A toleranciák öntése különböző casting folyamatokkal

A casting tolerancia Megadja a szolgáltatás névleges és a tényleges mérete közötti megengedett eltérést.

Például, ± 0,5 mm tolerancia a 100 Az mm dimenzió azt jelenti, hogy a kész rész bárhol meg lehet mérni 99.5 mm és 100.5 mm.

Ilyen precíziós befolyások alkatrész illesztés, mechanikai teljesítmény, és összeszerelési megbízhatóság.

Egy időben, A tolerancia költségvetési költségvetésből borotvált milliméter minden tizede Növelje a penészköltséget 10–20% -kal, emelje fel a hulladéklapot 15%, és Adjunk hozzá két -négy hetet a szerszámok átfutási ideje.

Ez a cikk számos casting folyamatot vizsgál meg - zöld -sodr -hoz casting- és számszerűsíti azok tipikus tolerancia képességeit.

Mi is felülvizsgáljuk Izo 8062 és egyéb ipari szabványok, szükséges vázlat minta és megmunkálási juttatások,

és ajánlja ellenőrzés és statisztikai -folyamat -ellenőrzés olyan módszerek, amelyek segítenek elérni az optimális egyenleget a költség és a pontosság között.

1. A casting toleranciáinak megértése

A folyamat kiválasztása előtt, tisztázza ezeket az alapvető fogalmakat:

• Tolerancia a dimenzió teljes megengedett variációja.
• Juttatás a szándékos túlméretezés vagy alulméretezés beépítve a zsugorodáshoz?, vázlat, vagy az azt követő megmunkálás.
• Illő leírja, hogy két párosító rész hogyan működik kölcsönhatásba, kezdve illesztés (laza) -hoz Az interferencia illeszkedik (szoros).

Ráadásul, A casting toleranciák lehetnek lineáris (PÉLDÁUL., ± 0,5 mm) vagy geometriai (PÉLDÁUL., köralakúság, függőlegesség), meghatározva a használatával GD&T szimbólumok.

Emlékez: A tolerancia minden osztálya Az Ön által megadott meghatározás kézzelfogható költségekre és ütemezési hatásokra fordíthatja.

Következésképpen, Gondos előzetes tervezés - a gyártópartner képességeivel összehangolva - a minőség és a tulajdonosi költségek osztalékát teszi ki.

2. Szabványok és nómenklatúra

Mielőtt meghatározná a toleranciákat, Szüksége van egy közös nyelvre. A nemzetközi és a regionális szabványok mindkettőt meghatározzák dimenziós és geometriai casting tolerancia, Tehát a tervezők és az öntödei pontossággal tudnak beszélni.

Izo 8062 Casting tolerancia (CT) és geometriai öntési tolerancia (GCT)

Izo 8062-3 meghatározza Dimenziós casting tolerancia (DCT) osztályok CT1 keresztül CT16, Ahol az alacsonyabb CT-számok szigorúbb, mint az öntött tűrésnek felelnek meg. Gyakorlatban:

• CT1 - CT4 (± 0,05–0,3 % dimenzió) Suit nagy precíziós sajtó és állandó ömlesztett alkatrészek.
• CT5 - CT9 (± 0,1–0,8 %) Jelentkezzen a beruházásokra és a kagyló-öntvényekre.
• CT10 - CT14 (± 0,4–2,0 %) fedje le a különféle homok-öntési módszereket.
• CT15 - CT16 (± 2,5–3,5 %) Tálaljon nagyon nagy vagy nem kritikus öntvényeket.

Például, a 200 MM szolgáltatás:

• A CT4 Lehet, hogy egy rész fog tartani ± 0,6 mm,
• Míg a CT12 A homoköntés megengedheti ± 4 mm.

Kiegészítő CT osztályok kiegészítése, Izo 8062-2 meghatározza Geometriai casting toleranciák (GCT)–A burkolat forma (laposság, köralakúság), tájolás (függőlegesség, párhuzamosság), és helyzet (valódi helyzet).

Minden egyes GCT fokozat (G1 - G8) rétegek geometriai vezérlés a névleges CT dimenziós borítékra.

