5 주조의 패턴 허용 유형

1. 소개

패턴 허용은 기본입니다. 금속 주조, 고유한 재료 및 프로세스 동작에도 불구하고 최종 제품이 설계 사양을 충족하는지 확인.

금속 주조는 수축될 수 있습니다., 열팽창, 금형 마찰, 및 후처리 요구 사항, 제작 전 의도적으로 패턴 치수를 수정하는 것이 필수적입니다..

올바른 공차를 이해하고 적용하면 치수 정확도가 향상됩니다., 표면 마무리, 그리고 기계적 성능, 스크랩 감소, 생산 효율성을 최적화합니다..

2. 패턴 수당이란 무엇입니까??

패턴 수당 주조 공정 중에 발생하는 예측 가능한 변화를 보상하기 위해 주조 패턴에 의도적으로 치수를 조정한 것입니다..

쇳물이 응고되어 냉각될 때, 치수는 다음과 같은 요인으로 인해 원래 패턴과 정확하게 일치하지 않습니다. 수축, 왜곡, 금형 마찰, 및 후처리 작업.

패턴 허용치는 다음을 보장합니다. 완성된 주조가 설계 사양을 충족합니다..

본질적으로, 패턴 허용은 설명하기 위해 패턴에 적용되는 내장된 "수정 사항"입니다.:

• 금속 수축 응고하는 동안
• 가공 또는 마무리 작업 물질을 제거하는 것
• 초안 각도 쉬운 곰팡이 제거에 필요
• 왜곡 또는 뒤틀림 냉각 중
• 추가 레이어 코팅에서, 도금, 아니면 열처리

이러한 수당을 신중하게 계산하고 적용함으로써, 주조 공장에서는 다음과 같은 주물을 생산할 수 있습니다. 차원 적으로 정확합니다, 기능성, 비용 효율적입니다, 복잡한 형상이나 고정밀 부품에도 적용 가능.

적절하게 설계된 여유분으로 재작업 감소, 스크랩 속도, 전반적인 생산 효율성을 향상시킵니다..

3. 패턴 수당의 유형

패턴 수당은 의도적인 치수 수정 최종 주조를 보장하기 위해 주조 패턴에 적용 설계 요구 사항을 정확하게 준수, 보상하다 응고 중 재료 거동, 수용하고 주조 후 작업.
각 유형의 수당에는 뚜렷한 목적, 주조 공정의 특정 현상을 해결합니다..
적절하게 설계된 여유분은 다음과 같은 경우에 필수적입니다. 결함 최소화, 재작업 감소, 기능적 성능 보장 캐스트 구성 요소 중.

수축 허용

• 목적: 보상하기 위해 응고 및 냉각 중 금속 수축.
  수축 허용 없음, 주물이 의도한 것보다 작을 것입니다., 설계 사양을 충족하지 못할 가능성이 있음.
  수축 허용량은 보장합니다. 치수 정확도, 기능적 적합성, 결합 부품과의 호환성.

  

• 기구:
  수축 허용량은 다음을 보상합니다. 응고 및 냉각 중 부피 감소.

• • 액체 수축: 용융 금속이 고상선 온도까지 냉각됨에 따라, 원자가 서로 더 가깝게 움직입니다, 원인이 되는 밀도 감소.
    라이저 배치는 피더에서 용융 금속을 보장합니다. 줄어드는 부위에 영양 공급, 충치 예방.
  • 단단한 수축: 응고된 금속이 주변 온도로 냉각됨에 따라 추가 수축이 발생합니다..
    패턴 오버사이징이 이를 설명합니다. 초기 패턴 치수 확장 재료별 수축률에 비례.
  • 열 구배 및 단면 두께: 두꺼운 부분이 더 느리게 냉각됩니다., 수축 차이로 이어짐.
    적절한 패턴 디자인은 가변형 오버사이징, 얇고 두꺼운 영역에 걸쳐 균일한 치수 보장.

재료별 수축 예:

중요성: 정확한 수축 예측 결함을 방지 다공성 같은, 균열, 또는 부적합, 특히 항공우주, 자동차, 산업 구성 요소.

가공 여유

• 목적: 중요한 표면에 추가 재료를 제공하여 다음을 보장합니다. 주조 후 가공 달성하다 정확한 최종 치수 및 표면 품질.
  가공 여유 없이, 캐스팅이 실패할 수 있음 치수 공차 표면 거칠기로 인해, 금형의 불규칙성, 또는 사소한 수축 변화.

