Құюлардың өлшемді дәлдігіне әсер ететін негізгі факторлар

1. Талдамалы жазбахат

Құймалардың өлшемдік дәлдігі өзара әрекеттесетін көптеген себептердің таза нәтижесі болып табылады: Материалдық физика (кішірейту & фазалық өзгерістер), процесс динамикасы (құю, күшейту), құралдың дәлдігі (үлгі & негізгі жасау), дизайн геометриясы (бөлімдер & Ерекше өзгешеліктері), Жылу емдеу, өңдеу және өлшеу ортасы.

Олардың кез келгені миллиметрді енгізе алады (немесе миллиметрдің бөліктері) берілген белгі бойынша ауытқу.

Жақсы нәтижелер дизайнер мен құю зауыты арасындағы ерте ынтымақтастықтан келеді, өңделетін және өңделетін мүмкіндіктердің нақты бөлінуі, және дизайн ережелерінің қоспасы, процесті бақылау және тексеру.

2. Құймалардың өлшемдік дәлдігі қандай?

Құймалардың өлшемдік дәлдігі құйылған құрамдас бөліктің соңғы геометриясының номиналға қаншалықты сәйкес келетінін білдіреді. (арналған) инженерлік сызбада немесе CAD үлгісінде көрсетілген өлшемдер.

Басқаша айтқанда, ол дәрежесі болып табылады «қабылданған» пішінді қайталайды «жобаланған» нысан.

Өйткені барлық құю процестері металдың шөгуін қамтиды, Жылу градиенттері, қалыптың бұрмалануы және құралдың айнымалылары, құймалар теориялық өлшемдерге толық сәйкес келмейді.

Орнына, арқылы өлшемдік дәлдік бақыланады және бағаланады төзімділік, геометриялық басқару элементтері, жіне статистикалық өлшеу.

Дәлдікті стандарттау: төзімділік сыныптары

Құймалардағы өлшемдік дәлдік жаһандық стандартталған, ең бастысы арқылы:

Исо 8062-1/2/3

• Ц (Толеранттылық) сызықтық өлшемдерге арналған класс — CT1 (өте жоғары дәлдік) CT16 дейін (дөрекі).
• Заңгер (Геометриялық құюға төзімділік) тегістік үшін, айналу, жай, т.б.

Басқа стандарттарға жиі сілтеме жасалады

• -Ден 1680
• ANSI/ASME Y14.5 (GD үшін&Өңделген мүмкіндіктер бойынша T)
• ASTM A802 (болат құюға төзімділік)

Бұл шеңберлер дизайнерлер мен құюшыларға төзімділіктерді анық жеткізуге және әрбір процесс үшін қол жеткізуге болатын дәлдікті болжауға мүмкіндік береді..

3. Әсер етуші факторлардың жоғары деңгейлі классификациясы

1. Материалдық ішкі — қорытпаның шөгуі, Фазалық түрлендірулер, анизотропты кеңею.
2. Процесс физикасы - балқу температурасы, екіргендік, салу, қатаю үлгісі.
3. Құралдар & қалыптар — үлгі дәлдігі, ядроның ауысуы, қалыптың қозғалысы/қонуы.
4. Геометрия & жобалау — қима модулі, аралдар, жұқа және қалың қабырғалар.
5. Жылу & кейінгі емдеу — термиялық өңдеудің бұрмалануы, сөндіргіш кернеулер.
6. Өңдеуден кейінгі & өңдеу — өңдеу реті, арматураның деформациясы.
7. Өлшеуім & қоршаған орта — тексеру кезіндегі температура, деректер тұрақтылығы.
8. Адам & жүйелік басқару — оператор тәжірибесі, Зат, рецепт дрейф.

4. Материалдық факторлар

Сызықтық шөгінділер және көлемдік қысқару

• Не: барлық металдар сұйық → қатты → бөлме температурасынан салқындаған кезде жиырылады. Сызықтық шөгінділер (үлгі масштабының факторы) өлшемдік өзгерістерге басым үлес қосады.
• Типтік диапазондар (ұқсас):алюминий қорытпалары ~0,6–1,5%, шойын ~1,0–1,6%, көміртегі & легирленген болаттар ~1,8–2,5%, мыс қорытпалары ~1,8–2,2%. Нақты мәндер қорытпа болып табылады & процеске байланысты; құю зауытымен растаңыз.
• Әсер: номиналды 200 мм мүмкіндігі бар 1.2% қысқарады 2.4 үлгіде өтелмеген болса, мм.

