5 कास्टिंग में पैटर्न भत्ते के प्रकार

1. परिचय

पैटर्न भत्ते मौलिक हैं धातु कास्टिंग, यह सुनिश्चित करना कि अंतिम उत्पाद अंतर्निहित सामग्री और प्रक्रिया व्यवहार के बावजूद डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा करता है.

धातु की ढलाई सिकुड़न के अधीन है, थर्मल विस्तार, साँचे में घर्षण, और प्रसंस्करण के बाद की आवश्यकताएँ, उत्पादन से पहले जानबूझकर पैटर्न आयामों को संशोधित करना आवश्यक बना दिया गया है.

सही भत्तों को समझने और लागू करने से आयामी सटीकता में सुधार होता है, सतह खत्म, और यांत्रिक प्रदर्शन, स्क्रैप कम कर देता है, और उत्पादन क्षमता को अनुकूलित करता है.

2. पैटर्न भत्ते क्या हैं??

पैटर्न भत्ते कास्टिंग प्रक्रिया के दौरान होने वाले पूर्वानुमानित परिवर्तनों की भरपाई के लिए कास्टिंग पैटर्न में जानबूझकर किए गए आयामी समायोजन हैं.

जब पिघली हुई धातु जम जाती है और ठंडी हो जाती है, जैसे कारकों के कारण इसके आयाम मूल पैटर्न से बिल्कुल मेल नहीं खाते हैं संकुचन, विरूपण, साँचे में घर्षण, और पोस्ट-प्रोसेसिंग ऑपरेशन.

पैटर्न भत्ते यह सुनिश्चित करते हैं कि तैयार कास्टिंग डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा करती है.

संक्षेप में, पैटर्न भत्ते अंतर्निहित "सुधार" होते हैं जिन्हें किसी पैटर्न पर लागू किया जाता है:

• धातु सिकुड़न जमने के दौरान
• मशीनिंग या परिष्करण कार्य जो सामग्री को हटाता है
• मसौदा कोण आसान साँचे को हटाने के लिए आवश्यक
• विकृति या टेढ़ापन ठंडा करने के दौरान
• अतिरिक्त परतें कोटिंग्स से, चढ़ाना, या थर्मल उपचार

इन भत्तों की सावधानीपूर्वक गणना और कार्यान्वयन करके, फाउंड्रीज़ कास्टिंग का उत्पादन कर सकती हैं आयामी रूप से सटीक, कार्यात्मक, और लागत प्रभावी, यहां तक ​​कि जटिल आकृतियों या उच्च परिशुद्धता घटकों के लिए भी.

उचित रूप से डिज़ाइन किए गए भत्ते पुनः कार्य को कम करते हैं, स्क्रैप दरें, और समग्र उत्पादन दक्षता में सुधार होगा.

3. पैटर्न भत्ते के प्रकार

पैटर्न भत्ते हैं जानबूझकर आयामी संशोधन अंतिम कास्टिंग सुनिश्चित करने के लिए कास्टिंग पैटर्न पर लागू किया गया डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुरूप सटीक रूप से अनुरूप, क्षतिपूर्ति करें जमने के दौरान भौतिक व्यवहार, और समायोजित करें पोस्ट-कास्टिंग ऑपरेशन.
प्रत्येक प्रकार के भत्ते में एक है विशिष्ट उद्देश्य, कास्टिंग प्रक्रिया में विशिष्ट घटनाओं को संबोधित करना.
उचित रूप से डिज़ाइन किए गए भत्ते आवश्यक हैं दोषों को कम करना, पुनर्कार्य को कम करना, और कार्यात्मक प्रदर्शन सुनिश्चित करना कास्ट घटकों का.

संकोचन भत्ता

• उद्देश्य: क्षतिपूर्ति करने के लिए जमने और ठंडा होने के दौरान धातु का संकुचन.
  बिना सिकुड़न भत्ते के, कास्टिंग अपेक्षा से छोटी होगी, डिज़ाइन विशिष्टताओं को पूरा करने में संभावित रूप से विफल होना.
  सिकुड़न भत्ता सुनिश्चित करता है आयामी सटीकता, कार्यात्मक फिट, और संभोग भागों के साथ अनुकूलता.