Regionális & Ipari előírások

Míg az ISO globális keretet nyújt, Számos iparág referencia a testreszabott szabványokra:

Nadca (Észak -amerikai die casting szövetség):

• Normál tolerancia: ± 0,25 mm per 100 mm (hozzávetőlegesen. ISO CT3 -CT4).
• Pontosság tolerancia: ± 0,10 mm per 100 mm (hozzávetőlegesen. ISO CT1 - CT2).
• A Nadca külön osztályokat is meghatároz magasság, lyuk, és laposság a sajtó-adagú anyagokra, például a cinkre jellemző tűrések, alumínium, és magnézium.

SFSA 2000 (Acél Alapítók Társasága of America):

• Homok-adagolási tűréseket biztosít ± 0,4–1,6 mm egy 100 mm, A penész típusától függően (zöld-homok vs. gyanta).
• A táblái durván megfelelnek ISO CT11 - CT13.

BS 6615 (Az öntödei brit szabvány)

• Boríték homok, héj, és beruházás folyamatok.
• Tipikus juttatások:

• • Homoköntés ± 0,5–2,0 mm/100 mm (CT11 - CT14)
  • Héj öntözés ± 0,2–0,8 mm/100 mm (CT8 - CT12)
  • Befektetési casting ± 0,1–0,5 mm/100 mm (CT5 - CT9)

3. Casting toleranciaasztal (egység: mm)

Az alábbi táblázat felsorolja a különböző CT osztályok maximális teljes toleranciaértékét (Casting tolerancia fokozatú CT1 - CT16) a különböző alapméret -tartományokon belül.

4. A fő casting folyamatok áttekintése

Az öntési folyamatok három kategóriába tartoznak -felhasználható, állandó/nyomásvezérelt, és speciális technikák—A különálló toleranciaképességeket kínál, felszíni kivitel, és költségszerkezetek.

Felhasználható-összeolvadó módszerek

Zöld-homokos casting

A zöld-homokos casting továbbra is a leggazdaságosabb és rugalmasabb módszer a nagy vagy egyszerű alkatrészekhez.

A Sountrys keverje össze a szilícium -dioxid homokot, agyag, és a nedvesség, hogy olyan formákat képezzenek, amelyek tipikusan adnak ISO CT11 - CT14 toleranciák - körülbelül ± 0,5–2,0% bármely adott dimenzióból (AZAZ., ± 0,5–2,0 mm 100 mm).

A felszíni kivitel általában tartományok RA 6–12 μm, és a szerszámok költségei alacsonyak maradnak (gyakran <$500 mintázatonként).

Kémiailag kötött & Sütőhomok

A gyantával kötött vagy a sütőhomok formájának frissítése szigorítja a toleranciákat CT9 - CT12 (± 0,3–1,2%), Javítja a penész szilárdságát, és csökkenti a kimosást.

A felületi érdesség csökken RA 3-6 μm, Ha ezeket a módszereket jól alkalmazzák a közepes-komplex alkatrészekhez, ahol a zöld-homok precíziós bizonyítja a marginális.

Beruházás (Elvesztett viasz) Öntvény

Befektetési casting, Lost Vigax néven is ismert, bonyolult formákat és vékony falakat hoz létre CT5 - CT9 toleranciák - kivitelezve ± 0,1–0,5% (± 0,1–0,5 mm per 100 mm).

Az Kiváló felszíni kivitel (RA 0,8-2,0 μm) és a finom részletek fenntartásának képessége igazolja a magasabb szerszámköltségeket (Gyakran 2000 USD mintázatonként 10 000 USD) repülőgéppel, orvosi, és csúcsminőségű ipari alkalmazások.

Elveszett-habos casting

Elveszett-habos casting Kombinálja a felhasználható mintákat a nem kötött homokkal, ajánlat CT10 - CT13 képességek (± 0,4–1,5%).

Míg a felületi kivitel (RA 4-8 μm) és a dimenziós kontroll esik a zöld-homok és a befektetési casting között, Ez a módszer kiemelkedik a komplex előállításában, egyrészes szerelvények magok nélkül.

