صب التحمل من خلال عمليات صب مختلفة

أ صب التسامح يحدد الانحراف المسموح به بين الحجم الاسمي والفعلي للميزة.

على سبيل المثال, تسامح ± 0.5 مم على أ 100 MM Dimension يعني أن الجزء النهائي قد يقيس في أي مكان بين 99.5 مم و 100.5 مم.

هذه التأثيرات الدقة ملاءمة المكون, الأداء الميكانيكي, و موثوقية التجميع.

في نفس الوقت, كل عشر من ملليمتر حلق من ميزانية التسامح زيادة تكلفة العفن بنسبة 10-20 ٪, رفع معدلات الخردة إلى ما يصل إلى 15%, و أضف أسبوعين إلى أربعة أسابيع من المهلة الأدوات.

هذه المقالة تستجيب مجموعة من عمليات الصب - من الأخضر ل يموت الصب- ويحدد قدرات التسامح النموذجية الخاصة بهم.

سنراجع أيضًا ايزو 8062 ومعايير الصناعة الأخرى, الخطوط العريضة اللازمة نمط وبدلات الآلات,

والتوصية تقتيش و الإحصاء - العمليات - الطرق التي تساعدك على تحقيق التوازن الأمثل بين التكلفة والدقة.

1. فهم التسامح في الصب

قبل اختيار عملية, توضيح هذه المفاهيم الأساسية:

• تسامح هو التباين الكلي المسموح به في البعد.
• بدل هو الحجم الكبير أو السفلي المدمج في الانكماش, مسودة, أو الآلات اللاحقة.
• ملائم يصف كيف يتفاعل أجزاء التزاوج, تتراوح من تناسب التخليص (مرتخي) ل تداخل يناسب (ضيق).

علاوة على ذلك, قد تكون التحملات الصب خطي (على سبيل المثال, ± 0.5 ملم) أو هندسي (على سبيل المثال, دائرية, عمودية), محددة باستخدام جي دي&ت الرموز.

يتذكر: كل فئة من التحمل يمكنك تحديد يمكن أن تترجم إلى تكلفة ملموسة وجدولة آثار الجدول الزمني.

بالتالي, يخطط التخطيط المقدم مقدما - محاذاة مع قدرات شريكك في التصنيع - توزيعات الأرباح في الجودة والتكلفة الإجمالية للملكية.

2. المعايير والتسمية

قبل تحديد التسامح, تحتاج إلى لغة مشتركة. تحدد المعايير الدولية والإقليمية كليهما الأبعاد و هندسي صب التحمل, لذلك يمكن للمصممين والمسابك التحدث بدقة.

ايزو 8062 صب التسامح (ط م) والتسامح مع الصب الهندسي (GCT)

ايزو 8062-3 تعريف تسامح صب الأبعاد (DCT) الدرجات من CT1 خلال CT16, حيث تتوافق أرقام التصوير المقطعي المنخفض مع التحمل أكثر تشددًا. في الممارسة العملية:

• CT1 - CT4 (± 0.05-0.3 % من البعد) تناسب الأجزاء العالية الدقة والدائمة المعدلة.
• CT5 - CT9 (± 0.1-0.8 %) تنطبق على الاستثمار و shell-mold.
• CT10 - CT14 (± 0.4-2.0 %) تغطية العديد من طرق الصب الرملي.
• CT15 - CT16 (± 2.5-3.5 %) يقدم المسبوكات الكبيرة أو غير الحرجة.

على سبيل المثال, على أ 200 ميزة MM:

• أ CT4 قد يكون الجزء ± 0.6 مم,
• بينما أ CT12 قد يسمح صب الرمال ± 4 مم.

تكمل درجات التصوير المقطعي, ايزو 8062-2 تعريف التحملات الهندية الصب (GCT)- الشكل (تسطيح, دائرية), توجيه (عمودية, التوازي), والموقف (الموقف الحقيقي).

كل درجة GCT (G1 - G8) تحكم هندسي الطبقات على الظرف الأبعاد الاسمي.