  

• तंत्र:
  सिकुड़न भत्ता इसकी भरपाई करता है जमने और ठंडा होने के दौरान मात्रा में कमी.

• • तरल सिकुड़न: जैसे पिघली हुई धातु सॉलिडस तापमान तक ठंडी हो जाती है, परमाणु एक दूसरे के करीब आते हैं, जिसके कारण ए घनत्व में कमी.
    रिसर प्लेसमेंट यह सुनिश्चित करता है कि फीडरों से धातु पिघल जाए सिकुड़ते क्षेत्रों को पोषण देता है, कैविटी को रोकना.
  • ठोस सिकुड़न: आगे संकुचन तब होता है जब ठोस धातु परिवेश के तापमान तक ठंडी हो जाती है.
    पैटर्न ओवरसाइज़िंग इसके लिए जिम्मेदार है प्रारंभिक पैटर्न आयामों का विस्तार करना सामग्री-विशिष्ट संकोचन दरों के आनुपातिक रूप से.
  • थर्मल ग्रेडियेंट और अनुभाग मोटाई: मोटे हिस्से धीमी गति से ठंडे होते हैं, जिससे विभेदक संकुचन हो रहा है.
    उचित पैटर्न डिजाइन शामिल है परिवर्तनीय ओवरसाइज़िंग, पतले और मोटे क्षेत्रों में समान आयाम सुनिश्चित करना.

सामग्री-विशिष्ट संकोचन उदाहरण:

महत्व: सटीक संकोचन भविष्यवाणी दोषों को रोकता है सरंध्रता की तरह, दरारें, या मिसफिट, विशेष रूप से एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, और औद्योगिक घटक.

मशीनिंग भत्ता

• उद्देश्य: यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण सतहों पर अतिरिक्त सामग्री उपलब्ध कराना पोस्ट-कास्टिंग मशीनिंग को प्राप्त करता है सटीक अंतिम आयाम और सतह की गुणवत्ता.
  बिना मशीनिंग भत्ते के, कास्टिंग विफल हो सकती है आयामी सहिष्णुता सतह की खुरदरापन के कारण, साँचे में अनियमितताएँ, या मामूली संकोचन भिन्नताएँ.

  

• तंत्र:
  मशीनिंग भत्ता प्रदान करता है कार्यात्मक सतहों पर अतिरिक्त सामग्री क्षतिपूर्ति करने के लिए:

• • सतही अनियमितताएँ: रेत या निवेश सांचे खुरदरापन और छोटे आयामी विचलन पेश करते हैं. अतिरिक्त मोटाई अनुमति देती है सटीक सहनशीलता प्राप्त करने के लिए सामग्री को हटाना.
  • कास्टिंग के बाद सुधार: सिकुड़न विविधताएँ, मामूली विकृति, या मशीनिंग के दौरान स्थानीयकृत दोषों को ठीक किया जाता है, यह सुनिश्चित करना कि अंतिम ज्यामिति इंजीनियरिंग डिज़ाइन से मेल खाती हो.
  • पूर्वानुमानित निष्कासन: पैटर्न में शामिल हैं a पूर्व-गणना की गई मोटाई मोड़ने के लिए, पिसाई, या पीसना, एक समान मशीनिंग गहराई सुनिश्चित करना और ओवरकटिंग से बचना.

• विशिष्ट सीमा: 1सामग्री और सहनशीलता आवश्यकताओं के आधार पर -5 मिमी.
• प्रभाव: सुनिश्चित कार्यात्मक अखंडता गियर जैसे सटीक घटकों का, शाफ्ट, या flanges.

मसौदा भत्ता

• उद्देश्य: सक्षम करने के लिए पैटर्न का सुचारू और क्षति-मुक्त निष्कासन साँचे की गुहा से.
  ड्राफ्ट भत्ता रोकता है स्क्रैपिंग, उद्धत, या साँचे की दीवारों का टूटना, जिसके परिणामस्वरूप सतह दोष या आयामी अशुद्धियाँ हो सकती हैं.