Фазалық түрлендірулер & анизотропты қатаю

• Кейбір қорытпалар (Болаттар, жоғары Ni қорытпалары) фазалық өзгерістерге ұшырайды (аустенит→феррит/перлит/мартенсит) қарапайым термиялық қысқарудан тыс өлшемдік өзгерістерді қосатын немесе азайтатын. Бағытты қатаю анизотропты шөгуді тудыруы мүмкін.

Қаттыдану сегрегациясы & ыстық нүктелер

• Интердендритті аймақтардағы элементтерді жергілікті байыту/тазарту микроқұрылымдық айырмашылықтарды тудырады және шөгуді шоғырландырады немесе жергілікті өлшемдерді өзгертетін жергілікті қуыстарды жасай алады..

Жұмсарту: қорытпа мен балқыманы бақылауды көрсетіңіз; құю зауытынан шөгу факторлары мен үлгі өлшемдерін сұраңыз; изотермиялық/бақыланатын қатаю конструкцияларын қолданыңыз.

5. Процесске байланысты факторлар

Трансляциялау маршрутының мүмкіндігі

(Төзімділік бір типтік сызықтық төзімділік ретінде көрсетілген 100 мм. Мәндер қорытпаға байланысты өзгереді, геометрия & құю қабілеті.)

Балқу температурасы & аса қызу

• Жоғары қызу сұйықтықты арттырады, бірақ газдың ерігіштігі мен турбуленттілігін арттырады; екеуі де дұрыс басқарылмаса, кішірейу кеуектілігінің жоғарылауына және өлшемдік дәлсіздікке әкелуі мүмкін.

Толтыру динамикасы және турбуленттілік

• Турбуленттілік оксидтерді ұстайды, қателер мен суық жабылуларды тудырады; толық емес толтыру тиімді геометрияны өзгертеді және бөліктерді бұрмалауы мүмкін, өйткені мұздатылған қабық кейінгі металды шектейді.

Сүйинг, көтерілуде & Бағытталған қатайту

• Нашар қақпақ қажетсіз жерлерде шөгілетін қуыстарға әкеледі. Көтергішті дұрыс орналастыру металдың қатаю аймақтарына берілуін қамтамасыз етеді және соңғы геометрияны басқарады.

Қысым/вакуумдық әдістер

• Вакуумдық HPDC немесе төмен қысымды толтыру газ кеуектілігін азайтады және жұқа элементтердің өлшемдік тұрақтылығын жақсартады; сығу және жартылай қатты процестер шөгу әсерін азайтады.

6. Құралдар & үлгі / негізгі факторлар

Құралдар, үлгілер мен өзектер орнатады бастапқы геометрия құйма көлемін анықтайды және көбінесе қайталану мен жүйелі ығысуларды анықтайды.

Нашар құралды қолдану тәжірибесі немесе жеткіліксіз өзек бақылауы өлшемдік ауытқуды тудырады, Өз ауысуы, және ағынды өңдеу әрқашан түзете алмайтын қалпына келмейтін бұрмалаулар.

Үлгі дәлдігі & компенсацияны қысқарту

Үлгі геометриясы - барлық шөгу мен құралдың ауытқулары қолданылатын негізгі сызық. Негізгі нүктелер:

• Үлгіні масштабтау: үлгілерді дұрыс пайдаланып масштабтау керек сызықтық жиырылу қорытпа және процесс үшін фактор (әртүрлі қорытпалар/процестер әртүрлі масштаб факторларын қажет етеді).
• Үлгіге төзімділік: Үлгіні жасаушының рұқсаты талап етілетін бөліктерге рұқсат етілгеннен қатаң болуы керек, осылайша үлгі қатесі вариацияның басым көзі болмауы керек..
• Жүйелі ығысулар: құралдың бұрмалануы, үлгінің тозуы және бекітпенің тураланбауы қайталанатын ауытқуларды тудырады; олар пилоттық жүгірулер кезінде өлшеніп, түзетілуі керек.

Жұмсарту: бірінші құю алдында үлгі өлшемдерін құжаттаңыз және тексеріңіз; құю зауытынан үлгі сызбаларын беруді талап етеді (қысқарту факторлары қолданылады) және бірінші мақала үлгісін тексеру есептері.

