تحمل تحمل توسط فرآیندهای مختلف ریخته گری

الف تحمل انحراف مجاز بین اندازه اسمی و واقعی یک ویژگی را مشخص می کند.

به عنوان مثال, تحمل 0.5 میلی متر در یک 100 ابعاد MM به این معنی است که قسمت تمام شده ممکن است در هر نقطه بین اندازه گیری شود 99.5 میلی متر و 100.5 میلی متر.

چنین تأثیرات دقیق مؤلفه مناسب, عملکرد مکانیکی, و قابلیت اطمینان مونتاژ.

در عین حال, هر دهم از یک میلی متر تراشیده بودجه تحمل می تواند هزینه قالب را 10-20 ٪ افزایش دهید, نرخ قراضه را تا حداکثر افزایش دهید 15%, و دو تا چهار هفته اضافه کنید زمان سرب ابزار.

این مقاله طیف وسیعی از فرآیندهای ریخته گری را بررسی می کند - از سبز به دایکستینگو قابلیت تحمل معمولی آنها را کم می کند.

ما همچنین مرور خواهیم کرد ISO 8062 و سایر استانداردهای صنعت, رئوس مطالب لازم الگوی و کمک هزینه ماشینکاری,

و توصیه می کند بازرسی و پیش پردازش آماری - کنترل روش هایی که به شما در ایجاد تعادل بهینه بین هزینه و دقت کمک می کنند.

1. درک تحمل در ریخته گری

قبل از انتخاب یک فرآیند, این مفاهیم بنیادی را روشن کنید:

• تحمل آیا کل مجاز در یک بعد است.
• کمک هزینه آیا بزرگ یا اندازه گیری عمدی است که برای کاهش انقباض ساخته شده است, پیش نویس, یا ماشینکاری بعدی.
• متناسب نحوه تعامل دو قسمت جفت گیری را توصیف می کند, اعم از ترخیص (سست) به تداخل متناسب است (تنگ).

علاوه بر این, تحمل های ریخته گری ممکن است باشد خطی (به عنوان مثال, ± 0.5 میلی متر) یا هندسی (به عنوان مثال, دایره, عمدت), تعریف شده با استفاده از جی دی&تی نمادها.

به یاد داشته باشید: هر کلاس تحمل شما مشخص می کنید می توانید به هزینه های ملموس و تأثیرات برنامه ای ترجمه کنید.

در نتیجه, برنامه ریزی دقیق مقدماتی - که با قابلیت های شریک تولید شما مطابقت دارد - سود سهام در کیفیت و کل هزینه مالکیت را ارائه می دهد.

2. استاندارد و نامگذاری

قبل از تعیین تحمل, شما به یک زبان مشترک احتیاج دارید. استانداردهای بین المللی و منطقه ای هر دو را تعریف می کنند ابعادی و هندسی تحمل بازیگران, بنابراین طراحان و ریخته گری می توانند با دقت صحبت کنند.

ISO 8062 تحمل (سی تی) و تحمل ریخته گری هندسی (GCT)

ISO 8062-3 تعریف کردن تحمل ریخته گری بعدی (DCT) نمرات از CT1 از طریق CT16, جایی که تعداد CT پایین تر با تحمل های محکم تر ریخته شده مطابقت دارد. در عمل:

• CT1 - CT4 (0.05-0.3 % از بعد) کت و شلوار با دقت بالا و قطعات دارای رنگ آمیزی دائمی.
• CT5 -CT9 (0.1-0.8 %) برای سرمایه گذاری و ریخته گری های پوسته پوسته اعمال کنید.
• CT10 - CT14 (0.4-2.0 %) روشهای مختلف ریخته گری شن و ماسه را بپوشانید.
• CT15 - CT16 (2.5-3.5 %) در خدمت ریخته گری های بسیار بزرگ یا غیر بحرانی.

به عنوان مثال, در الف 200 ویژگی MM:

• الف CT4 قسمت ممکن است نگه داشته شود 0.6 میلی متر,
• در حالی که CT12 ریخته گری شن ممکن است اجازه دهد 4 میلی متر.

تکمیل نمرات CT, ISO 8062-2 تعریف کردن تحمل بازیگران هندسی (GCT)- فرم پوشانده (صافی, دایره), جهت گیری (عمدت, موازی سازی), و موقعیت (موضع واقعی).

هر درجه GCT (G1 -G8) لایه های کنترل هندسی روی پاکت ابعادی CT اسمی.

