Ermittlung eines Anschnittquerschnitts beim Schwerkraftgießen

Die Berechnungsmethode kann für den Sandformguss und den Kokillenguss angewendet werden. Zwei Berechnungsformeln können zur Anwendung kommen.

oder

Einheiten für die verwendeten Variablen

Variablen

Einheiten

SA– Anschnittquerschnitt gesamtcm2
mges – Masse der gesamten Schmelzekg
pG – Dichte der Schmelzekg/dm3
t – Gießzeit zum Füllen der Forms
ξ- Strömungsverlustfaktor (0,3 bis 0,9)keine
g - Erdbeschleunigungcm/s   (981cm/s2)
h – wirksame Gießhöhecm
22,6 - Konstantekeine

 

Die Konstante 22,6 ergibt sich aus der Division der Umrechnung dm³ in cm³ - (Umrechnungsfaktor 1000) und der Wurzel 

Die wirksame Gießhöhe h ist abhängig von der Lage des Formhohlraums in der Gießform.

Um den Anschnittquerschnitt in cm² zu erhalten, ist es notwendig die Maßeinheiten wie oben angegeben, in die Berechnungsformel einzugeben.

 

Berechnungsbeispiel

Das dargestellte Spanneisen aus EN-GJL-250 soll in einer zweiteiligen Form gegossen werden. Der Formhohlraum liegt im Unterkasten, der Anschnitt ebenfalls. Die Formkästen haben eine Höhe von 200 mm. Für das Langloch 125 mm x 16 mm ist ein Ballen geplant. Durch das Einguss-und Speisersystem entsteht ein Zuschlag von 20%. Die Formfüllzeit beträgt 4 s und der Strömungsverlustfaktor liegt bei 0,6.

Berechnen Sie den erforderlichen Anschnittquerschnitt.
 

►Lösungsvorschlag:

Gegeben:

  • Skizze
  • Gießmetall
  • h = 200 mm
  • ξ = 0,6, 
  • t = 4 s

Gesucht: SA in mm²

 

1. Schritt:

Ermitteln der erforderlichen Formeln für die Berechnung
 

m= Vges • ϱG

mges = m + Zuschlag

 

2. Schritt:

Zerlegen des Gesamtvolumens in Teilvolumen

V1 = VPrisma      

V2 = VQuader    

V3 = VLangloch

Vges = V1 + V2 – V3

 

3. Schritt:

Berechnung des Gesamtvolumens Vges
 

Lösung:

V1 = 66600 mm³ = 66,600 cm³

V2 = 160 mm • 50 mm • 30 mm

Lösung:

V2 = 240000 mm³ = 240 cm³


 


 

Lösung:

V3 = 58351,86mm³ = 58,352 cm³

Lösung:

Vges = 248,248 cm³=0,248dm³

4. Schritt:

Berechnung der Gesamtmasse mges

mges = m + Zuschlag
m = VgesG    

Die Dichte für EN-GJL-250 muss dem Tabellenbuch entnommen werden.

ϱG = 6,5 kg/dm3.
m= 0,248 dm³ *6,5 kg/dm3
m= 1,612 kg 
mges = 1,378 kg + 20%
mges = 1,934 kg 

 

5. Schritt:

Einsetzen der berechneten Werte in die Formel zur Anschnittberechnung.
Für h gilt in diesem Fall

h = he

da sich der Formhohlraum vollständig im Unterkasten befindet.
 

LÖSUNG:

SA = 0,627 cm² = 62,7 mm²

Übungsaufgabe

Grundlage für das Lösen der folgenden Aufgabe ist die Beispielrechnung zum Thema Anschnittberechnung. Wenn Sie die Reihenfolge der Abarbeitung solcher Aufgaben nachvollziehen, dann sollten die Aufgaben auch lösbar sein.

Aufgabe:

Die dargestellt Schlittenführung soll durch Sandformgießen gefertigt werden. Der Werkstoff ist ein Stahlguss GE200. Der Guss erfolgt in einer zweiteiligen Kastenform. 

Zur Anwendung kommt ein zweiteiliges Holzmodell. Die Schwalbenschwanznut wird nach dem Abguss spanend gefertigt.

Die Teilungsebene des Modells entspricht der Kastenteilung.
Der Zylinder Ø 86 befindet sich im Oberkasten, so dass ein hängender Ballen für den Ø 28 entsteht.
Der Anschnitt befindet sich im Unterkasten.
Die Formkästen haben eine Höhe von 250 mm.
Das Abgießen soll in 2 s erfolgen. Der Strömungsverlustfaktor ξ ist 0,5.

Berechnen Sie den Anschnittquerschnitt und die Kantenlängen für einen quadratischen Anschnitt.
Skizzieren Sie einen Formschnitt.

Ergebnisse zum Vergleich:  
SA = 2,25 cm²        
l = 1,5 cm

Redaktion und fachliche Bearbeitung

Raimund Schmidt  
Berufliches Schulzentrum "Otto Lilienthal"
Freital-Dippoldiswalde