ماسه مقدار فشار آنها تنظیم می شود ، با این روش می توان به یک قالب با استحکام بالا دست یافت .

در این روش لنگه بالا و پایین به نوبت قالبگیری می شوند و سپس به قسمت مونتاژ قالب و ماهیچه توسط کانوایر ارسال می گردد بعد از مونتاژ قالبها به قسمت ذوب ریزی می روند و بعد از ذوب ریزی به محوطه خنک شدن انتقال یافته و سپس تخلیه می گردند در این روش تا حدود 120 قالب در ساعت را بر حسب شرایط و ابعاد مدل و شکل قطعه می توان تولید نمود.

از مدلها و شرکتهای متداول این نوع ماشینها می توان Kunkel Wagner را نام برد .

شکلهای زیر روش قالبگیری با سیستم Kunkel Wagner را نشان می دهد .

شکل شماره 9 شماتیک روش قالبگیری AIR-Shock and press را نشان می دهد .

شکل شماره 9- شماتیک روش قالبگیری AIR-Shock and press شکل شماره 10 ماشین قالبگیری به روش Kunkel Wagner را نشان می دهد .

شکل شماره 10 ماشین قالبگیری به روش Kunkel Wagner .

1-3-3- سیستم تامین ماسه جهت خط قالبگیری مدار ماسه جهت تامین قالبگیری از مخازن مواد اولیه ماسه ، تسمه نقاله ها ، سیلوها ، مخلوط کنها ، دستگاههای خنک کننده ماسه ، ماشینهای قالبگیری و دستگاههای تخلیه درجه ، جزء سیستم خط قالبگیری اتوماتیک می باشند .

الف – سیلوی ( مخزن ) ماسه برای محاسبه حجم سیلوی ماسه ریخته گری بطور متوسط برای هر تن قطعه ریخته گری 4 تا 5 تن ماسه در گردش مورد نیاز می باشد .

محاسبات سیلوی ماسه و ماسه در گردش مورد نیاز به شرح زیر است : وزن مذاب در یک روز وزن مذاب در ساعت وزن ماسه در گردش در هر ساعت حجم ماسه مورد نیاز و در حال گردش در دو شیفت کاری می بایستی در محاسبه ماسه مورد نیاز به این نکته توجه نمود که ماسه ریخته گری بطور کامل از خط خارج نمی شود ، بلکه حدو10% حداکثر ماسه نو به ماسه برگشتی افزوده می شود ، در صورتیکه برای 25 روز کاری ( یک ماه ) ذخیره ماسه نو لازم داشته باشیم خواهیم داشت : حجم مخزن ماسه نو در ساعت حجم مخزن ماسه در دو شیفت حجم سیلوی ماسه نو برای یک ماه 1-3-4 مدار بازیافت و سیستم تامین ماسه برای ماشین قالبگیری و ماهیچه سازی مواد مختلف در ماسه قالبگیری باید بخوبی با هم مخلوط شوند تا یک ماسه قالبگیری هموژن با خواص مناسب بدست آید .

برای این منظور از مخلوط کن ها استفاده می شود .

مخلوط کن ها برای رسیدن به مخلوط مناسب از ماسه و چسب و آب و مواد افزودنی دیگر می بایستی از مخلوط کن ها مداوم استفاده شود که در انتخاب یک مخلوط کن دو مشخصه اصلی را می بایستی در نظر گرفت ، اول زمان مخلوط کردن و دوم حجم یا وزن ماسه مخلوط شده می باشد ، برای یک سیستم ماهیچه سازی از مخلوط کن های غیرمداوم و برای ماشین قالبگیری مداوم از مخلوط کن های مداوم استفاده می شود .

الف) مخلوط کن های غیر مداوم (Batch Type ) مخلوط کن های غیر مداوم از نوع غلطکی با پره های عمودی (Conventional Mill ) دارای دو غلتک و دو پره برای مخلوط کردن ماسه می باشند .

این مخلوط کن ها دارای کیفیت بسیار بالایی می باشند ولی در ظرفیت های کم کاربرد دارند .

ب) مخلوط کن سریع ( Speed Muller) این مخلوط کن ها دارای سرعت بالایی در مخلوط کردن ماسه می باشند و از آنها می توان به صورت مداوم در ماشین قالبگیری اتوماتیک استفاده کرد .

مخلوط کن های مداوم حلزونی (Screw Mill) ، و در این محفظه یک مخلوط کن یک استوانه افقی که دوران می کند محفظه دستگاه را تشکیل می دهد ، در داخل این محفظه یک حلزون که نقش همزن را دارد می چرخد و مواد را به سمت جلو هدایت می کند و یک غلتک نیز نقش خرد کردن کلوخه ها را باز می کند .

این مخلوط کن‌ها برای ظرفیت های بالا مناسب می باشند .

این مخلوط کن ها برای تامین ماسه ماهیچه و یا ماسه قالبهای خود گیر در واحد قالبگیری دستی استفاده می شود .

شکل شماره 11 نمونه ای از مخلوط کن های ماسه و سیلوی آنها را نشان می دهد .

