Procesos de Manufactura BásicosEJERCICIOS DE MOLDEO EN FUNDICIÓN GRIS

EJEMPLO 1Suponga que las dimensiones de la caja de moldeo representada en la Figura 1(a) son 14 por 14 por 12 pul de profundidad. La altura o profundidad de cada una de las cajas, superior e inferior, es 6 pul. La pieza a moldear o colar es una placa de 3 por 4 por 5 pul de longitud. El peso del hierro gris es 0.28 lb/pul³. Calcule las fuerzas siguientes: (1) la magnitud de la fuerza que la fundición ejerce sobre la caja inferior; (2) la fuerza de flotación sobre la caja superior; (3) el peso de la arena de la caja superior; (4) la fuerza neta en la interfase líquido arena; (5) la fuerza sobre la superficie inferior del molde.

(a) (b) Figura 1

Solución:

1. La fuerza de la fundición sobre la caja inferior es = V = (4 x 5 x 3) (0.28)

= 16.8 lb 2. La fuerza de flotación sobre la caja superior es función del área trasversal de la cavidad del molde, la presión hidrostática en la compuerta producida por la columna de líquido existente en el bebedero y del peso específico del metal. = = (4 x 5)(6)(0.28)

=33.6 lb

3. El peso de la arena existente en la caja superior es = V = (14 x 14 x 6)(0.06)

= 70.6

4. La fuerza neta en la interfase líquido-caja superior es - = 70.6 – 33.6 = 37 lb

5. La fuerza sobre la superficie inferior en la cavidad del modelo es = = (4 x 5)(6 + 3)(0.28) = 50.4 lb

= peso de la fundición

= peso de la arena de la caja

superior

= peso específico del metal

=0.28 lb/pul³

= peso específico de la arena

=0.06 lb/pul³

=fuerza sobre la caja superior

= fuerza sobre la caja inferior

=altura girostática bebedero =6 pul

= altura hidrostática sobre la base de la

caja inferior = (6 + 3) = 9 pul

EJEMPLO 2Suponga las mismas condiciones del Ejemplo 1, excepto que en la cavidad del molde se inserta un macho de 9 pul de longitud por 2 pul de ancho por 1 pul de espesor, como ilustra la Figura 1 (b). Calcule: (1) La fuerza neta sobre el macho y (2) la fuerza neta sobre la caja superior. (3) ¿Se requiere un contrapeso?

Solución:1. La fuerza neta sobre el macho se calcula en la forma siguiente:

a. El peso del macho es

= V = (2 x 1 x 9)(0.06) = peso del macho = 1.1 lb = fuerza sobre el macho = altura hidrostática sobre el macho

b. La fuerza de flotación sobre el macho es

= = (5 x 2)(7)(0.28) En donde, = 6 + 1 = 7 pul

= 19.6 lb

c. La fuerza neta del macho es

- = 19.6 – 1.1 = 18.5 lb

2. La fuerza neta sobre la caja superior se obtiene en la forma siguiente:a. La fuerza vertical sobre la porción del área de la caja superior en contacto con el

metal es = 2 =2(1 x 5)(6)(0.28)

= 16.8 lb

b. La fuerza de flotación total es

+ ( - ) = 16.8 + (19.6 – 1.1) = 35.3 lb

c. El peso de la arena existente en la caja superior es igual al del Ejemplo 1. = 70.6 lb

d. La fuerza neta se dirige en el sentido del peso de la caja superior. (neta) = 70.6 – 35.3

= 35.3

3. No se requiere utiliza un contrapeso porque el peso de la arena existente en la caja superior excede a la fuerza de flotación neta.