Állandóan ömlesztett & Nyomásvezérelt módszerek

Casting (Forró & Hideg kamra)

Casting a legszorosabb As-ártalmatlanságot eredményezi-CT1 - CT4, vagy ± 0,05–0,3% dimenzió (± 0,05–0,3 mm 100 mm).

Tipikus felületi befejezési tartományok RA 0,5-1,5 μm. Magas előzetes szerszámköltségek (Gyakran 10 000–200 000 USD / szerszám) kifizet A ciklusidők akár 15–60 másodpercre és kiváló megismételhetőség az alumínium számára, cink, és magnézium alkatrészek.

Gravitációs halál & Alacsony nyomású casting

Gravitáció és alacsony nyomású casting, Újrahasznosítható fémformák használata, elér CT2-T6 tolerancia (± 0,1–0,5%) -vel RA 1-4 μm befejezés.

Mert nagy injekciós sebesség nélkül működnek, Ezek a módszerek csökkentik a porozitást és erősítik az alkatrészeket - különösen az autóipari kerék és a szivattyú alkalmazásokban.

Speciális technikák

Centrifugális casting

A formák forgatásával 200–2000 fordulat / perc sebességgel, centrifugális casting erők olvadt fém kifelé, sűrű csőfalak és gyűrűk előállítása. A radiális tolerancia beesik CT3– CT8 (± 0,1–0,5%).

A felületi kivitel általában a RA 3-8 μm, és az irányított hűtés javítja a mechanikai tulajdonságokat a nagy teherbírású csapágyakban és a csövekben.

Vakolat & Kerámia penészöntés

Gipsz- és kerámia öntőformák - a művészethez leginkább használják, ékszerek, és a kis tételű űrkamerák-nyújtanak CT6 - CT9 tolerancia (± 0,2–0,8%) és RA 2-5 μm befejezés.

Bár lassabb és drágább, mint a homok, Ezek a folyamatok finom részleteket és különleges ötvözeteket alkalmaznak.

5. Tolerancia képességek öntési folyamat útján

Ebben a szakaszban, Bemutatjuk az egyes folyamatok tipikus konszolidált nézetét Izo 8062 CT fokozat,

annak megfelelő lineáris tolerancia (a dimenzió százalékában és milliméterben 100 mm), és egy képviselő felszíni befejezés.

6. Az öntési toleranciákat befolyásoló tényezők

A casting toleranciák nem a folyamat rögzített tulajdonságai - ezek az anyagi viselkedés komplex kölcsönhatásából származnak, szerszámtervezés, feldolgozási paraméterek, és részgeometria.

Anyagi tulajdonságok

A fém vagy ötvözet típusa közvetlenül befolyásolja a zsugorodást, Áramlásosság, és a mérési stabilitás.

• Termikus összehúzódási sebesség: A fémek hűtéskor zsugorodnak. Például:

• • Szürke vas: ~ 1,0%
  • Alumínium ötvözetek: ~ 1,3%
  • Cinkötvözetek: ~ 0,7%
  • Acél: ~ 2,0% (a széntartalomtól függően változik)

A magasabb zsugorodás nagyobb dimenziós eltérést eredményez, kivéve, ha a szerszámtervezés nem kompenzálja.

• Folyékonysági és megszilárdulási viselkedés:

• • Fémek magasabb folyékonyság (PÉLDÁUL., alumínium, bronz) Pontosabban töltse ki a formákat.
  • Gyors megszilárdulás Vékony szakaszokban vagy alacsony fluiditási fémekben üregeket és egyenetlen zsugorodást okozhatnak.

• Ötvöző hatások:

• • Szilícium Az öntöttvasban javítja a folyékonyságot, de növeli a tágulást is.
  • Nikkel és króm Fokozza a dimenziós stabilitást az acélokban.

Penész- és szerszámváltozók

A penészrendszer gyakran az egyetlen legnagyobb hozzájáruló az As-Cast Dimenziós Variációhoz.

• Minta pontossága:

• • CNC-maró A minták sokkal jobb toleranciát érnek el, mint a kézzel készített kézzel készített.
  • Az idő múlásával a kopás a pontosságot lebontja-különösen a nagy volumenű homoköntésben.