شکل شماره 11 – نمونه ای از مخلوط کن های ماسه و سیلو 1-3-5 ماهیچه سازی برای ایجاد شکلهای خاص و پیچیده و قسمتهای تو خالی در قطعات از ماهیچه استفاده می کنند .

در ریخته گری به روش قالبهای ماسه ای جنس ماهیچه نیز از جنس ماسه است که با روشهای مختلف آماده می گردد و بعد از فرایند قالبگیری ، ماهیچه های ساخته شده در آن قرار می گیرند .

در جدول زیر روشهای مختلف ماهیچه سازی آورده شده است و در ادامه روشهای متداول بصورت مختصر توضیح داده می شود .

جدول شماره 2 روشهای متداول تولید ماهیچه روشهای متداول الف)روش خشک کردن (سخت کردن ) ماهیچه در کوره ،در این روش ماسه همراه با چسب و روغن یا رزین مخلوط می شود و سپس می بایستی به یک کوره خشک کن منتقل گردد .

به دلیل استحکام پایین و زمان سخت شدن طولانی و همچنین برای تولیدات با تیراژ بالا این روش مناسب نیست .

ب) روشهای سخت کردن با استفاده از آب شیشه و گاز (سیلیکات سدیم )، قسمت اعظم روشهای قالبگیری و ماهیچه سازی با استفاده از سیلیکات سدیم می باشد از مزایای این روش می توان به ارزانی و در دسترس بودن آن اشاره نمود که عبارتند از : - در اثر حرارت ذوب ریزی گاز تولید نمی کند .

- ماهیچه در حالت ذوب ریزی خرد نشده و استحکام خود را تا زمان تخلیه حفظ می کند .

- برای سخت کردن نیازی به حرارت دادن نیست .

- نسبت به ماسه ( جنس ماسه ) حساسیت ندارد .

- همچنین این سیستم دارای معایبی است که عبارتند از : - در اثر حرارت ذوب ریزی نمی سوزد و خرد نمی گردد و به آسانی از قطعه جدا نمی گردد .

- برای رسیدن به یک سطح بسیار صاف در قطعه ریخته گری می بایستی سطح ماهیچه را با پوششها و رنگهای مقاوم به حرارت پوشش داد .

- تمیزکاری قطعات ریخته گری شده ، بسیار مشکل می باشد .

- ماسه برگشتی بعد از ذوب ریزی به راحتی احیاء نمی شود و نیاز به تجهیزات و امکانات اضافه می باشد .

- میزان مصرف گاز در استحکام نهایی ماهیچه موثر است و دمش بیش از اندازه باعث کاهش سختی ماهیچه می گردد واکنش انجام یافته ، بین آب شیشه و گاز به شکل زیر است .

ج) روش آب شیشه واستر (Ester) ، در این روش از آب شیشه به عنوان چسب واستر به عنوان کاتالیزور و یا سخت کننده استفاده می شود ( استر ترکیبی از اسیدها و الکلها که با از دست دادن آب بدست می آید ) در این روش ماسه سیلیسی خشک و خالص با اضافه کردن آب شیشه و مخلوط استر در مخلوط کن بدست می آید .

ترکیب مخلوط به این شکل است که مقدار استر 8 تا 12% مقدار آب شیشه می باشد و مقدار آب شیشه تا 2تا 4% ماسه در نظر گرفته می شود ماهیچه های تولید شده در این روش از استحکام کمتری نسبت به روش سیلیکات سدیم و گاز برخوردارند و مناسب برای ماهیچه ساز ی نمی باشد و بهتر است بیشتر برای ساخت قالب استفاده شود .

Nishiyama در این روش از پودر فروسیلیس ( Fesi) برای سخت کردن آب شیشه استفاده می شود .

در این روش از 4 تا 7 درصد آب شیشه و 1 تا 4 درصد فروسیلیس در مخلوط ماسه استفاده می گردد .

ماهیچه ساخته شده با این روش دارای استحکام بالا می باشد که در مقابل حرارت حاصل از ذوب ریزی نیز سختی خود را حفظ می کند ، از معایب این روش تولید گرما می باشد و در حین سخت شدن گاز هیدروژن ایجاد می کند ، ماهیچه سازی با این روش نیاز به تجهیزات و امکانات جهت کنترل فرآیند را دارد که در ایران استفاده از این روش متداول نیست .

هـ - روش دی کلسیم سیلیکات ، در این روش از دی کلسیم سیلیکات به عنوان سخت کننده آب شیشه در مخلوط ماسه استفاده می شود ، ماهیچه ساخته شده در این روش از سختی کمتری نسبت به حالتهای قبل برخوردار است و زمان سخت شدن نیز با تغییر ترکیب چسب و کاتالیزور متفاوت است ولی معمولاً تا یک ساعت انجام می گیرد که به دلیل طولانی بودن زمان سخت شدن برای قطعه سازی مناسب نیست .

