Ліццё допуску рознымі працэсамі ліцця

А ліццё талерантнасці Вызначае дапушчальнае адхіленне паміж намінальным і фактычным памерам функцыі.

Напрыклад, А ± 0,5 мм талерантнасць да 100 Памер мм азначае, што гатовая частка можа вымяраць дзе -небудзь паміж 99.5 мм і 100.5 мм.

Такія дакладныя ўплывы Кампанент падыходзіць, Механічныя характарыстыкі, і надзейнасць зборкі.

У той жа час, Кожная дзясятая частка міліметра паголела ад бюджэту на талерантнасць павялічыць кошт цвілі на 10–20%, падняць хуткасць лому да да 15%, і Дадайце два -чатыры тыдні Час выканання інструментаў.

У гэтым артыкуле разглядаецца шэраг працэсаў ліцця - ад зялёны хлеў да памерці кастынг- і колькасна вызначае іх тыповыя магчымасці талерантнасці.

Мы таксама разгледзім ISO 8062 і іншыя галіновыя стандарты, Нарыс неабходна Дапамогі на ўзор і апрацоўку,

і рэкамендаваць агляд і Статыстычны працэс -кантроль Метады, якія дапамагаюць вам дасягнуць аптымальнага балансу паміж коштам і дакладнасцю.

1. Разуменне допуску ў кастынгу

Перш чым выбраць працэс, удакладніць гэтыя асноватворныя паняцці:

• Цярплівасць гэта агульная дапушчальная варыяцыя ў вымярэнні.
• Дазвол гэта наўмысны негабарыт альбо ніжні, убудаваны для ўсаджвання ліцця, скразняк, альбо наступная апрацоўка.
• Падыходзіць апісвае, як узаемадзейнічаюць дзве часткі спарвання, пачынаючы ад афармленне падыходзіць (незамацаваны) да Умяшанне падыходзіць (тугі).

Moreover, могуць быць допускі ліцця лінейны (e.g., ± 0,5 мм) або геаметрычны (e.g., кругласць, перпендыкулярнасць), вызначаны з дапамогай Gd&T сімвалы.

Памятаць: Кожны клас талерантнасці Вы ўказваеце, што можна перавесці ў матэрыяльныя выдаткі і ўздзеянне на расклад.

Такім чынам, Уважлівае папярэдняе планаванне - выраўнаваны з магчымасцямі вашага вытворчага партнёра - выкладзена дывідэндамі па якасці і агульнай кошту ўласнасці.

2. Стандарты і наменклатура

Перш чым вызначыць допускі, Вам патрэбна агульная мова. Міжнародныя і рэгіянальныя стандарты вызначаюць абодва памер і геаметрычны ліццё допуску, Такім чынам, дызайнеры і ліцейныя вырабы могуць з дакладнасцю размаўляць.

ISO 8062 Ліццё талерантнасці (Ct) і геаметрычная талерантнасць да ліцця (Gct)

ISO 8062-3 вызначае Памерная талерантнасць да ліцця (DCT) класы з Ct1 праз CT16, дзе больш нізкія нумары КТ адпавядаюць больш жорсткім допуску. На практыцы:

• CT1 - CT4 (± 0,05–0,3 % вымярэння) Касцюм высокадакладнага аднаўлення і пастаянных лінейных дэталяў.
• CT5 - CT9 (± 0,1–0,8 %) распаўсюджвацца на інвестыцыі і снарадныя лісты.
• CT10 - CT14 (± 0,4–2,0 %) ахоплівайце розныя метады захопу пяску.
• CT15 - CT16 (± 2,5–3,5 %) падаваць вельмі вялікія альбо некрытычныя адліванні.

Напрыклад, на а 200 мм функцыя:

• А CT4 Частка можа ўтрымліваць ± 0,6 мм,
• У той час CT12 пясчанае ліццё можа дазволіць ± 4 мм.

Дапаўняючы КТ -ацэнкі, ISO 8062-2 вызначае Геаметрычныя допускі ліцця (Gct)- Выкрыццё формы (плоская, кругласць), арыентацыя (перпендыкулярнасць, паралелізм), і пазіцыю (сапраўднае становішча).

Кожны клас GCT (G1 - G8) Пласты геаметрычны кантроль на намінальным канверце CT -мер.