Отқа төзімді материалдар және қабықтың беріктігі

Отқа төзімді жүйе (материал, қиыршық, қабат құру, қалыңдық) қабықтың қаттылығын және термиялық реакцияны бақылайды. Негізгі әсерлер:

• CTE сәйкессіздігі: әр түрлі отқа төзімділік жылу астында әртүрлі кеңейеді/жиырылады — бұл құю және салқындату кезінде қуыс өлшемін өзгертеді.
• Қабықтың қаттылығы: жұқа немесе нашар шоғырланған қабықтар металлостатикалық қысым кезінде деформацияланады, дөңес немесе жергілікті өлшемдік өзгерістер тудырады.
• Процестің өзгермелілігі: суспензия қоспасы, қаптау техникасы және кептіру/күйіп кетуді бақылау қабықтың тығыздығына және қайталануға әсер етеді.

Жұмсарту: суспензия рецептерін және бөлікке арналған қабат кестелерін стандарттау; қабықтың ең аз қалыңдығын және қатаю кестесін көрсетіңіз; қабықтың тұтастығын тексеру (көрнекі, шамдық) сыни бөліктерге құю алдында.

Негізгі дәлдік, Өз ауысуы & негізгі бұрмалау

Өзектер ішкі мүмкіндіктер мен ойықтарды анықтайды — олардың дәлдігі мен тұрақтылығы маңызды.

Жалпы механизмдер:

• Өз ауысуы: нашар негізгі отыру, жеткіліксіз негізгі басып шығару немесе құю кезінде діріл өзектердің қозғалуына әкеледі, тесіктердің орнын ауыстыру.
• Негізгі бұрмалау: қолдау көрсетілмейді, ұзын немесе жіңішке өзектер металл қысымы немесе термиялық соққы кезінде майысуы немесе тербелуі мүмкін, ішкі геометрияны өзгерту.
• Негізгі эрозия / жуу: жоғары жылдамдықты металл ядроның әлсіз беттерін тоздыруы мүмкін, саңылаулардың аяқталуы мен өлшемдерін өзгерту.

Жұмсарту: сенімді негізгі басып шығару және оң механикалық блоктауды құрастырыңыз; ұзын өзектер үшін өзек қаттылығын және тірек тіректерін көрсетіңіз; ағынды эрозияны шектеу үшін құю жылдамдығын және қақпақтарды бақылау; қажет жерде негізгі жабындарды пайдаланыңыз.

Қалыпқа қолдау & өлшемді тұрақтылық

Құю кезінде қалып немесе қалыпқа қалай қолдау көрсетілетіні өлшемдік консистенцияға әсер етеді:

• Қалыптың ауытқуы: металл цикл кезінде қызады және икемді болады — термиялық өсу және қысқыш жүктемелер жұмыс уақытында қуыс геометриясын өзгертеді.
• Құм қалыптарының шөгуі: құмды тығыздау, желдету және қысқыш қысымы үлкен құймаларда зеңнің қозғалуына немесе кері серпілуге ​​әкеледі.
• Құралдардың тозуы: қайталанатын циклдар металл құрал-саймандарда тозу ойықтарын және өлшемді дрейфті тудырады.

Жұмсарту: ауытқуды азайту үшін инженерлік қалыптардың тіректері мен қысқыштары; құмның тығыздалуы мен байланыстырғыштың қатаюын бақылау; қалыпқа техникалық қызмет көрсету және қайта өңдеу аралықтарын жоспарлау; SPC арқылы өлшемді ауытқуды бақылаңыз және мерзімді құралдарды тексеруді орындаңыз.

Көмір

Құю кезінде және қату кезіндегі қалып температурасы толтыруға әсер етеді, шөгу және қалдық кернеулер:

• Суық көгеру: шамадан тыс термиялық градиент салқындатуға әкелуі мүмкін, қате, немесе созылу кернеулері мен крекингтің жоғарылауы.
• Ыстық көгеру: қалыптың шамадан тыс температурасы қалып материалдарының кеңеюін арттырады және құйылған өлшемдерді өзгертіп, дәннің ірілігін арттыруы мүмкін..
• Жылулық градиенттер: пішінді біркелкі емес қыздыру асимметриялық қатаюға және бұрмалануға әкеледі.