و- روش سخت کردن توسط چسبهای آلی چسبهای آلی ترکیباتی از اتصالات کربن می باشند که در ساخت قالب و ماهیچه بکار می روند از مزایای این چسبها عبارتند از : جدا شدن آسان ماسه از قطعه ریختگی تولید گاز در قالب که اتمسفری احیاء کننده در آن بوجود می آورد وبین جداره قالب و فلز یک لایه گاز ایجاد می کند که باعث صافی سطح قطعه می گردد .

امکان احیاء ماسه مصرف شده برای کاربرد مجدد این چسبها در دو حالت برای سخت شدن در حالت سرد و گرم توسط کاتالیزور مخصوص خود استفاده می شوند .

رزینهای مصنوعی سخت شونده در حالت سرد، برای سخت شدن این رزینها به یک کاتالیزور سخت کننده نیاز می باشد .

در زیر روشهای سخت شدن سرد توسط رزین شرح داده می شود .

1-2 رزینهای اوره فورم آلدئید ، این رزینها به همراه کاتالیزور کلرورفریک بکار می رود و برای آلیاژهای سبک مناسب می باشد .

1-3 رزینهای فنول فورم آلدئید که کاتالیزور آن اسید سولفوریک است این نوع رزین به دلیل مشکلات استفاده ( کاربرد اسید در مقیاس صنعتی مشکل و خطرناک است ) کاربرد وسیع ندارد همچنین بدست آوردن سختی یکنواخت در سراسر ماسه مشکل می باشد .

1-4 رزینهای اوره فورم آلدئید یا فنول فورم آلدئید که به همراه کاتالیزورفورفوریل الکل بکار می رود .

این رزینها دارای زمان خود گیری کوتاهی می‌باشند و در هنگام ذوب ریزی گاز کمی تولید می کنند ، استحکام ماهیچه ساخته شده با این رزین بسیار بالا می باشد و در برابر حرارت و شوکهای مکانیکی نیز مقاوم می باشند این نوع سخت کردن ماهیچه برای قطعات خودرو که از جنس چدن و فولاد هستند مناسب می باشند .

2- رزینهای سخت شونده توسط گرما در این روش از قالبهای فلزی گرم که بین 150تا 250 گرما دارند استفاده می شوند در این روش ماسه سیلیسی خشک به همراه یک روغن آلی و کاتالیزور در درون قالب از پیش گرم شده ریخته می شود مخلوط بعد از تماس با جعبه ماهیچه داغ سریعاً سخت می گردد و ماهیچه بعد از چند ثانیه بطور کامل سخت شده و می توان آن را از جعبه ماهیچه خارج نمود، این ماهیچه ها بسیار محکم و دارای سطحی صاف می باشند و در هنگام تخلیه ( بعد از ذوب ریزی ) به توسط لرزه خرد شده و از قطعه خارج می شوند .

این قالب ماهیچه ها توسط برق و یا شعله گرم می شوند و بر روی ماشینهای مخصوص نصب می گردند.

ماهیچه های ساخته شده با این روش برای ریخته گری قطعات فولادی و چدنی بسیار مناسب می باشند ولی به دلیل ایجاد دود در هنگام سخت شدن ماهیچه ( که حاصل سوختن چسب و رزین می باشد ) و قیمت بالای آنها نسبت به روش Cold Box امروزه کاربرد محدود تری پیدا کرده اند .

شکل شماره 12 دستگاه ماهیچه سازی به روش Hot Box و Cold Box را نشان می دهد .

شکل شماره 12- دستگاه ماهیچه سازی به روش Hot Box و Cold Box 1-3-6 – واحد تمیزکاری واحد تمیز کاری قطعات ریخته گری شامل ماشین Shakeout به اضافه تجهیزات شات بلاست و تجهیزات سنگ زنی می باشد .

- ماشین Shakeout Vibratory برای تخلیه درجه ها در انتهای خط ماشین قالبگیری ، و همچنین برای خط قالبگیری دستی در نظر گرفته می شود .

شکل شماره 13 سیستم تخلیه درجه همراه با کانوایر حمل ماسه را نشان می دهد .

شکل شماره 13- سیستم تخلیه درجه همراه با کانوایر حمل ماسه سیستم شات بلاست برای تمیز کاری سطوح قطعات از ماسه از ماشین شات بلاست استفاده می گردد .

برای قطعات مورد نظر دو دستگاه شات بلاست آویزی که ظرفیت هر کدام ton 20 قطعه در روز و دو عدد شات بلاست از نوع بشکه ای با ظرفیت هر کدام ton4 در روز برای واحد تمیز کاری در نظر گرفته می شود .

شکل شماره 14 تصاویری از ماشین شات بلاست آویزی را نشان می‌دهد.

شکل شماره 14- تصاویری از ماشین شات بلاست آویزی واحد سنگ کاری و برش راهگاه و تغذیه در این واحد راهگاهها و پلیسه ها و هم چنین اضافات متالورژیکی جدا می گردد برای این واحد که بیشتر فعالیتها به صورت دستی می باشد تعدادی سنگ برش دستی بانضمام یک دستگاه سنگ اتوماتیک پیشنهاد می گردد.