Рэгіянальны & Тэхнічныя характарыстыкі галіны

У той час як ISO забяспечвае глабальную аснову, Многія галіны даведваюцца з улікам стандартаў:

Nadca (Асацыяцыя ліцця паўночнаамерыканскага памерці):

• Нармальны цярплівасць: ± 0,25 мм на 100 мм (прыблізна. ISO CT3 -CT4).
• Дакладнасць цярплівасць: ± 0,10 мм на 100 мм (прыблізна. ISO CT1 - CT2).
• NADCA таксама вызначае асобныя класы для вышыня, адтуліна, і плоская допускі, характэрныя для марудных матэрыялаў, такіх як цынк, алюміній, і магній.

Sfsa 2000 (Таварыства Амерыкі заснавальнікаў сталі):

• Забяспечвае допускі да расцяжэння пяску ў дыяпазоне ± 0,4–1,6 мм на 100 мм, у залежнасці ад тыпу цвілі (Зялёная пясок супраць. Смала ўзамен).
• Яго табліцы прыблізна адпавядаюць ISO CT11 - CT13.

BS 6615 (Брытанскі стандарт для ліцейнага завода)

• Вокладкі пясок, шкарлупіна, і інвестыцыя працэсы.
• Тыповыя дапамогі:

• • Пясчанае ліццё ± 0,5–2,0 мм/100 мм (CT11 - CT14)
  • Ракавіна ± 0,2–0,8 мм/100 мм (CT8 - CT12)
  • Кастынг інвестыцый ± 0,1–0,5 мм/100 мм (CT5 - CT9)

3. Стол талерантнасці да ліцця (адзінка: мм)

У наступнай табліцы прыведзены максімальныя агульныя значэнні талерантнасці для розных класаў КТ (КАСТАВАННЕ КАСТАВАННЯ КТ1 - CT16) У розных дыяпазонах асноўных памераў.

4. Агляд асноўных працэсаў ліцця

Працэсы ліцця падпадаюць на тры шырокія катэгорыі -выдаткі -молд, пастаянны і пад ціскам, і Спецыяльныя метады- прапануючы розныя магчымасці талерантнасці, Аздабленне паверхні, і структуры выдаткаў.

Выдатныя метады

Кастынг з зялёнай пясочнай пюрэ

Кастынг зялёнай пясочнай пясок застаецца самым эканамічным і гнуткім метадам для вялікіх ці простых частак.

Ліцейныя вырабы змешваюць крэмнійскі пясок, гліна, і вільгаць, каб утварыць формы, якія даюць тыповыя ISO CT11 - CT14 допускі - пра ± 0,5–2,0% любога дадзенага вымярэння (Г.зн., ± 0,5–2,0 мм 100 мм).

Аздабленне паверхні звычайна складае RA 6–12 мкм, і кошт інструментаў застаецца нізкай (часта <$500 за шаблон).

Хімічна звязаны & Пясок без пяку

Мадэрнізацыя да смалы альбо без пяшчаных пяшчаных формаў падцягвае допускі да допуску CT9 - CT12 (± 0,3–1,2%), паляпшае трываласць цвілі, і памяншае вымыванне.

Шурпатасць паверхні падае да RA 3-6 мкм, Зрабіць гэтыя метады добра падыходзіць для частак сярэдняй камплектуючы.

Інвестыцыя (Страчаны WAX) Ліццё

Інвестыцыйнае ліццё, Таксама вядомы як Lost-Wax, вырабляе складаныя формы і тонкія сцены з CT5 - CT9 допускі - набліжаюцца ± 0,1–0,5% (± 0,1–0,5 мм на 100 мм).

Яго Выдатная аздабленне паверхні (RA 0,8-2,0 мкм) і здольнасць падтрымліваць дробныя дэталі апраўдваць больш высокія выдаткі на інструмент (Часта 2000 долараў - 10 000 долараў за шаблон) у аэракасмічнай прасторы, медычны, і прамысловыя прыкладанні высокага класа.

Страчаная пена кастынг

Страчаная пена кастынг спалучае расходныя ўзоры з незаўважаным пяском, прапанова CT10 - CT13 магчымасці (± 0,4–1,5%).

Пакуль аздабленне паверхні (RA 4-8 мкм) і памерлы кантроль падае паміж зялёнай пяском і інвестыцыйным ліццём, Гэты метад пераўзыходзіць вытворчасць комплексу, Асамблеі з поўнымі вырабамі без стрыжняў.