• तंत्र:
  ड्राफ्ट भत्ता एक परिचय देता है ऊर्ध्वाधर या निकट-ऊर्ध्वाधर सतहों पर हल्का सा संकुचन पैटर्न का:

• • घर्षण में कमी: टेपर कम हो जाता है ठोस साँचे की दीवारों और पैटर्न के बीच घर्षण निष्कर्षण के दौरान.
  • मोल्ड क्षति को कम किया गया: फटने से बचाता है, खींच, या रेत के सांचों या शैल सांचों का टूटना, बनाए रखना गुहा अखंडता.
  • वर्दी हटाने वाली ताकतें: यह सुनिश्चित करता है कि पतली दीवारें और जटिल विशेषताएं चिपक न जाएं, अनुमति सुसंगत आयामी सटीकता एकाधिक कास्टिंग में.
  • कोण अनुकूलन: ड्राफ्ट कोण के आधार पर निर्धारित किया जाता है धातु का प्रकार, ढालना सामग्री, और दीवार की ऊंचाई, धातुओं के लिए आमतौर पर 1-3°, प्लास्टिक या रेजिन के लिए अधिक.

• प्रभाव: कम कर देता है अस्वीकृति दर, मोल्ड घिसाव को कम करता है, और अनुमति देता है उच्च पुनरावृत्ति उत्पादन में, विशेष रूप से जटिल या लंबी कास्टिंग के लिए.

विरूपण भत्ता

• उद्देश्य: क्षतिपूर्ति करने के लिए ज्यामितीय विरूपण के कारण असमान शीतलन, आंतरिक तनाव, या अंतर संकोचन.
  विरूपण भत्ता के बिना, लंबी या पतली दीवार वाली कास्टिंग विकृत हो सकती है, मोड़, या झुकना, के लिए अग्रणी मिसलिग्न्मेंट, विधानसभा मुद्दे, या अस्वीकृति.

• तंत्र:
  विरूपण भत्ता खाते के लिए असमान शीतलन या अवशिष्ट तनाव के कारण होने वाली विकृति:

• • तापीय संकुचन प्रवणता: चूंकि मोटे और पतले हिस्से अलग-अलग दर पर ठंडे होते हैं, आंतरिक तनाव विकृति या झुकने का कारण बन सकता है. पूर्व-विकृत पैटर्न अपेक्षित विकृति का प्रतिकार करते हैं.
  • तनाव मुक्ति: अनुमान लगाकर अवशिष्ट तनाव पैटर्न, पैटर्न जानबूझकर ज्यामिति के साथ डिज़ाइन किया गया है जो ठंडा होने के बाद वांछित आकार को पुनर्स्थापित करता है.
  • सिमुलेशन-संचालित समायोजन: आधुनिक फाउंड्रीज़ का उपयोग थर्मल और संरचनात्मक सिमुलेशन विरूपण की भविष्यवाणी करने और सटीक पैटर्न ऑफसेट की गणना करने के लिए.

• अनुप्रयोग: में गंभीर असममित घटक, बड़े फ़्रेम, और टरबाइन आवास.

रैपिंग भत्ता

• उद्देश्य: पता लगाने के लिए थोड़ा सा विस्तार या विकृति मोल्ड गुहाओं की वजह से पैटर्न हटाते समय बल लगाया गया (रैपिंग).
  इस भत्ते के बिना, पतली दीवारें या जटिल कोर हो सकते हैं ढहना या विकृत होना, आयामी सटीकता से समझौता.