• Vázlatos szög:

• • Szükség van az öntvény kiszabadításához a penészből, A tipikus szögek:

• • • 1° –3 ° Külső felületekhez
    • 5° –8 ° Belső üregekhez

• • A túlzott tervezet hozzáadja a dimenziós variációt, és ezt figyelembe kell venni.

• Penész merevség és tágulás:

• • Homokformák összenyomhatóak és hő alatt bővülnek, amely befolyásolja a toleranciákat.
  • Fém hal meg (castingban) dimenzióval stabilabbak, A szigorúbb toleranciák támogatása.

• Hővezető képesség:

• • Gyors hűtés (PÉLDÁUL., fémformák) Minimalizálja a torzítást.
  • Lassú hűtés (PÉLDÁUL., kerámia vagy gipszformák) Több időt biztosít az anyag összehúzódására és deformációjára.

Feldolgozási paraméterek

Hogyan öntik a fémet, megszilárdult, és a lehűtés jelentősen megváltoztatja a végső dimenziókat.

• Öntési hőmérséklet:

• • A túlmelegedés növeli a penészeróziót és eltúlozza a zsugorodást.
  • Az alulmelegedés rossz penész töltéshez és hideg bezárásokhoz vezet.

• Kapu- és felemelés kialakítás:

• • A rossz kapu turbulenciát és a levegő beillesztését okozhatja, porozitáshoz és torzuláshoz vezet.
  • Az elégtelen emelők zsugorodó üregeket eredményeznek, amelyek csökkentik a geometriai integritást.

• Hűtési sebesség és megszilárdulási szabályozás:

• • Olyan technikák, mint például hidegrázás, szellőztetés, és ellenőrzött hűtési zónák Segítsen finomítani a dimenziós pontosságot.
  • Vastagabb szakaszokban, Az egyenetlen megszilárdulás okozhat differenciális zsugorodás és csavarás.

• Szakasz vastagsága és bonyolultsága:

• • A vékony szakaszok gyorsabban lehűlnek, ami kisebb szemcseméretet és jobb dimenziós szabályozást eredményez.
  • A változó falvastagságú komplex geometriák hajlamosak forró pontok és Belső feszültség, befolyásolja a végső alakot.

Cikkméret és geometria

A nagyobb alkatrészek több termikus és mechanikai feszültséget halmoznak fel, fokozott torzításhoz vezet:

• A 1000 mm acélöntvény változhat ± 3–5 mm -re, Míg a 100 mm alumínium rész fenntarthatja a ± 0,1 mm -et a befektetési casting segítségével.
• Az aszimmetrikus alkatrészek gyakran a kiegyensúlyozatlan hűtés és az egyenetlen fémáram miatt láncolódnak.
• Beépítve egységes falvastagság, borda, és lekerekített átmenetek Fokozza a dimenziós kiszámíthatóságot.

Összefoglaló táblázat - Kulcsfontosságú tényezők & Tipikus hatások

Tényező	A toleranciára gyakorolt ​​tipikus hatás
Anyaghőzési zsugorodás	+0.7% -hoz +2.5% eltérés a penész dimenziójától
Minta pontossága (Kézi vs CNC)	± 0,5 mm - ± 0,05 mm variancia
Szögigény -vázlatkövetelmény	0,1–1 mm -re ad hozzá 100 mm mélység
Öntési hőmérsékleti eltérés (± 50 ° C)	Legfeljebb ± 0,2 mm méretváltozás
Falvastagság -variáció	± 0,3–0,6 mm torzulást okozhat
Forma -tágulás (homok vs fém)	± 0,1 mm - ± 1,0 mm a penész típusától függően

7. Támogatások a minta és a penész kialakításában

A végső toleranciák elérése érdekében, A tervezők konkrét juttatásokba épülnek:

• Zsugorodási támogatás: Adjon hozzá 1,0–1,3 mm -t 100 mm az alumíniumhoz, 1.0 mm/100 mm a vashoz.
• Támogatási támogatás: 1° –3 ° kúp függőleges arconként.
• Megmunkálási támogatás: 1–3 mm (a folyamattól és a jellemzők kritikájától függően).
• Eloszlás & Ráz: Extra 0,5–1,0 mm vékony falakban, hogy ellensúlyozza a minta rázását és torzulását.