Пастаянны ўвід & Метады, якія кіруюцца ціскам

Памерці кастынг (Гарачы & Халодная камера)

Памерці кастынг дае самыя жорсткія дапушчальныя допускі-CT1 - CT4, або ± 0,05–0,3% вымярэння (± 0,05–0,3 мм на 100 мм).

Тыповыя дыяпазоны аздаблення паверхні RA 0,5-1,5 мкм. Высокія папярэднія выдаткі на інструмент (Часта 10 000 долараў - 200 000 долараў за памер) Аплаціце ў цыкл часоў больш, чым 15–60 секунд і выдатная паўтаральнасць для алюмінія, цынк, і дэталі магнію.

Гравітацыя памерці & Кастынг нізкага ціску

Гравітацыя і нізкае ціск запіваюць, з выкарыстаннем металічных формаў для шматразовага выкарыстання, дасягаць CT2-T6 tolerances (± 0,1–0,5%) з RA 1-4 мкм аздабленне.

Таму што яны працуюць без высокай хуткасці ўпырску, Гэтыя метады памяншаюць сітаватасць і ўмацоўваюць кампаненты - асабліва ў прыкладаннях аўтамабільных колаў і помпаў.

Спецыяльныя метады

Цэнтрабежнае ліццё

Спінінг формы пры 200-2000 абаротаў у хвіліну, Цэнтрабежныя сілы ліцця расплаўлены метал вонкі, вырабляючы шчыльныя трубы сцены і кольцы. Радыяльная талерантнасць трапляе CT3– CT8 (± 0,1–0,5%).

Аздабленне паверхні звычайна сядзіць у RA 3-8 мкм, і накіраванае астуджэнне ўзмацняе механічныя ўласцівасці ў падшыпніках і трубаправодах.

Тынк & Керамічная ліццё цвілі

Тынкоўкі і керамічныя формы - паасобна выкарыстоўваюцца для мастацтва, ювелірныя вырабы, і аэракасмічныя дэталі невялікіх партый-прадугледжаныя CT6 - CT9 tolerances (± 0,2–0,8%) і RA 2-5 мкм аздабленне.

Хоць павольней і даражэй, чым пясок, У гэтых працэсах размяшчаюцца дробныя дэталі і спецыяльныя сплавы.

5. Магчымасці талерантнасці шляхам працэсу ліцця

У гэтым раздзеле, Мы прадстаўляем кансалідаваны выгляд тыповага кожнага працэсу ISO 8062 КТ клас,

яго адпаведны лінейная талерантнасць (У працэнтах памераў і ў міліметрах на 100 мм), і прадстаўнік аздабленне паверхні.

6. Фактары, якія ўплываюць на допускі ліцця

Дапушчальныя допускі не з'яўляюцца фіксаванымі ўласцівасцямі працэсу - яны вынікаюць з складанай узаемадзеяння паміж матэрыяльнымі паводзінамі, Дызайн інструментаў, Параметры працэсу, і частка геаметрыі.

Матэрыяльныя ўласцівасці

Тып металу або сплаву непасрэдна ўплывае на ўсаджванне, Цярплівасць, і мерную стабільнасць.

• Каэфіцыент цеплавога скарачэння: Металы скарачаюцца пры астуджэнні. Напрыклад:

• • Шэры жалеза: ~ 1,0%
  • Алюміній сплавы: ~ 1,3%
  • Цынкавыя сплавы: ~ 0,7%
  • Сталь: ~ 2,0% (залежыць ад утрымання вугляроду)

Больш высокае ўсаджванне прыводзіць да больш вымяральнага адхілення, калі гэта не кампенсавана дызайнам інструментаў.

• Цякучасць і паводзіны застывання:

• • Металы з Вышэйшая цякучасць (e.g., алюміній, бронза) больш дакладна запоўніце формы.
  • Хуткае зацвярдзенне У тонкіх участках або металах з нізкай мітуснёй могуць выклікаць пустэчы і няроўнае ўсаджванне.

• Легучыя эфекты:

• • Крэмнім у чыгунным жалезе паляпшае цякучасць, але таксама павялічвае пашырэнне.
  • Нік і хром павышэнне памеру ўстойлівасці ў сталях.

Зменныя цвілі і інструменты

Сістэма цвілі часта з'яўляецца самым найбуйнейшым удзельнікам змены памераў.