• तंत्र:
  रैपिंग भत्ता इसकी भरपाई करता है यांत्रिक बलों के कारण गुहा का बढ़ना पैटर्न हटाने के दौरान:

• • बलपूर्वक स्थानांतरण: जब पैटर्न निकाला जाता है, ऊर्जा को साँचे की सामग्री में स्थानांतरित किया जाता है, साँचे की दीवारों को थोड़ा सा दबाना या खींचना.
  • सामग्री-विशिष्ट प्रतिक्रिया: ढीले रेत के सांचे या महीन शैल सांचे निष्कर्षण बलों के तहत ख़राब हो सकते हैं.
    पैटर्न है थोड़ा छोटा महत्वपूर्ण क्षेत्रों में ताकि गुहा रैपिंग के बाद डिजाइन आयामों से मेल खाए.
  • पतली दीवार सुरक्षा: सुनिश्चित करता है कि नाजुक विशेषताएं बरकरार रहें, रोकथाम टूटना या सतह की खामियाँ डिमोल्डिंग के दौरान.

• अनुप्रयोग: के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है हरे-रेत के सांचे और जटिल ज्यामिति.

कोटिंग या प्लेटिंग के लिए मशीनिंग या फिनिशिंग भत्ता

• उद्देश्य: को अतिरिक्त सामग्री उपलब्ध कराना भौतिक हानि की भरपाई करें दौरान सतह समापन, ELECTROPLATING, या कठोर लेप.
  यह सुनिश्चित करता है अंतिम कास्टिंग आयामी सहनशीलता के भीतर रहती है कोटिंग हटाने या जमाव के बाद.

• तंत्र:
  फिनिशिंग भत्ता यह सुनिश्चित करता है सतह के उपचार के दौरान हटाई गई सामग्री आयामी सटीकता से समझौता नहीं करती है:

• • सामग्री का जमाव या निष्कासन: विद्युत, चित्रकारी, या पॉलिश करने से सतह के आयाम बदल सकते हैं.
    पैटर्न पर अतिरिक्त मोटाई सुनिश्चित करती है अंतिम आयाम सहनशीलता के भीतर रहते हैं कोटिंग या फिनिशिंग के बाद.
  • वर्दी भत्ता: पैटर्न में शामिल हैं a परिकलित मार्जिन, सामान्यतः 0.05–0.2 मिमी, प्रक्रिया परिवर्तनशीलता को समायोजित करने के लिए.
  • कड़ी सहनशीलता के लिए महत्वपूर्ण: एयरोस्पेस के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण, ऑटोमोटिव, या सजावटी हिस्से जहां सतह की अखंडता और आयामी सटीकता आलोचनात्मक हैं.

• विशिष्ट मूल्य: 0.05कोटिंग के प्रकार और मोटाई के आधार पर -0.2 मिमी.
• अनुप्रयोग: ऑटोमोटिव ट्रिम, एयरोस्पेस घटक, या सजावटी हार्डवेयर की आवश्यकता है उच्च सतह गुणवत्ता और संक्षारण प्रतिरोध.

4. पैटर्न भत्ते को प्रभावित करने वाले कारक

पैटर्न भत्ते हैं जानबूझकर आयामी समायोजन यह सुनिश्चित करने के लिए कास्टिंग पैटर्न पर लागू किया जाता है कि अंतिम कास्टिंग डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा करती है.

भत्तों का परिमाण और प्रकार इनके संयोजन पर निर्भर करता है भौतिक गुण, ढलाई विधि, ज्यामिति, और प्रसंस्करण के बाद की आवश्यकताएँ.

भौतिक गुण

• थर्मल विस्तार और संकुचन: गर्म करने पर धातुएँ और मिश्रधातुएँ फैलती हैं और जमने पर सिकुड़ती हैं.
  स्टेनलेस स्टील और उच्च कार्बन स्टील जैसी उच्च पिघलने वाली मिश्र धातुओं को एल्यूमीनियम या जस्ता जैसी कम पिघलने वाली धातुओं की तुलना में अधिक संकोचन भत्ते की आवश्यकता हो सकती है।.
• एकत्रीकरण व्यवहार: महत्वपूर्ण तरल-से-ठोस संकुचन वाली सामग्री (उदा।, मैंगनीज स्टील, जस्ता) आंतरिक रिक्तियों या आयामी अशुद्धियों को रोकने के लिए सटीक भत्ते की आवश्यकता होती है.
• चरण परिवर्तन: मिश्र धातुएँ जो ठोस-अवस्था परिवर्तन से गुजरती हैं (उदा।, स्टील्स में पर्लाइट का निर्माण) अतिरिक्त सिकुड़न का अनुभव हो सकता है, भत्ते की गणना को प्रभावित करना.