Жұмсарту: қалып/қалыпты алдын ала қыздыру және температураны бақылау процедураларын стандарттау; критикалық орындардағы қалыптар температурасын бақылаңыз; күрделі бөліктерге арналған градиенттерді болжау және қақпаны/салқындату орнын реттеу үшін жылу симуляциясын пайдаланыңыз.

7. Жобалау & геометриялық факторлар

Бөлім қалыңдығының өзгеруі

• Қалың оқшауланған бөліктер баяу қатып, ыстық нүктелер мен шөгілетін қуыстарды жасайды; жіңішке бөліктер тез салқындап, майысуы немесе дұрыс жұмыс істемеуіне әкелуі мүмкін. Қалыңдықтың күрт өзгеруіне жол бермеңіз.

Аралдар, бастықтар, қабырғалар мен филе

• Үлкен бастықтар жергілікті кішірейту аймақтарын жасайды; қабырғалар қаттылыққа көмектеседі, бірақ жылуды ұстамау үшін өлшемді болуы керек. Филе кернеу концентрациясын төмендетеді және металл ағынын жақсартады.

Ұзын жіңішке мүмкіндіктер мен бұрмалану

• Ұзын жіңішке бөліктер (біліктер, сөмпемдер) қатаюдан туындайтын деформацияға және өңдеудің кейінгі бұрмалануына осал.

DFM нұсқаулығы: қабырға қалыңдығын біркелкі ұстауға тырысыңыз; қалыңдығының орнына қабырғаларды пайдаланыңыз, ауыр бөліктерге беру жолдарын қосыңыз, филе мен сызбаны қосыңыз.

8. Жылу тарихы & Кастингтен кейінгі емдеу

Термиялық өңдеу индукцияланған бұрмалау

• Шешім, қалыпқа келтіру, сөндіру немесе кернеуді жеңілдету өлшемдерді өзгертуі мүмкін - кейде үлкен бөліктерде күтпеген жерден. Сөндіру градиенттер мен бөлшектерді қирататын қалдық кернеулерді жасайды.

Қатаюдан болатын қалдық кернеулер

• Жылдам салқындату және шектелген жиырылу өңдеу немесе қызмет көрсету кезінде босаңсытатын қалдық кернеулерді тудырады, геометрияны өзгерту (серпіліс).

Жұмсарту: термиялық өңдеу ретін ертерек көрсетіңіз; Функционалдық төзімділік қажет болған жағдайда термиялық өңдеуден кейінгі машина; қажет болған жағдайда стрессті жеңілдетуді пайдаланыңыз.

9. Өңдеу, өңдеу реті & бекіту әсерлері

Механикалық өңдеуге арналған жеңілдіктер & реттілік

• Өңдеу соңғы дәлдікке жету үшін материалды алып тастайды. Тізбектеу (қай беттер бірінші өңделеді) және арматуралар жиынтық бұрмалануды басқарады. Толық кернеуді алып тастамай тұрып өңдеу қисық тудыруы мүмкін.

Артықшылықты & деректерге сілтемелер

• Арматураның нашар дизайны қысқыштың бұрмалануын және қате өлшемдерді тудырады. Бақылау беттерін және тұрақты бекітпелерді пайдаланыңыз; өлшеу кезінде артық қысуды болдырмаңыз.

Бекіткіш моменттері және құрастыру кернеулері

• Болтты бұрау жұқа бөліктерді бұрмалап, фланецтің тегістігін өзгертуі мүмкін. Айналым шектері мен ретін көрсетіңіз.

Жұмсарту: өңдеу тәртібін анықтау, арматура дизайнын ұсыныңыз, айналу моментін көрсетіңіз & құрастыру нұсқаулары.

10. Өлшеуім, қоршаған орта & метрологиялық әсерлер

Өлшеу кезіндегі температура

• Металдар температураға байланысты кеңейеді. Жалпы ереже: а 1 °C өзгеруі болат/алюминий үшін ~16–25 ppm/°C сызықтық өзгеріске әкеледі; үстінде 500 мм бөлігі 1 °C ≈ 0,008–0,012 мм — қатаң рұқсаттарға қатысты.
  Әрқашан стандартты температурада өлшеңіз (әдетте 20 ° °) немесе өтеу.