  

• 기구:
  가공 여유 제공 기능성 표면에 추가 소재 보상하다:

• • 표면의 불규칙성: 모래 또는 매몰 주형은 거칠기와 사소한 치수 편차를 유발합니다.. 여분의 두께로 인해 정확한 공차 달성을 위한 재료 제거.
  • 캐스팅 후 수정: 수축 변화, 사소한 뒤틀림, 또는 가공 중에 국부적인 결함이 수정되었습니다., 최종 형상이 엔지니어링 설계와 일치하는지 확인.
  • 예측 가능한 제거: 패턴에는 다음이 포함됩니다. 미리 계산된 두께 회전을 위해, 갈기, 또는 연삭, 균일한 가공 깊이 보장 및 과도한 절단 방지.

• 일반적인 범위: 1재료 및 공차 요구 사항에 따라 –5mm.
• 영향: 보장합니다 기능적 완전성 기어 등 정밀부품의, 샤프트, 또는 플랜지.

초안 수당

• 목적: 활성화하려면 부드럽고 손상 없는 패턴 제거 금형 캐비티에서.
  초안 수당 방지 긁기, 찢는, 또는 금형벽이 파손된 경우, 표면 결함이나 치수 부정확성이 발생할 수 있습니다..

• 기구:
  초안 수당은 수직 또는 수직에 가까운 표면에 약간의 테이퍼 패턴의:

• • 마찰 감소: 테이퍼가 감소합니다. 견고한 금형 벽과 패턴 사이의 마찰 추출 중.
  • 금형 손상 최소화: 찢어짐 방지, 스트레칭, 또는 모래 주형이나 껍질 주형의 균열, 유지 캐비티 무결성.
  • 균일한 제거력: 얇은 벽과 복잡한 형상이 달라붙지 않도록 보장, 허용 일관된 치수 정확도 여러 캐스팅에 걸쳐.
  • 각도 최적화: 구배 각도는 다음에 따라 결정됩니다. 금속 종류, 금형 재료, 그리고 벽 높이, 금속의 경우 일반적으로 1~3°, 플라스틱이나 수지의 경우 더 높음.

• 영향: 감소 거부율, 금형 마모 최소화, 그리고 허용 높은 반복성 생산 중, 특히 복잡하거나 키가 큰 주조의 경우.

왜곡 허용량

• 목적: 보상하기 위해 기하학적 변형 원인 고르지 못한 냉각, 내부 스트레스, 또는 차등 수축.
  왜곡 허용 없이, 길거나 벽이 얇은 주물은 휘어질 수 있습니다., 트위스트, 아니면 구부리거나, 이어지는 정렬 불량, 조립 문제, 또는 거절.

• 기구:
  왜곡 수당은 다음을 설명합니다. 불균일한 냉각이나 잔류 응력으로 인한 변형:

• • 열 수축 구배: 두꺼운 부분과 얇은 부분이 서로 다른 속도로 냉각되므로, 내부 응력으로 인해 뒤틀림이나 굽힘이 발생할 수 있습니다.. 사전 변형된 패턴은 예상되는 왜곡을 상쇄합니다..
  • 스트레스 완화: 예상하여 잔류 응력 패턴, 패턴은 냉각 후 원하는 모양을 복원하는 기하학적 구조로 의도적으로 설계되었습니다..
  • 시뮬레이션 기반 조정: 현대 파운드리 사용 열 및 구조 시뮬레이션 왜곡을 예측하고 정확한 패턴 오프셋을 계산합니다..

• 응용: 중요 비대칭 구성 요소, 큰 프레임, 및 터빈 하우징.

랩수당

• 목적: 설명하기 위해 약간의 확대 또는 왜곡 금형에 의한 캐비티 발생 패턴을 제거할 때 적용되는 힘 (랩).
  이 수당이 없으면, 얇은 벽이나 복잡한 코어는 붕괴 또는 변형, 치수 정확도 저하.