• Дакладнасць малюнка:

• • З ЧПУ-махіна Шаблоны дасягаюць значна лепшай талерантнасці, чым ручныя вырабы.
  • Нашэнне з цягам часу дэградуе дакладнасць-асабліва ў адліваным пяску з вялікім аб'ёмам.

• Працяглыя куты:

• • Патрабуецца, каб вызваліць кастынг з формы, Тыповыя куты ёсць:

• • • 1° -3 ° для знешніх паверхняў
    • 5° -8 ° для ўнутраных паражнін

• • Празмерны праект дадае пераменныя змены і трэба ўлічваць.

• Жорсткасць і пашырэнне цвілі:

• • Пясчаныя формы з'яўляюцца сціскальнымі і пашыраюцца пад спякотам, што ўплывае на допускі.
  • Металічныя паміраюць (У ліцці памерці) больш вымяральна стабільныя, Падтрымка больш жорсткіх допуску.

• Цеплаправоднасць:

• • Хуткае астуджэнне (e.g., металічныя формы) мінімізуе скажэнне.
  • Павольнае астуджэнне (e.g., керамічныя альбо тынкоўкі) Дазваляе больш часу для скарачэння матэрыялаў і дэфармацыі.

Параметры працэсу

Як метал наліваецца, застыраваны, і астуджаецца значна змяняе канчатковыя памеры.

• Тэмпература налівання:

• • Перагрэў павялічвае эрозію цвілі і перабольшвае ўсаджванне.
  • Паніжэнне прыводзіць да дрэннай напаўнення цвілі і халодных закрыццяў.

• Зарастанне і стаянне дызайну:

• • Дрэнны рашотка можа выклікаць турбулентнасць і заход на паветра, што прыводзіць да сітаватасці і скажэнняў.
  • Недастатковыя стаякі прыводзяць да ўсаджвання паражнін, якія зніжаюць геаметрычную цэласнасць.

• Хуткасць астуджэння і кантроль зацвярдзення:

• • Такія метады, як астудзіцца, вентыляцыя, і кантралююцца зоны астуджэння Дапамажыце ўдакладніць дакладную дакладнасць.
  • У больш тоўстых раздзелах, можа выклікаць нераўнамернае зацвярджэнне дыферэнцыяльнае ўсаджванне і фармацыя.

• Таўшчыня і складанасць раздзела:

• • Тонкія раздзелы астынуць хутчэй, што прыводзіць да меншага памеру збожжа і лепшага памеру.
  • Складаныя геаметрыі з рознай таўшчынёй сценкі схільныя Гарачыя кропкі і Унутраныя стрэсы, ўплывае на канчатковую форму.

Памер часткі і геаметрыя

Больш буйныя часткі назапашваюць больш цеплавыя і механічныя напружанні, што прыводзіць да павелічэння скажэнняў:

• А 1000 мм сталёвы ліццё Можа змяняцца ± 3–5 мм, у той час 100 мм алюмініевая частка можа падтрымліваць ± 0,1 мм з інвестыцыйным ліццём.
• Асіметрычныя часткі часта перакручваюцца з -за незбалансаванага астуджэння і няроўнага металічнага патоку.
• Уключаючы раўнамерная таўшчыня сценкі, рэбра, і круглявыя пераходы павышае прадказальнасць вымярэння.

Зводная табліца - ключавыя фактары & Тыповыя наступствы

Фактар	Тыповы ўплыў на талерантнасць
Цеплавая ўсаджванне матэрыялу	+0.7% да +2.5% адхіленне ад вымярэння цвілі
Дакладнасць малюнка (Кіраўніцтва супраць ЧПУ)	± 0,5 мм да ± 0,05 мм
Патрабаванне да кута праекта	Дадае 0,1–1 мм на 100 мм глыбіні
Выліванне тэмпературнага адхілення (± 50 ° С)	Да ± 0,2 мм памерам
Варыяцыя таўшчыні сцен	Можа выклікаць ± 0,3–0,6 мм
Пашырэнне цвілі (Пясок супраць металу)	± 0,1 мм да ± 1,0 мм у залежнасці ад тыпу цвілі

7. Дапамогі па малюнку і дызайне цвілі

Для дасягнення канчатковых допуску, Дызайнеры будуюць у пэўных надбаўках:

• Дапаможнік па ўсаджванні: Дадайце 1,0–1,3 мм на за 100 мм для алюмінія, 1.0 мм/100 мм для жалеза.
• Праект дапамогі: 1° -3 ° конус на вертыкальны твар.
• Перадача апрацоўкі: 1–3 мм (у залежнасці ад працэсу і функцыі крытычнасці).
• Скажэнне & Трэсці: Дадатковыя 0,5–1,0 мм у тонкіх сценах, каб супрацьстаяць узору і скажэнні.