कास्टिंग पद्धति

• सैंड कास्टिंग बनाम. धातु - स्वरूपण तकनीक: रेत के सांचे अधिक छिद्रपूर्ण और संपीड़ित होते हैं, अक्सर ड्राफ्ट भत्तों की आवश्यकता कम हो जाती है, जबकि कठोर सिरेमिक मोल्डों के साथ निवेश कास्टिंग के लिए सावधानीपूर्वक गणना की गई ड्राफ्ट और संकोचन भत्ते की आवश्यकता होती है.
• स्थायी बनाम. खर्च करने योग्य सांचे: खर्च करने योग्य सांचे (उदा।, हरा-रेत या खोया हुआ मोम) सिकुड़न और विरूपण दोनों के लिए बड़े भत्ते की आवश्यकता हो सकती है, जबकि स्थायी सांचे (स्टील या कच्चा लोहा) आयामी रूप से स्थिर हैं, सख्त सहनशीलता की अनुमति देना.

ज्यामिति और अनुभाग मोटाई

• जटिल आकार: पतली दीवारें, लंबी पसलियाँ, या गहरी गुहाओं के कारण असमान शीतलन और स्थानीयकृत सिकुड़न हो सकती है, विरूपण और रैपिंग भत्ते की आवश्यकता.
• अनुभाग भिन्नता: सेक्शन की मोटाई में बड़े अंतर के कारण अलग-अलग सिकुड़न हो सकती है; मोटे हिस्से धीमी गति से जमते हैं, संभावित रूप से सिंक के निशान पैदा कर रहा है, जबकि पतले हिस्से तेजी से ठंडे हो सकते हैं और कम सिकुड़ सकते हैं.

मशीनिंग और फिनिशिंग आवश्यकताएँ

• मशीनिंग भत्ते: वे हिस्से जो कास्टिंग के बाद मशीनिंग से गुजरेंगे (उदा।, निकला हुआ किनारा, असर वाली सतहें) अतिरिक्त सामग्री की आवश्यकता है, मिश्र धातु और मशीनिंग प्रक्रिया के आधार पर आमतौर पर 1-3 मिमी.
• कोटिंग या चढ़ाना भत्ते: कोटिंग्स की मोटाई की भरपाई के लिए अतिरिक्त भत्ते जोड़े जा सकते हैं, एक प्रकार का होना, या चढ़ाना संचालन.

संभालना और पैटर्न हटाना

• ड्राफ्ट भत्ते: पैटर्न में ड्राफ्ट कोण शामिल होने चाहिए ताकि मोल्ड गुहा को नुकसान पहुंचाए बिना मोल्ड से आसानी से हटाया जा सके.
  आवश्यक ड्राफ्ट साँचे के प्रकार और सामग्री के अनुसार भिन्न-भिन्न होता है: 1रेत के सांचों में धातुओं के लिए -3°, 2कठोर निवेश सांचों के लिए -5°.
• रैपिंग भत्ता: मोल्ड हटाने के दौरान अत्यधिक बल विरूपण का कारण बन सकता है; भत्ते इजेक्शन के दौरान मामूली साँचे की विकृतियों की भरपाई कर सकते हैं.

पर्यावरण और प्रक्रिया की शर्तें

• तापमान एवं आर्द्रता: रेत या प्लास्टर जैसी मोल्ड सामग्री नमी की मात्रा के साथ फैलती या सिकुड़ती है, आयामी सटीकता को प्रभावित करना.
• फाउंड्री प्रथाएँ: शीतलन दर, मोल्ड संघनन, और मोल्ड प्रीहीटिंग पैटर्न भत्ते को सूक्ष्मता से प्रभावित कर सकता है, विशेष रूप से उच्च परिशुद्धता या बड़े पैमाने पर कास्टिंग में.