منطقه ای & مشخصات صنعت

در حالی که ISO یک چارچوب جهانی را فراهم می کند, بسیاری از صنایع استانداردهای متناسب:

ناپته (انجمن ریخته گری آمریکای شمالی):

• عادی تحمل: 0.25 میلی متر در هر 100 میلی متر (تقریباً. ISO CT3 -CT4).
• دقت تحمل: 0.10 میلی متر در هر 100 میلی متر (تقریباً. ISO CT1 -CT2).
• NADCA همچنین کلاسهای جداگانه ای را برای ارتفاع, سوراخ, و صافی تحمل های خاص برای مواد ریخته شده مانند روی, آلومینیوم, و منیزیم.

SFSA 2000 (انجمن بنیانگذاران فولاد آمریکا):

• تحمل شن و ماسه را فراهم می کند ± 0.4-1.6 میلی متر در هر 100 میلی متر, بستگی به نوع قالب دارد (ماسه سبز در مقابل. دارای رزین پیوند شده).
• جداول آن تقریباً مطابق با ISO CT11 -CT13.

جبهه 6615 (استاندارد انگلیس برای ریخته گری)

• پوشش شن و ماسه, پوسته, و سرمایه گذاری فرآیندها.
• کمک هزینه های معمولی:

• • ریخته گری شن و ماسه 0.5-2.0 میلی متر در 100 میلی متر (CT11 -CT14)
  • ریخته گری پوسته 0.2-0.8 میلی متر در 100 میلی متر (CT8 -CT12)
  • ریخته گری سرمایه گذاری 0.1-0.5 میلی متر در 100 میلی متر (CT5 -CT9)

3. جدول تحمل ریخته گری (واحد: میلی متر)

در جدول زیر حداکثر مقادیر تحمل کل برای نمرات مختلف CT ذکر شده است (درجه بندی تحمل درجه CT1 -CT16) در محدوده های مختلف مختلف.

4. نمای کلی فرآیندهای اصلی ریخته گری

فرآیندهای ریخته گری در سه دسته گسترده قرار می گیرند -قابل تحمل -, دائمی - تحمل/فشار - محور, و تکنیک های تخصصی- هرکدام توانایی های تحمل متمایز را ارائه می دهند, پرداخت های سطحی, و ساختار هزینه.

روشهای قابل استفاده

ریخته گری سبز سبز

ریخته گری ماسه سبز اقتصادی ترین و انعطاف پذیر ترین روش برای قطعات بزرگ یا ساده است.

ریخته گری ماسه سیلیس را مخلوط می کند, خاک رس, و رطوبت برای تشکیل قالب هایی که به طور معمول به دست می آورند ISO CT11 -CT14 تحمل - درباره 0.5-2.0 ٪ از هر ابعاد مشخصی (یعنی, 0.5-2.0 میلی متر در 100 میلی متر).

سطح سطح به طور کلی دامنه RA 6-12 میکرومتر, و هزینه ابزار کم باقی می ماند (اغلب <$500 در هر الگوی).

از نظر شیمیایی & ماسه بدون پخت

ارتقاء به قالب های ماسه ای با رزین یا بدون پخت ، تحمل را محکم می کند CT9 -CT12 (± 0.3-1.2 ٪), قدرت قالب را بهبود می بخشد, و شستشو را کاهش می دهد.

زبری سطح به RA 3-6 میکرومتر, ساخت این روش ها برای قطعات با ترکیب متوسط ​​که در آن دقت شن و ماسه سبز حاشیه ای را اثبات می کند.

سرمایه گذاری (موم گمشده) ریخته گری

ریخته گری سرمایه گذاری, همچنین به عنوان موم گمشده شناخته می شود, اشکال پیچیده و دیواره های نازک با CT5 -CT9 تحمل - تقریباً 0.1-0.5 ٪ (0.1-0.5 میلی متر در هر 100 میلی متر).

آن پرداخت سطح عالی (RA 0.8-2.0 میکرومتر) و امکان حفظ جزئیات خوب توجیه هزینه های ابزار بالاتر (اغلب 2000 دلار - 10،000 دلار در هر الگوی) در هوافضا, پزشکی, و کاربردهای صنعتی پیشرفته.

بازیگران گمشده

بازیگران گمشده الگوهای قابل هزینه را با شن و ماسه بدون پیوند ترکیب می کند, ارائه دهنده CT10 - CT13 قابلیت ها (0.4-5 ± 5.5 ٪).