Да старанна Прымяненне гэтых значэнняў, Інжынеры гарантуюць, што AS-Cast Doverize пазіцыянуе крытычныя памеры ў жаданае акно допуску.

8. Дызайн для кантролю талерантнасці

Эфектыўны дызайн мінімізуе разрыў паміж памерамі AS-Cast і гатовым:

• Блізкая сеткавая форма: Мэта забяспечыць функцыі ў межах ± 10% ад канчатковага памеру, зніжэнне апрацоўкі 70%.
• Gd&T засяродзіцца: Прымяніць жорсткія элементы кіравання толькі на крытычныя інтэрфейсы; Дазвольце допуску КТ на некрытычных паверхнях.
• Кіраўніцтва па геаметрыі: Выкарыстоўвайце шчодрыя філе (>1 мм радыус), раўнамерная таўшчыня сценкі (≤10 мм Варыянт), і стратэгічна размешчаныя рэбры, каб абмежаваць скажэнне.

Падобны наўмысны дызайн функцый Дапамагае кастынгам падымацца бліжэй да мэтавай геаметрыі, Захаванне як кошту, так і якасці.

9. Інспекцыя і забеспячэнне якасці

CMMS, Лазерныя сканеры, і сістэмы КТ дазваляюць хутка, Вымярэнне высокай шчыльнасці:

• Веерн & Мікраметр: Хуткае "праверку" для праверкі першага праходу.
• CMM/аптычнае сканаванне: Адлюстраванне поўнага поля супраць мадэляў CAD; Тыповая нявызначанасць: ± 0,005 мм.
• КТ сканаванне: Пацвярджае ўнутраную геаметрыю, Размеркаванне пары, і аднастайнасць таўшчынёй сцен.

Планы якасці павінны ўключаць Першая інспекцыя артыкула (Фаі), PPAP для аўтамабільнай, або Розум адбор (e.g., Розум 1.0) Для прабегу з высокім аб'ёмам.

Аналіз каранёў нацэлены на экскурсіі па талерантнасці - з -за змены цвілі, цеплавое скажэнне, альбо ўзор зносу.

10. Статыстычны працэс працэсу

Каб колькасна ацаніць здольнасць аперацыі па кастынгу да задавальнення талерантнасці:

• Вылічваць Cp (Працэс патэнцыял) і Cpk (Прадукцыйнасць працэсу) каштоўнасці; імкнуцца CP ≥1,33 і CPK ≥1,0 Для надзейнага кантролю талерантнасці.
• Ужываць SPC графікі для кантролю за крытычнымі параметрамі ліцця: цвёрдасць цвілі, тэмпература налівання, і тэндэнцыі вымярэнняў.
• Выконваць Лань (Дызайн эксперыментаў) для вызначэння ключавых фактараў і аптымізацыі захопу, Ушчыльненне цвілі, і хуткасць астуджэння.

11. Conclusion

Допускі ліцця ўяўляюць сабой крытычны Nexus намеру дызайну, Магчымасць працэсу, і эканамічная рэальнасць.

Шляхам абгрунтавання рашэнняў у ISO 8062 КТ ацэнкі, выраўноўванне з Nadca або Sfsa патрабаванні, і ўключэнне належнага Дапамогі па ўзоры, Інжынеры і ліцейныя вытворчасці могуць дастаўляць дэталі, якія адпавядаюць як мэтам прадукцыйнасці, так і ў бюджэце.

Moreover, строгі агляд, Статыстычны кантроль, і новыя лічбавыя тэхналогіі-Ад 3D-друкаваных пясчаных формаў да мадэлявання ў рэжыме рэальнага часу-узмацняюць допускныя допускі і памяншэнне дарагой апрацоўкі ўніз па плыні.

У канчатковым рахунку, Правая стратэгія талерантнасці гарантуе, што ваш акцёрскі кампанент плаўна пераходзіць ад крамы да зборачнай лініі, своечасова, па бюджэце, і ў межах спецыфікацыі.