إقليمية & مواصفات الصناعة

بينما يوفر ISO إطار عمل عالمي, تشير العديد من الصناعات إلى المعايير المصممة:

NADCA (رابطة صب أمريكا الشمالية):

• طبيعي تسامح: ± 0.25 مم لكل 100 مم (تقريبا. ISO CT3 -CT4).
• دقة تسامح: ± 0.10 مم لكل 100 مم (تقريبا. ISO CT1 - CT2).
• تحدد NADCA أيضًا فئات منفصلة لـ ارتفاع, فتحة, و تسطيح التحمل الخاص بالمواد الصب مثل الزنك, الألومنيوم, والمغنيسيوم.

SFSA 2000 (جمعية مؤسسي الصلب الأمريكية):

• يوفر التحملات الصب التي تتراوح ± 0.4-1.6 مم لكل 100 مم, اعتمادا على نوع القالب (الرمال الخضراء مقابل. راتنج راتنج).
• تتوافق جداولها تقريبًا ISO CT11 - CT13.

بكالوريوس 6615 (المعيار البريطاني للمسبك)

• أغطية رمل, صدَفَة, و استثمار العمليات.
• البدلات النموذجية:

• • صب الرمال ± 0.5-2.0 مم/100 مم (CT11 - CT14)
  • قذيفة الصب ± 0.2-0.8 مم/100 مم (CT8 - CT12)
  • استثمار ± 0.1–0.5 مم/100 مم (CT5 - CT9)

3. صب الجدول التسامح (وحدة: مم)

يسرد الجدول التالي الحد الأقصى لقيم التسامح الإجمالي لدرجات CT المختلفة (صب التسامح الصف CT1 – CT16) ضمن نطاقات الحجم الأساسية المختلفة.

4. نظرة عامة على عمليات الصب الرئيسية

تنقسم عمليات الصب إلى ثلاث فئات عريضة -قابلين للاستهلاك, دائمة - مولد/الضغط, و تقنيات التخصص- كأخذ تقديم قدرات تسامح مميزة, التشطيبات السطحية, وهياكل التكلفة.

أساليب متعددة القابلة للاستنشاد

صب الرمال الأخضر

يظل صب الرمال الخضراء الطريقة الأكثر اقتصادا ومرونة للأجزاء الكبيرة أو البسيطة.

يخلط المسابك رمال السيليكا, فخار, والرطوبة لتشكيل قوالب تسفر نموذجية ISO CT11 - CT14 التحمل - حول ± 0.5-2.0 ٪ من أي بعد معين (أي., ± 0.5-2.0 مم على 100 مم).

تتراوح السطح بشكل عام RA 6-12 ميكرون, وتبقى تكلفة الأدوات منخفضة (غالباً <$500 لكل نمط).

رابطة كيميائيا & رمال لا بيك

الترقية إلى قوالب الرمال المربوطة بالراتنج أو بدون خبز تشدد على التحمل CT9 -CT12 (± 0.3-1.2 ٪), يحسن قوة العفن, ويقلل من الغسيل.

تنخفض خشونة السطح إلى RA 3-6 ميكرون, جعل هذه الأساليب مناسبة بشكل جيد لأجزاء متوسطة التعقيد حيث تثبت الدقة الرملية الخضراء هامشية.

استثمار (خاسر الشمع) صب

صب الاستثمار, المعروف أيضا باسم ضائع الشمع, ينتج أشكالًا معقدة وجدران رقيقة مع CT5 - CT9 التحمل - تقريبا ± 0.1-0.5 ٪ (± 0.1-0.5 مم لكل 100 مم).

إنه تشطيب سطحي ممتاز (RA 0.8-2.0 ميكرون) والقدرة على الحفاظ على التفاصيل الدقيقة تبرر تكاليف أدوات أعلى (في كثير من الأحيان 2000 - 10000 دولار لكل نمط) في الفضاء الجوي, طبي, والتطبيقات الصناعية الراقية.

المفقود المفقود

المفقود المفقود يجمع بين الأنماط المستهلكة والرمال غير المتوحنة, عرض CT10 - CT13 القدرات (± 0.4-1.5 ٪).

بينما الانتهاء من السطح (RA 4-8 ميكرون) والتحكم الأبعاد يسقط بين الرمال الخضراء والاستثمار, هذه الطريقة تتفوق في إنتاج المجمع, مجموعات قطعة واحدة بدون النوى.