در حالی که سطح پایان می یابد (RA 4-8 میکرومتر) و کنترل ابعادی بین ریخته گری سبز و سرمایه گذاری سقوط می کند, این روش در تولید پیچیده برتری دارد, مجامع تک تکه ای بدون هسته.

وابسته به & روشهای فشار محور

دایکستینگ (گرم & اتاق سرد)

دایکستینگ محکم ترین تحمل به عنوان ریخته گری-CT1 - CT4, یا 0.05-0.3 ٪. از بعد (0.05-0.3 میلی متر در هر 100 میلی متر).

دامنه های پایان سطح معمولی RA 0.5-1.5 میکرومتر. هزینه های ابزار بالایی بالا (غالباً 10،000 - 200،000 دلار در هر مرگ) پرداخت کردن چرخه به سرعت 15-60 ثانیه و تکرارپذیری عالی برای آلومینیوم, روی, و قطعات منیزیم.

گرانش می میرد & ریخته گری کم فشار

گرانش و ریخته گری کم فشار, با استفاده از قالب های فلزی قابل استفاده مجدد, بدست آوردن CT2-T6 تحمل ها (0.1-0.5 ٪) با RA 1-4 میکرومتر پایان.

زیرا آنها بدون سرعت تزریق زیاد کار می کنند, این روش ها تخلخل را کاهش می دهد و اجزای آن را تقویت می کند - به ویژه در کاربردهای چرخ و پمپ خودرو.

تکنیک های تخصصی

ریخته گری

با چرخش قالب در 200-2000 دور در دقیقه, ریخته گری گریز از مرکز فلز مذاب به بیرون, تولید دیوارها و حلقه های لوله متراکم. تحمل شعاعی در CT3 - CT8 (0.1-0.5 ٪).

پایان سطح به طور معمول در RA 3-8 میکرومتر, و خنک کننده جهت باعث افزایش خواص مکانیکی در یاتاقان های سنگین و لوله کشی می شود.

گچ & ریخته گری قالب سرامیکی

گچ و قالبهای سرامیکی - که به شدت برای هنر استفاده می شود, جواهرات, و قطعات هوافضا باکتری کوچک-ارائه CT6 -CT9 تحمل ها (0.2-0.8 ٪) و RA 2-5 میکرومتر پایان.

اگرچه کندتر و گرانتر از شن و ماسه, این فرآیندها دارای جزئیات خوب و آلیاژهای خاص هستند.

5. قابلیت تحمل با فرآیند ریخته گری

در این بخش, ما یک دیدگاه تلفیقی از معمولی هر فرآیند ارائه می دهیم ISO 8062 درجه CT,

مربوطه است تحمل خطی (به عنوان درصدی از ابعاد و در میلی متر 100 میلی متر), و یک نماینده پرداخت سطح.

6. عوامل مؤثر بر تحمل ریخته گری

تحمل ریخته گری خصوصیات ثابت یک فرآیند نیست - آنها ناشی از یک تعامل پیچیده بین رفتار مادی هستند, طرح ابزاری, پارامترهای پردازش, و هندسه بخشی.

خواص مواد

نوع فلز یا آلیاژ مستقیماً بر کوچک شدن تأثیر می گذارد, جریان پذیری, و ثبات ابعادی.

• میزان انقباض حرارتی: فلزات هنگام خنک شدن کوچک می شوند. به عنوان مثال:

• • آهن: 1.0 ~
  • آلومینیوم آلیاژها: 1.3 ~
  • آلیاژهای روی: 0.7 ~
  • فولاد: 2.0 ~ (با محتوای کربن متفاوت است)

انقباض بالاتر منجر به انحراف بعدی بیشتر می شود مگر اینکه با طراحی ابزار جبران شود.

• سیالیت و رفتار جامد سازی:

• • فلزات با سیالیت بالاتر (به عنوان مثال, آلومینیوم, برنز) قالب ها را دقیق تر پر کنید.
  • استحکام سریع در بخش های نازک یا فلزات کم با فیس می توانند باعث ایجاد حفره و انقباض ناهموار شوند.

• اثرات آلیاژ:

• • سیلیکون در چدن باعث افزایش سیالیت می شود اما گسترش را نیز افزایش می دهد.
  • نیکل و کروم ثبات بعدی در فولادها را تقویت کنید.

متغیرهای قالب و ابزار

سیستم قالب اغلب بزرگترین نقش در تنوع بعدی به عنوان ریخته گری است.