Құралдың дәлдігі & зонд әсерлері

• CMM зонд түрі, қалам ұзындығы мен зондтау стратегиясы өлшеу қатесін тудырады. Жұқа мүмкіндіктер үшін, зондтау күші бөлікті ауытқуы мүмкін.

Мәліметтер тұрақтылығы & өлшеудің қайталануы

• Сәйкес емес деректер таңдауы шашырауды береді. Қайталанатын мәліметтерді бекітуді пайдаланыңыз және өлшеу протоколдарын анықтаңыз.

Жұмсарту: өлшеу температурасын белгілеңіз, CMM стратегиясы, және қабылдау критерийлері; хабарланған қоршаған орта жағдайлары бар FAI талап етеді.

11. Қорытынды

Құймалардағы өлшемдік дәлдік бір ғана фактормен емес, сонымен анықталады материалдардың өзара әрекеттесуі, Құралдар, Процесті басқару, және жылулық мінез-құлық бүкіл өндірістік циклде.

Әрбір қадам — үлгі дизайны мен кішірейту компенсациясынан қалып тұрақтылығына дейін, қорытпа таңдау, және қатаю шарттары — түсіну және белсенді түрде басқару қажет әлеуетті вариацияны енгізеді.

Жоғары дәлдіктегі құюды қажет етеді:

• Дәл үлгілер мен өзектер бақыланатын кішірейту жәрдемақыларымен
• Тұрақты қалып және қабық жүйелері болжамды термиялық және механикалық мінез-құлықпен
• Қатаң сақталатын процесс параметрлері оның ішінде құю температурасы, қалып температурасы, және ысырма консистенциясы
• Сапалы материалдар белгілі термиялық кеңею және қатаю сипаттамалары бар
• Мықты тексеру, Зат, және кері байланыс циклдері ауытқуды ерте анықтау

Бұл факторлар тұтас жобаланған кезде, құю зауыты қатаң өлшемдік төзімділікке сәйкес келетін құймаларды жеткізе алады, өңдеу шығындарын азайту, құрастыру сәйкестігін жақсарту, және соңғы өнім өнімділігін арттыру.

Сайып келгенде, өлшемдік дәлдік екеуі де a техникалық жетістік және а процесс тәртібі— жоғары деңгейлі құю жеткізушілерін қарапайым өндірушілерден ерекшелендіретін.

 

ЖҚС

Қай қорытпа түрі өлшемдік дәлдікке көбірек әсер етеді?

Магний қорытпалары (1.8–2,5% сызықтық жиырылу) өлшемдік ауытқудың ең жоғары қаупі бар, ал сұр шойын (0.8-1,2%) ең тұрақты болып табылады.

Құмды құю жоғары өлшемдік дәлдікке қол жеткізе алады?

Шайырмен байланыстырылған құм құю ISO деңгейіне жетуі мүмкін 8062 CT8–10 (100мм бөлшектер үшін ±0,3–0,5 мм), орташа дәлдіктегі бөлшектерге жарамды (E.Г., Сорғы корпустары).

CT5–7 дәлдігі үшін, инвестициялық кастинг немесе HPDC қажет.

Зеңнің шөгуінің компенсациясы қалай жұмыс істейді?

Қалыптар қорытпаның сызықтық шөгу жылдамдығымен тым үлкен болады. Мысалы, 100 мм алюминий (1.5% кішірейту) бөлікке 101,5 мм қалып қажет - бұл соңғы құйманың 100 мм-ге дейін қысқаруын қамтамасыз етеді.

Құймалардағы деформацияның негізгі себебі неде?

Біркелкі емес салқындату (E.Г., қалың бөліктер жіңішкелерге қарағанда баяу салқындайды) ішкі стрессті тудырады, деформацияға әкеледі.

Салқындату жылдамдығын теңестіру үшін суық үтікті немесе суды салқындатуды пайдалану деформацияны 40–50%-ға азайтады..

Кейінгі өңдеу өлшемдік дәлдікке қалай әсер етеді?

Дірілмен тазалау жұқа қабырғалы бөліктерді 0,1–0,2 мм-ге деформациялауы мүмкін, термиялық өңдеу кезінде температураның ауытқуы (±10°C) 0,1–0,2 мм өлшемдік өзгеріске әкелуі мүмкін.

Жұмсақ тазалау (төмен жиілікті діріл) және термиялық өңдеуді дәл бақылау бұл мәселелерді жеңілдетеді.