5. सामान्य चुनौतियाँ और सर्वोत्तम प्रथाएँ

सटीक कास्टिंग सुनिश्चित करने के लिए पैटर्न भत्ते आवश्यक हैं, लेकिन इन्हें गलत तरीके से लगाने से नुकसान हो सकता है आयामी त्रुटियाँ, दोष के, और लागत में वृद्धि हुई.

6. निष्कर्ष

पैटर्न भत्ते हैं कास्टिंग की सफलता के लिए महत्वपूर्ण, आयामी सटीकता को सीधे प्रभावित करना, यांत्रिक प्रदर्शन, और विनिर्माण दक्षता.

**पांच प्राथमिक प्रकार-संकोचन को समझना और लागू करना, मशीनिंग, मसौदा, विरूपण, और रैपिंग/कोटिंग भत्ते—**इंजीनियरों और फाउंड्री पेशेवरों को उच्च गुणवत्ता का उत्पादन करने में मदद करता है, दोष रहित कास्टिंग.

आधुनिक सिमुलेशन और मजबूत गुणवत्ता नियंत्रण के साथ भत्तों को एकीकृत करना सुनिश्चित करता है सुसंगत, लागत प्रभावी उत्पादन, यहां तक ​​कि जटिल ज्यामिति और उच्च-प्रदर्शन सामग्री के लिए भी.

 

पूछे जाने वाले प्रश्न

सबसे महत्वपूर्ण पैटर्न अलाउंस क्या है?

सिकुड़न भत्ता सबसे महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह शीतलन के दौरान धातु के आयतन संकुचन को सीधे संबोधित करता है.

गलत सिकुड़न भत्ते के कारण कास्टिंग कम आकार की हो जाती है, जो अक्सर नष्ट हो जाते हैं या महंगी वेल्डिंग मरम्मत की आवश्यकता होती है.

सिकुड़न भत्ते की गणना कैसे की जाती है?

संकोचन भत्ता की गणना कास्टिंग के नाममात्र आयाम के रैखिक प्रतिशत के रूप में की जाती है:

पैटर्न आयाम = नाममात्र आयाम × (1 + सिकुड़न दर). उदाहरण के लिए, ए 100 मिमी ग्रे कच्चा लोहा भाग (1.0% संकुचन) एक की आवश्यकता है 101 मिमी पैटर्न.

ड्राफ्ट भत्ता क्यों आवश्यक है?

ड्राफ्ट भत्ता हटाने के दौरान मोल्ड क्षति और पैटर्न विरूपण को रोकता है.

बिना ड्राफ्ट के, पैटर्न और मोल्ड रेत के बीच घर्षण से रेत का क्षरण या पैटर्न टूट सकता है, दोषपूर्ण कास्टिंग के लिए अग्रणी.

निवेश कास्टिंग के लिए कितना मशीनिंग भत्ता आवश्यक है?

निवेश कास्टिंग में एक चिकनी एज़-कास्ट सतह होती है (आरए 1.6-3.2 माइक्रोन), इसलिए मशीनिंग भत्ता छोटा है (0.5बाहरी सतहों के लिए -1.5 मिमी) रेत ढलाई की तुलना में (2-4 मिमी).

विरूपण भत्ते की आवश्यकता कब होती है?

असममिति के लिए विरूपण भत्ता आवश्यक है, पतली दीवार, या उच्च कार्बन स्टील कास्टिंग, जहां असमान शीतलन या चरण परिवर्तन युद्ध का कारण बनते हैं. इसे अक्सर सिमुलेशन या ट्रायल कास्ट के माध्यम से निर्धारित किया जाता है.

रैपिंग अलाउंस क्या है, और यह छोटा क्यों है?

रैपिंग भत्ता पैटर्न रैपिंग के दौरान मोल्ड कैविटी इज़ाफ़ा की भरपाई करता है.

यह छोटा है (0.1-0.5 मिमी) क्योंकि सिकुड़न या मशीनिंग भत्ते की तुलना में रैपिंग-प्रेरित गुहा परिवर्तन न्यूनतम होते हैं.