• دقت الگو:

• • دارای محاسبات CNC الگوهای تحمل به مراتب بهتر از مدل های دست ساز دست می یابند.
  • پوشیدن به مرور زمان ، دقت را به ویژه در ریخته گری شن و ماسه با حجم بالا کاهش می دهد.

• زاویه های پیش نویس:

• • لازم است ریخته گری را از قالب آزاد کند, زوایای معمولی هستند:

• • • 1° -3 درجه برای سطوح خارجی
    • 5° -8 درجه برای حفره های داخلی

• • پیش نویس بیش از حد تنوع بعدی را اضافه می کند و باید حساب شود.

• استحکام و گسترش قالب:

• • قالبهای شن و ماسه فشرده شده و در زیر گرما گسترش می یابند, که بر تحمل تأثیر می گذارد.
  • فلز می میرد (در ریخته گری) از نظر ابعادی پایدار هستند, حمایت از تحمل های محکم تر.

• هدایت حرارتی:

• • خنک کننده سریع (به عنوان مثال, قالب های فلزی) اعوجاج را به حداقل می رساند.
  • خنک کننده آهسته (به عنوان مثال, قالب های سرامیکی یا گچ) زمان بیشتری را برای انقباض و تغییر شکل مادی فراهم می کند.

پارامترهای فرآیند

چگونه فلز ریخته می شود, محکم, و خنک کننده ابعاد نهایی را به طور قابل توجهی تغییر می دهد.

• ریختن دما:

• • گرمای بیش از حد باعث افزایش فرسایش قالب و اغراق می شود.
  • گرم شدن منجر به پر کردن قالب ضعیف و خاموش شدن سرد می شود.

• طراحی دروازه و بلند:

• • دروازه ضعیف می تواند باعث آشفتگی و گرفتگی هوا شود, منجر به تخلخل و اعوجاج می شود.
  • نخورده های کافی منجر به کوچک شدن حفره ها می شوند که باعث کاهش یکپارچگی هندسی می شوند.

• میزان خنک کننده و کنترل جامد سازی:

• • تکنیک هایی مانند لرز, دریچه, و مناطق خنک کننده کنترل شده کمک به اصلاح دقت بعدی.
  • در بخش های ضخیم تر, استحکام ناهموار ممکن است باعث شود انقباض دیفرانسیل و تاب برداشتن.

• ضخامت بخش و پیچیدگی:

• • بخش های نازک سریعتر خنک می شوند, در نتیجه اندازه دانه کوچکتر و کنترل بعدی بهتر.
  • هندسه های پیچیده با ضخامت دیواره های مختلف مستعد هستند نقاط داغ و استرسهای داخلی, بر شکل نهایی تأثیر می گذارد.

اندازه و هندسه

قطعات بزرگتر فشارهای حرارتی و مکانیکی بیشتری جمع می کنند, منجر به افزایش اعوجاج:

• الف 1000 ریخته گری فولاد MM ممکن است 3-5 میلی متر ± متفاوت باشد, در حالی که 100 قسمت آلومینیومی میلی متر می تواند 0.1 میلی متر پوند را با ریخته گری سرمایه گذاری حفظ کند.
• قطعات نامتقارن اغلب به دلیل خنک کننده نامتعادل و جریان فلزی ناهموار پیچیده می شوند.
• مستلزم ضخامت دیواره یکنواخت, دنده, و انتقال گرد پیش بینی بعدی را افزایش می دهد.

جدول خلاصه - عوامل کلیدی & تأثیرات معمولی

عامل	تأثیر معمولی بر تحمل
انقباض حرارتی مواد	+0.7% به +2.5% انحراف از بعد قالب
دقت الگو (دستی در مقابل CNC)	0.5 میلی متر تا 0.05 میلی متر واریانس واریانس
پیش نویس نیاز به زاویه	0.1-1 میلی متر در هر 100 میلی متر عمق
ریختن انحراف دما (50 درجه سانتیگراد)	حداکثر 0.2 میلی متر شیفت ابعاد
تغییر ضخامت دیواره	می تواند تحریف 0.3-0.6 میلی متر را ایجاد کند
گسترش قالب (شن و ماسه در مقابل فلز)	± 0.1 میلی متر تا 1.0 میلی متر بسته به نوع قالب

7. کمک هزینه در الگوی و طراحی قالب

برای دستیابی به تحمل های نهایی, طراحان در کمک هزینه های خاص می سازند:

• کمک هزینه کوچک: 1.0-1.3 میلی متر در هر 100 میلی متر برای آلومینیوم, 1.0 میلی متر/100 میلی متر برای آهن.
• پیش نویس کمک هزینه: 1° -3 درجه در هر صورت عمودی.
• کمک هزینه ماشینکاری: 1-3 میلی متر (بسته به فرآیند و ویژگی حساسیت).
• تحریف & لرزیدن: 0.5-1.0 میلی متر اضافی در دیواره های نازک برای مقابله با الگوی و اعوجاج.