Által aprólékosan Ezen értékek alkalmazása, A mérnökök gondoskodnak arról, hogy az AS-CAST túlméretes pozíciói kritikus dimenziókat a kívánt toleranciaablakba.

8. Tervezés a tolerancia -szabályozáshoz

Hatékony kialakítás Minimalizálja a rést az AS-Cast és a kész méretek között:

• Hálózatháló alak: Célja, hogy a végső méret ± 10% -án belül biztosítsa a funkciókat, A megmunkálás csökkentése az által 70%.
• GD&T fókusz: A szűk kezelőszerveket csak a kritikus interfészekre alkalmazza; Engedje meg a CT-fokozatú toleranciákat a nem kritikus felületeken.
• Geometriai iránymutatások: Használjon nagylelkű filéket (>1 mm sugár), egységes falvastagság (≤10 mm variáció), és stratégiailag elhelyezett bordák a torzítás korlátozása érdekében.

Ilyen szándékos szolgáltatástervezés Segít az öntvényeknek közelebb kerülni a cél geometriájukhoz, A költségek és a minőség megőrzése.

9. Ellenőrzés és minőségbiztosítás

CMMS, lézeres szkennerek, és a CT rendszerek lehetővé teszik a gyors, nagy sűrűségű mérés:

• Finombeállító & Mikrométer: Gyors „Spot-ellenőrzések” az első átadási ellenőrzéshez.
• CMM/optikai szkennelés: Teljes mező feltérképezése a CAD modellek ellen; tipikus bizonytalanság: ± 0,005 mm.
• CT szkennelés: Validálja a belső geometriákat, pórus eloszlás, és a fal vastagság egységessége.

A minőségi terveknek tartalmazniuk kell Első cikk -ellenőrzés (Fair), PPAP Autóipar számára, vagy Intelligencia mintavétel (PÉLDÁUL., Intelligencia 1.0) nagy mennyiségű futáshoz.

Gyökér okozati elemzés Célok Tolerancia Kirándulások - függetlenül attól, hogy a penészeltolás miatt, termikus torzítás, vagy minta kopás.

10. Statisztikai folyamatképesség

Annak számszerűsítése, hogy az öntési művelet azon képességét, hogy megfeleljen a toleranciának:

• Kiszámít CP (folyamatpotenciál) és CPK (feldolgozási teljesítmény) értékek; célpont CP ≥1,33 és CPK ≥1.0 A robusztus tolerancia -ellenőrzés érdekében.
• Használat SPC A kritikus casting paraméterek ellenőrzésére szolgáló táblázatok: penészkeménység, öntési hőmérséklet, és a dimenziós trendek.
• Megvalósít DÁMVADTEHÉN (Kísérletek megtervezése) A kulcsfontosságú tényezők azonosítása és a kapu optimalizálása, forma tömörítés, és a hűtési arányok.

11. Következtetés

Casting tolerancia a kritikus kapcsolat a tervezési szándék, folyamatképesség, és a gazdasági valóság.

A döntések megalapozásával Izo 8062 CT osztályok, hozzáigazítás Nadca vagy SFSA követelmény, és beépítve a megfelelőt minta -támogatások, A mérnökök és az öntödei olyan alkatrészeket szállíthatnak, amelyek megfelelnek mind a teljesítmény, mind a költségvetési céloknak.

Ráadásul, szigorú ellenőrzés, statisztikai ellenőrzés, és feltörekvő digitális technológiák—A 3D nyomtatott homokformáktól a valós idejű szimulációig-szigorítják a Cast-toleranciákat és csökkentik a drága downstream megmunkálást.

Végül, A megfelelő tolerancia stratégia biztosítja, hogy az öntött alkatrészek zökkenőmentesen áttérjenek a mintaüzletről az összeszerelő vonalra, időben, költségvetés alapján, És a specifikáción belül.