• 기구:
  랩 수당으로 보상 기계적 힘으로 인한 공동 확대 패턴 제거 중:

• • 강제 이전: 패턴이 추출되면, 에너지가 금형 재료로 전달됩니다., 금형 벽을 약간 압축하거나 늘이기.
  • 소재별 반응: 느슨한 모래 주형이나 미세한 쉘 주형은 추출력에 따라 변형될 수 있습니다..
    패턴은 약간 작은 크기 래핑 후 캐비티가 설계 치수와 일치하도록 중요한 영역에.
  • 얇은 벽 보호: 섬세한 특징이 그대로 유지되도록 보장, 예방 파손 또는 표면 결함 탈형 중.

• 응용: 특히 중요 녹색 모래 주형 및 복잡한 형상.

코팅 또는 도금을 위한 가공 또는 마무리 여유

• 목적: 추가 자료를 제공하기 위해 물질적 손실을 보상하다 ~ 동안 표면 마무리, 전기 도금, 또는 하드 코팅.
  이는 다음을 보장합니다. 최종 주조는 치수 공차 내에 유지됩니다. 코팅 제거 또는 증착 후.

• 기구:
  마무리 수당은 다음을 보장합니다. 표면 처리 중에 제거된 재료는 치수 정확도를 손상시키지 않습니다.:

• • 재료 증착 또는 제거: 전기도금, 그림, 또는 연마로 인해 표면 치수가 변경될 수 있습니다..
    패턴의 추가 두께는 최종 치수는 공차 내에 유지됩니다. 코팅 또는 마무리 후.
  • 균일수당: 패턴에는 다음이 포함됩니다. 계산된 마진, 일반적으로 0.05~0.2mm, 프로세스 가변성을 수용하기 위해.
  • 엄격한 공차에 중요: 항공우주 분야에서 특히 중요함, 자동차, 또는 장식적인 부분 표면 무결성 및 치수 정밀도 중요하다.

• 일반적인 값: 0.05코팅 유형 및 두께에 따라 –0.2mm.
• 응용: 자동차 트림, 항공우주 부품, 또는 장식용 하드웨어가 필요합니다. 높은 표면 품질과 내식성.

4. 패턴 허용치에 영향을 미치는 요인

패턴 수당은 의도적인 치수 조정 최종 주조가 설계 사양을 충족하는지 확인하기 위해 주조 패턴에 적용.

수당의 규모와 유형은 다음의 조합에 따라 달라집니다. 재료 특성, 캐스팅 방법, 기하학, 및 후처리 요구 사항.

재료 특성

• 열 팽창 및 수축: 금속과 합금은 가열되면 팽창하고 응고하는 동안 수축합니다..
  스테인리스강이나 고탄소강과 같은 고융점 합금은 알루미늄이나 아연과 같은 저융점 금속보다 더 큰 수축 허용치가 필요할 수 있습니다..
• 응고 행동: 액체-고체 수축이 큰 재료 (예를 들어, 망간강, 아연) 내부 공극이나 치수 부정확성을 방지하기 위해 정확한 공차가 필요합니다..
• 위상 변환: 고체 상태 변형을 겪는 합금 (예를 들어, 철강의 펄라이트 형성) 추가 수축이 발생할 수 있습니다., 수당 계산에 영향을 미침.

캐스팅 방식

• 모래 주조 대. 투자 주조: 모래 주형은 더 다공성이고 압축성이 있습니다., 초안 수당의 필요성을 줄이는 경우가 많습니다., 견고한 세라믹 주형을 사용한 매몰 주조에는 신중하게 계산된 드래프트 및 수축 허용치가 필요합니다..
• 영구 대. 소모성 금형: 소모성 금형 (예를 들어, 녹색 모래 또는 잃어버린 왁스) 수축과 뒤틀림 모두에 대해 더 큰 허용치가 필요할 수 있습니다., 영구 금형 동안 (강철 또는 주철) 차원적으로 안정하다, 더 엄격한 공차 허용.

형상 및 단면 두께

• 복잡한 모양: 얇은 벽, 긴 갈비뼈, 또는 깊은 구멍으로 인해 고르지 않은 냉각 및 국부적인 수축이 발생할 수 있습니다., 왜곡과 랩 허용이 필요함.
• 섹션 변형: 단면 두께의 차이가 크면 수축 차이가 발생할 수 있습니다.; 두꺼운 부분이 더 느리게 응고됩니다., 잠재적으로 싱크 마크를 일으킬 수 있음, 얇은 부분은 빠르게 냉각되어 덜 수축될 수 있습니다..