توسط با دقت استفاده از این مقادیر, مهندسان اطمینان حاصل می کنند که به عنوان آبشار بزرگ ، ابعاد بحرانی را در پنجره تحمل دلخواه قرار می دهد.

8. طراحی برای کنترل تحمل

طراحی موثر شکاف بین ابعاد به عنوان ریخته شده و تمام شده را به حداقل می رساند:

• شکل نزدیک شبکه: هدف از ارائه ویژگی ها در 10 ٪ از اندازه نهایی, کاهش ماشینکاری توسط 70%.
• جی دی&تمرکز: کنترل های محکم را فقط در رابط های بحرانی اعمال کنید; تحمل درجه CT را در سطوح غیر مهم اجازه دهید.
• دستورالعمل هندسه: از فیله های سخاوتمندانه استفاده کنید (>1 شعاع MM), ضخامت دیواره یکنواخت (≤10 میلی متر تنوع), و دنده های استراتژیک برای محدود کردن اعوجاج.

اینقدر طراحی ویژگی عمدی کمک می کند تا بازیگران به هندسه هدف خود نزدیک شوند, حفظ هزینه و کیفیت.

9. بازرسی و تضمین کیفیت

CMM ها, اسکنر لیزر, و سیستم های CT Rapid را فعال می کنند, اندازه گیری با چگالی بالا:

• زاویه دار & میکرومتر: "بررسی های نقطه" سریع برای تأیید گذرگاه اول.
• CMM/اسکن نوری: نقشه برداری کامل در برابر مدل های CAD; عدم اطمینان معمولی: 0.005 میلی متر.
• سی تی اسکن: هندسه های داخلی را تأیید می کند, توزیع منافذ, و یکنواختی با ضخامت دیوار.

برنامه های با کیفیت باید شامل شود بازرسی مقاله اول (مدافع), PPAP برای خودرو, یا هوش نمونه گیری (به عنوان مثال, هوش 1.0) برای اجرای با حجم بالا.

تحلیل ریشه سفرهای تحمل را هدف قرار می دهد - چه به دلیل تغییر قالب, اعوجاج حرارتی, یا لباس الگوی.

10. قابلیت فرآیند آماری

برای تعیین کمیت توانایی عملیات ریخته گری خود در تحمل تحمل:

• محاسبه کردن CP (پتانسیل) و CPK (عملکرد) ارزش ها; هدف CP 1.33 و CPK ≥1.0 برای کنترل تحمل قوی.
• استفاده کنید SPC نمودارهایی برای نظارت بر پارامترهای مهم ریخته گری: سختی قالب, ریختن دما, و روند ابعاد.
• پیاده سازی کنید دله (طراحی آزمایشات) برای شناسایی عوامل کلیدی و بهینه سازی دروازه, تراکم قالب, و نرخ خنک کننده.

11. نتیجه گیری

تحمل های ریخته گری نشان دهنده یک است پیوند بحرانی قصد طراحی, قابلیت پردازش, و واقعیت اقتصادی.

با تصمیم گیری در ISO 8062 نمرات CT, تراز کردن با ناپته یا SFSA الزام, و ترکیب مناسب کمک هزینه الگوی, مهندسان و ریخته گری می توانند قطعاتی را ارائه دهند که هم اهداف عملکرد و هم در بودجه را برآورده کنند.

علاوه بر این, سخت بازرسی, کنترل آماری, و فن آوری های دیجیتال در حال ظهور-از قالب های شن و ماسه چاپ شده سه بعدی تا شبیه سازی در زمان واقعی-تحمل به عنوان چمدان و کاهش ماشینکاری گران قیمت پایین دست است.

در نهایت, استراتژی تحمل صحیح تضمین می کند که مؤلفه بازیگران شما به آرامی از فروشگاه الگوی به خط مونتاژ منتقل می شود, به موقع, در بودجه, و در مشخصات.