دائم & طرق تعتمد على الضغط

يموت الصب (حار & الغرفة الباردة)

يموت الصب ينتج عن أضيق التحملات الصب-CT1 - CT4, أو ± 0.05-0.3 ٪ من البعد (± 0.05-0.3 مم لكل 100 مم).

نطاقات الانتهاء من السطح النموذجي RA 0.5-1.5 ميكرون. تكاليف أدوات عالية المقدمة (في كثير من الأحيان من 10000 إلى 200000 دولار لكل موت) تؤتي ثمارها أوقات الدورة بسرعة تتراوح بين 15 و 60 ثانية وتكرار ممتاز للألمنيوم, الزنك, وأجزاء المغنيسيوم.

تموت الجاذبية & يموت الضغط المنخفض

تموت الجاذبية والضغط المنخفض الصب, باستخدام قوالب معدنية قابلة لإعادة الاستخدام, يحقق CT2-T6 التسامح (± 0.1-0.5 ٪) مع RA 1-4 ميكرون ينتهي.

لأنها تعمل بدون سرعات عالية الحقن, هذه الطرق تقلل من المسامية وتقوية المكونات - خاصة في تطبيقات عجلة السيارات والمضخة.

تقنيات التخصص

الطرد المركزي الصب

عن طريق الغزل قوالب في 200-2000 دورة في الدقيقة, قوى صب الطرد المركزي معدن منصهر إلى الخارج, إنتاج جدران وحلقات أنابيب كثيفة. التسامح الشعاعي يقع في CT3 - CT8 (± 0.1-0.5 ٪).

عادة ما يجلس الانتهاء من السطح عند RA 3-8 ميكرون, والتبريد الاتجاهي يعزز الخصائص الميكانيكية في المحامل الشاقة والأنابيب.

جص & صب القالب السيراميك

قوالب الجص والسيراميك - تستخدم بشكل كبير للفن, مجوهرات, وأجزاء الطيران الصغيرة-الدفع-Provide CT6 -CT9 التسامح (± 0.2-0.8 ٪) و RA 2-5 ميكرون ينتهي.

على الرغم من أبطأ وأكثر تكلفة من الرمال, هذه العمليات تستوعب التفاصيل الدقيقة والسبائك الخاصة.

5. قدرات التسامح من خلال عملية الصب

في هذا القسم, نقدم رؤية موحدة لكل عملية نموذجية ايزو 8062 التصوير المقطعي,

المقابل التسامح الخطي (كنسبة مئوية من الأبعاد وفي ملليمتر 100 مم), وممثل الانتهاء من السطح.

6. العوامل التي تؤثر على التحمل الصب

إن التحملات الصب ليست خصائص ثابتة لعملية ما - فهي تنتج عن تفاعل معقد بين سلوك المواد, تصميم الأدوات, معلمات العملية, وجزء الهندسة.

خصائص المواد

يؤثر نوع المعدن أو السبائك بشكل مباشر على الانكماش, قابلية التدفق, واستقرار الأبعاد.

• معدلات الانكماش الحراري: تقلص المعادن عند التبريد. على سبيل المثال:

• • الحديد الرمادي: ~ 1.0 ٪
  • الألومنيوم سبائك: ~ 1.3 ٪
  • سبائك الزنك: ~ 0.7 ٪
  • فُولاَذ: ~ 2.0 ٪ (يختلف مع محتوى الكربون)

ينتج انكماش أعلى انحرافًا أكبر الأبعاد ما لم يتم تعويضه عن طريق تصميم الأدوات.

• سلوك السيولة والتصلب:

• • المعادن مع سيولة أعلى (على سبيل المثال, الألومنيوم, برونزية) املأ القوالب بدقة أكثر.
  • التصلب السريع في أقسام رقيقة أو معادن منخفضة السفة يمكن أن تسبب الفراغ.

• آثار السبائك:

• • السيليكون في الحديد الزهر يحسن السيولة ولكنه يزيد أيضًا من التوسع.
  • النيكل و الكروم تعزيز الاستقرار الأبعاد في الفولاذ.

متغيرات العفن والأدوات

غالبًا ما يكون نظام القالب هو أكبر مساهم في التغير الأبعاد AS.