가공 및 마감 요구 사항

• 가공 수당: 주조 후 가공을 거치는 부품 (예를 들어, 플랜지, 베어링 표면) 추가 재료가 필요합니다, 일반적으로 합금 및 가공 공정에 따라 1~3mm.
• 코팅 또는 도금 허용량: 코팅 두께를 보상하기 위해 추가 허용량이 추가될 수 있습니다., 아노다이징 처리, 또는 도금 작업.

취급 및 패턴 제거

• 초안 수당: 패턴에는 금형 캐비티를 손상시키지 않고 금형에서 원활하게 제거할 수 있도록 구배 각도가 포함되어야 합니다..
  필요한 초안은 금형 유형 및 재료에 따라 다릅니다.: 1모래 주형 금속의 경우 –3°, 2견고한 매몰 금형의 경우 –5°.
• 랩수당: 금형 제거 시 무리한 힘을 가하면 변형이 발생할 수 있습니다.; 여유분은 배출 중 약간의 금형 왜곡을 보상할 수 있습니다..

환경 및 공정 조건

• 온도와 습도: 모래나 석고와 같은 금형 재료는 수분 함량에 따라 팽창하거나 수축합니다., 치수 정확도에 영향을 미침.
• 파운드리 관행: 냉각 속도, 곰팡이 압축, 금형 예열은 패턴 허용치에 미묘하게 영향을 미칠 수 있습니다., 특히 고정밀 또는 대규모 주조의 경우.

5. 일반적인 과제 및 모범 사례

정확한 주조를 위해서는 패턴 허용치가 필수적입니다., 하지만 이를 잘못 적용하면 치수 오류, 결함, 비용 증가.

6. 결론

패턴 수당은 캐스팅 성공에 결정적, 치수 정확도에 직접적인 영향을 미침, 기계적 성능, 및 제조 효율성.

**5가지 주요 유형인 수축 이해 및 적용, 가공, 초안, 왜곡, 랩핑/코팅 허용량—**엔지니어와 주조 전문가가 고품질 제품을 생산하는 데 도움이 됩니다., 결함없는 주물.

최신 시뮬레이션 및 강력한 품질 관리와 여유분 통합으로 보장됩니다. 일관된, 비용 효율적인 생산, 복잡한 형상과 고성능 소재에도 적용 가능.

 

자주 묻는 질문

가장 중요한 패턴허용은 무엇인가요??

수축 허용량이 가장 중요합니다., 냉각 중 금속의 부피 수축을 직접적으로 다루기 때문입니다..

잘못된 수축 허용량으로 인해 주조물 크기가 작아집니다., 종종 폐기되거나 값비싼 용접 수리가 필요한 것.

수축 허용량은 어떻게 계산됩니까??

수축 허용치는 주물의 공칭 치수의 선형 백분율로 계산됩니다.:

패턴 치수 = 공칭 치수 × (1 + 수축률). 예를 들어, 에이 100 mm 회주철 부품 (1.0% 수축) 필요하다 101 mm 패턴.

초안 수당이 필요한 이유?

드래프트 여유는 제거 중 금형 손상 및 패턴 변형을 방지합니다..

초안 없음, 패턴과 주물사 사이의 마찰로 인해 모래가 침식되거나 패턴이 파손될 수 있습니다., 주조 불량으로 이어짐.

매몰 주조에 필요한 가공 여유량?

인베스트먼트 주조는 주조된 표면이 매끄러움 (RA 1.6-3.2 μm), 그래서 가공 여유가 더 작습니다 (0.5외부 표면의 경우 –1.5mm) 모래 주조와 비교합니다 (2–4 mm).

왜곡 허용은 언제 필요합니까??

비대칭에는 왜곡 허용이 필요합니다., 벽이 얇은, 또는 고탄소강 주물, 불균일한 냉각 또는 상 변형으로 인해 변형이 발생하는 곳. 시뮬레이션이나 시험 캐스팅을 통해 결정되는 경우가 많습니다..

랩수당이 뭐야?, 그리고 왜 작아??

랩핑 여유분은 패턴 랩핑 중 금형 캐비티 확대를 보상합니다..

작다 (0.1–0.5 mm) 랩핑으로 인한 캐비티 변화는 수축이나 가공 여유에 비해 최소화되기 때문입니다..