Jaka powinna być grubość ścianki modelu, jeżeli grubość ścianki odlewu wynosi 158 mm, a skurcz liniowy 1,25%?
A. 160 mm
B. 197 mm
C. 178 mm
D. 156 mm
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2021 (arkusz M.37-SG-21.01).
W tym zadaniu chodzi o uwzględnienie skurczu liniowego przy wymiarowaniu modelu odlewniczego. Model musi być trochę większy od gotowego odlewu, bo metal podczas stygnięcia i krzepnięcia zmniejsza swoje wymiary. Dla grubości ścianki odlewu 158 mm i skurczu liniowego 1,25% przyjmujemy zależność $g_m = g_o \cdot (1+s)$, gdzie gₘ to grubość ścianki modelu, gₒ to grubość ścianki odlewu, a s to skurcz zapisany jako liczba dziesiętna. Czyli 158 mm × 1,0125 = 159,975 mm, po zaokrągleniu 160 mm. W praktyce warsztatowej taki wynik wpisuje się jako 160 mm, bo model ma skompensować skurcz materiału. Moim zdaniem to jedno z tych prostych obliczeń, które bardzo łatwo pomylić, jeśli zapomni się, że model robimy większy, a nie mniejszy. W rysunku modelowym i dokumentacji technologicznej taki naddatek skurczowy jest podstawą, obok naddatków na obróbkę, pochyleń odlewniczych i tolerancji według zasad typu ISO 8062. Dobra praktyka jest taka, żeby zawsze sprawdzić, czy podany skurcz dotyczy konkretnego stopu i technologii odlewania, bo inne wartości mogą mieć staliwa, żeliwa czy stopy aluminium.
Jeżeli wynik wyszedł inny niż 160 mm, to najczęściej problem leży w kierunku zastosowania skurczu. Model odlewniczy nie może być mniejszy od odlewu, bo po zalaniu formy ciekły metal stygnie, krzepnie i zmniejsza wymiary. Wartość około 156 mm wynikałaby z odjęcia 1,25% od wymiaru gotowego odlewu, czyli z myślenia jak przy zmniejszaniu wymiaru, a tu sytuacja jest odwrotna. To dość częsty błąd, bo samo słowo skurcz kojarzy się z odejmowaniem. Technologicznie jednak trzeba dać zapas na modelu, żeby po skurczu uzyskać wymagane 158 mm na odlewie. Z kolei wartości takie jak 178 mm albo 197 mm są zdecydowanie za duże jak na skurcz liniowy 1,25%. Takie wyniki mogą się pojawić, gdy ktoś pomyli procenty z milimetrami, źle przesunie przecinek albo doda zupełnie inny rodzaj naddatku, na przykład duży naddatek obróbkowy, którego w treści zadania nie podano. W dokumentacji technologicznej trzeba rozdzielać pojęcia: skurcz liniowy kompensuje zmianę wymiaru podczas stygnięcia, naddatek na obróbkę daje materiał pod skrawanie, a pochylenia odlewnicze pomagają wyjąć model z formy. Z mojego doświadczenia najlepiej zapisać sobie krótko: odlew ma mieć 158 mm, więc model musi być trochę większy. 1,25% z 158 mm to około 2 mm, dlatego poprawny wynik jest blisko 160 mm, a nie kilkanaście czy kilkadziesiąt milimetrów dalej.