• دقة النمط:

• • CNC-machined أنماط تحقق تسامحًا أفضل بكثير من تلك المصنوعة يدويًا.
  • ارتداء مرور الوقت على تدهور الدقة-خاصة في صب الرمال عالية الحجم.

• زوايا مسودة:

• • مطلوب لإطلاق الصب من القالب, الزوايا النموذجية:

• • • 1° –3 ° للأسطح الخارجية
    • 5° –8 ° للتجويف الداخلي

• • المسودة المفرطة تضيف تباين الأبعاد ويجب حسابها.

• صلابة العفن والتوسع:

• • قوالب الرمل قابلة للضغط وتوسع تحت الحرارة, مما يؤثر على التحمل.
  • يموت المعادن (في الصب) أكثر استقرارًا الأبعاد, دعم التحمل أكثر تشددا.

• الموصلية الحرارية:

• • تبريد سريع (على سبيل المثال, قوالب معدنية) يقلل التشويه.
  • التبريد البطيء (على سبيل المثال, قوالب السيراميك أو الجص) يسمح بمزيد من الوقت لتقلص المواد وتشوه.

معلمات العملية

كيف يتم سكب المعدن, عزز, وتبريد يغير الأبعاد النهائية بشكل كبير.

• درجة الحرارة:

• • ارتفاع درجة الحرارة يزيد من تآكل العفن ويبالغ في الانكماش.
  • يؤدي Holdinging إلى سوء ملء العفن وإغلاق البرد.

• التصميم الممتاز والرئيس:

• • يمكن أن يسبب سوء البوابات الاضطراب وانحباس الهواء, مما يؤدي إلى المسامية والتشويه.
  • الناهض غير الكافي يؤدي إلى تقلص تجاويف تقلل من النزاهة الهندسية.

• معدل التبريد والتحكم في التصلب:

• • تقنيات مثل قشعريرة, تنفيس, و مناطق التبريد التي تسيطر عليها تساعد في تحسين دقة الأبعاد.
  • في أقسام أكثر سمكا, قد يسبب التصلب غير المتكافئ الانكماش التفاضلي و تزييفها.

• سماكة القسم وتعقيدها:

• • أقسام رقيقة تبرد بشكل أسرع, مما أدى إلى حجم الحبوب الأصغر والتحكم في الأبعاد الأفضل.
  • الهندسة المعقدة ذات سماكة جدار متفاوتة معرضة البقع الساخنة و الضغوط الداخلية, التأثير على الشكل النهائي.

حجم الجزء والهندسة

تتراكم الأجزاء الأكبر المزيد من الضغوط الحرارية والميكانيكية, مما يؤدي إلى زيادة التشويه:

• أ 1000 مم الصلب الصلب قد تختلف ± 3-5 مم, بينما أ 100 MM جزء الألمنيوم يمكن الحفاظ على ± 0.1 مم مع صب الاستثمار.
• غالبًا ما تشوه الأجزاء غير المتماثلة بسبب التبريد غير المتوازن وتدفق المعادن غير المتكافئ.
• دمج سمك الجدار الموحد, أضلاع, و انتقالات مستديرة يعزز القدرة على التنبؤ الأبعاد.

جدول الملخص - العوامل الرئيسية & الآثار النموذجية

عامل	التأثير النموذجي على التسامح
الانكماش الحراري للمواد	+0.7% ل +2.5% الانحراف عن البعد
دقة النمط (دليل مقابل CNC)	± 0.5 مم إلى ± 0.05 مم التباين
مسودة متطلبات زاوية	يضيف 0.1-1 ملم لكل 100 مم من العمق
سكب انحراف درجة الحرارة (± 50 درجة مئوية)	ما يصل إلى ± 0.2 مم التحول الأبعاد
تباين سمك الجدار	يمكن أن يسبب تشويه ± 0.3–0.6 مم
توسيع العفن (الرمال مقابل المعدن)	± 0.1 مم إلى ± 1.0 مم حسب نوع القالب

7. البدلات في تصميم النمط والعفن

لتحقيق التسامح النهائي, يبني المصممون بدلات محددة:

• بدل الانكماش: أضف 1.0-1.3 مم لكل 100 مم للألمنيوم, 1.0 مم/100 مم للحديد.
• مسودة بدل: 1° -3 ° تفتق لكل وجه رأسي.
• بدل الآلات: 1-3 ملم (اعتمادًا على العملية وتوزيعها على الأهمية).
• تشويه & هزة: إضافي 0.5-1.0 مم في جدران رقيقة لمواجهة هز النمط والتشويه.

بواسطة بدقة تطبيق هذه القيم, يضمن المهندسون أن الموضع الضخمة في الحجم الأثرياء في نافذة التسامح المطلوبة.

8. تصميم للتحكم في التسامح

تصميم فعال يقلل من الفجوة بين الأبعاد الصب:

• شكل شبه شبكة: تهدف إلى تقديم ميزات في حدود ± 10 ٪ من الحجم النهائي, تقليل الآلات بواسطة 70%.
• جي دي&تي التركيز: تطبيق ضوابط ضيقة فقط على الواجهات الحرجة; السماح بتحملات التصوير المقطعي على الأسطح غير الحرجة.
• إرشادات الهندسة: استخدام شرائح سخية (>1 نصف دائرة نصف قطرها), سمك الجدار الموحد (تباين ≤10 مم), والأضلاع الموضوعة استراتيجيا للحد من التشويه.

هذه تصميم الميزة المتعمدة تساعد المسبوكات تقترب من هندستها المستهدفة, الحفاظ على التكلفة والجودة.

9. التفتيش وضمان الجودة

CMMs, الماسحات الضوئية بالليزر, وتمكين أنظمة CT سريعة, قياس عالية الكثافة:

• فيرنييه & ميكرومتر: "اختبارات بقعة" سريعة للتحقق من التمرير الأول.
• CMM/المسح الضوئي: رسم خرائط للحقل الكامل ضد نماذج CAD; عدم اليقين النموذجي: ± 0.005 مم.
• التصوير المقطعي: التحقق من التحقق من الأشكال الهندسية الداخلية, توزيع المسام, وتوحيد السمك.

يجب أن تشمل خطط الجودة فحص المادة الأولى (فاي), PPAP للسيارات, أو ذكاء أخذ العينات (على سبيل المثال, ذكاء 1.0) لتشغيل الحجم العالي.

تحليل السبب الجذر يستهدف رحلات التسامح - سواء بسبب تحول القالب, التشويه الحراري, أو ارتداء نمط.

10. قدرة العملية الإحصائية

لتحديد قدرة عملية الصب الخاصة بك على الوفاء بالتسامح:

• حساب CP (إمكانات العملية) و CPK (أداء العملية) قيم; هدف ل CP ≥1.33 و CPK ≥1.0 للتحكم القوي في التسامح.
• يستخدم توافق آراء ساو باولو الرسوم البيانية لمراقبة معلمات الصب الحرجة: صلابة العفن, درجة الحرارة, واتجاهات الأبعاد.
• ينفذ ظبية (تصميم التجارب) لتحديد العوامل الرئيسية وتحسين البوابات, ضغط القالب, ومعدلات التبريد.

11. خاتمة

تمثل التحملات الصب Nexus الحرجة من التصميم نية, القدرة على العملية, والواقع الاقتصادي.

من خلال اتخاذ القرارات في ايزو 8062 درجات التصوير المقطعي, التوافق مع NADCA أو SFSA متطلبات, ودمج السليم بدلات نمط, يمكن للمهندسين والمسابك تقديم قطع الغيار التي تلبي أهداف الأداء والميزانية على حد سواء.

علاوة على ذلك, صارم تقتيش, السيطرة الإحصائية, و التقنيات الرقمية الناشئة-من القوالب الرملية المطبوعة ثلاثية الأبعاد إلى المحاكاة في الوقت الفعلي-تشدد على التحملات الصب وتقليل الآلات الباهظة الثمن في اتجاه مجرى النهر.

أخيرًا, تضمن استراتيجية التسامح الصحيحة أن ينتقل مكونك المصبوب بسلاسة من متجر الأنماط إلى خط التجميع, في الوقت المحدد, على الميزانية, وداخل المواصفات.