다른 캐스팅 프로세스에 의한 캐스팅 공차

에이 캐스팅 공차 기능의 공칭 및 실제 크기 사이의 허용 편차를 지정합니다..

예를 들어, a ± 0.5 mm 내성 100 MM 차원은 완성 된 부분이 사이의 어느 곳에서나 측정 할 수 있음을 의미합니다. 99.5 MM과 100.5 mm.

그러한 정밀도에 영향을 미칩니다 구성 요소 적합, 기계적 성능, 그리고 어셈블리 신뢰성.

동시에, 공차 예산에서 1 분의 1 밀리미터마다 면도되었습니다. 곰팡이 비용 증가 10-20%, 스크랩 속도를 최대로 높이십시오 15%, 그리고 2-4 주를 추가하십시오 툴링 리드 타임.

이 기사는 다양한 캐스팅 프로세스를 조사합니다 녹색 에게 다이캐스팅- 일반적인 공차 기능을 정량화합니다.

우리는 또한 검토 할 것입니다 ISO 8062 및 기타 산업 표준, 필요한 개요 패턴 및 가공 수당,

그리고 추천합니다 점검 그리고 통계 프로세스 제어 비용과 정밀 사이의 최적 균형을 유지하는 데 도움이되는 방법.

1. 캐스팅의 공차 이해

프로세스를 선택하기 전에, 이러한 기본 개념을 명확히하십시오:

• 용인 차원의 총 허용 변동입니다.
• 용돈 의도적 인 대형 크기 또는 크기의 크기는 수축을 캐스팅하기 위해 내장되어 있습니다., 초안, 또는 후속 가공.
• 맞다 두 개의 짝짓기 부품이 어떻게 상호 작용하는지 설명합니다, ~에 이르기까지 클리어런스에 맞습니다 (헐렁한) 에게 간섭에 맞습니다 (단단한).

게다가, 캐스팅 공차 일 수 있습니다 선의 (예를 들어, ±0.5mm) 또는 기하학적 (예를 들어, 둥글 원형, 수직), 정의 사용 GD&티 기호.

기억하다: 각 종류의 내성 지정할 수 있다고 지정하면 유형 비용 및 일정 영향으로 변환됩니다..

따라서, 신중한 선불 계획 (제조 파트너의 기능에 정렬 된 신중한 선불 계획)은 품질 및 총 소유 비용의 배당금을 지불합니다..

2. 표준 및 명명법

공차를 지정하기 전에, 일반적인 언어가 필요합니다. 국제 및 지역 표준은 두 가지를 정의합니다 치수 그리고 기하학적 캐스팅 공차, 따라서 디자이너와 파운드리는 정밀하게 말할 수 있습니다.

ISO 8062 캐스팅 공차 (CT) 기하학적 캐스팅 공차 (GCT)

ISO 8062-3 정의합니다 치수 주조 공차 (DCT) 등급 CT1 ~을 통해 CT16, 더 낮은 CT 숫자는 더 단단한 캐스트 공차에 해당합니다. 실제로:

• CT1 -CT4 (± 0.05–0.3 % 치수의) 고정밀 다이 캐스팅 및 영구적 인 분간 부품에 적합합니다.
• CT5 – CT9 (± 0.1–0.8 %) 투자 및 쉘-몰 캐스팅에 적용하십시오.
• CT10 -CT14 (± 0.4–2.0 %) 다양한 모래 주식 방법을 덮으십시오.
• CT15 -CT16 (± 2.5–3.5 %) 매우 크거나 비 임계 주물을 제공합니다.

예를 들어, a 200 MM 기능:

• 에이 CT4 부분이 유지 될 수 있습니다 ± 0.6 mm,
• a CT12 모래 주조가 허용 할 수 있습니다 ± 4 mm.

CT 등급 보완, ISO 8062-2 정의합니다 기하학적 주조 공차 (GCT)- 형태를 커버합니다 (평탄, 둥글 원형), 정위 (수직, 병행), 그리고 위치 (진정한 위치).

각 GCT 등급 (G1 – G8) 공칭 CT 차원 봉투에 대한 층 기하학적 제어.

지역 & 산업 사양

ISO는 글로벌 프레임 워크를 제공합니다, 많은 산업에서는 맞춤형 표준을 참조합니다:

NADCA (북미 다이 캐스팅 협회):

• 정상 용인: ± 0.25 mm 당 100 mm (대략. ISO CT3 -CT4).
• 정도 용인: ± 0.10 mm 당 100 mm (대략. ISO CT1 – CT2).
• NADCA는 또한 별도의 클래스를 정의합니다 키, 구멍, 그리고 평탄 아연과 같은 다이 캐스트 재료에 특정한 공차, 알류미늄, 그리고 마그네슘.

SFSA 2000 (철강 창립자 학회):

• 모래 캐스팅 공차 범위를 제공합니다 ± 0.4–1.6 mm 당 100 mm, 금형 유형에 따라 (녹색과 대. 수지 결합).
• 테이블은 대략적으로 해당합니다 ISO CT11 – CT13.

BS 6615 (파운드리의 영국 표준)

• 커버 모래, 껍데기, 그리고 투자 프로세스.
• 전형적인 수당:

• • 모래 주조 ± 0.5–2.0 mm/100 mm (CT11 – CT14)
  • 쉘 캐스팅 ± 0.2–0.8 mm/100 mm (CT8 – CT12)
  • 투자 주조 ± 0.1–0.5 mm/100 mm (CT5 – CT9)

3. 캐스팅 공차 테이블 (단위: mm)

다음 표는 다른 CT 등급의 최대 총 허용 값을 나열합니다. (캐스팅 공차 등급 CT1 – CT16) 다른 기본 크기 범위 내에서.

4. 주요 캐스팅 프로세스의 개요

캐스팅 프로세스는 세 가지 범주로 분류됩니다.소모품 몰드, 영구 몰/압력 부동성, 그리고 전문 기술- 독특한 공차 기능을 제공합니다, 표면 마감, 그리고 비용 구조.

소모품 방법

녹색 샌드 캐스팅

녹색 사업은 크고 단순한 부품의 가장 경제적이고 유연한 방법으로 남아 있습니다..

파운드리는 실리카 모래를 혼합합니다, 점토, 전형적인 수분을 형성하는 곰팡이를 형성합니다 ISO CT11 – CT14 공차 - ± 0.5–2.0% 주어진 차원의 (즉., ± 0.5–2.0 mm on 100 mm).

표면 마감은 일반적으로 범위입니다 RA 6–12 μm, 툴링 비용은 낮게 유지됩니다 (자주 <$500 패턴 당).

화학적 결합 & 굽는 모래

수지 결합 또는 굽지 않는 모래 금형으로 업그레이드하면 공차가 강화됩니다. CT9 – CT12 (± 0.3–1.2%), 곰팡이 강도를 향상시킵니다, 세척을 줄입니다.

표면 거칠기가 떨어집니다 RA 3-6 μm, 이 방법을 녹색 and 정밀도가 한계를 증명하는 중간 복잡한 부분에 적합하게 만들기.

투자 (잃어버린 왁스) 주조

투자 주조, Lost-Wax라고도합니다, 복잡한 모양과 얇은 벽을 생성합니다 CT5 – CT9 공차 - 감사합니다 ± 0.1–0.5% (± 0.1–0.5 mm 당 100 mm).

그것은 우수한 표면 조도 (RA 0.8-2.0 μm) 세부적인 세부 사항을 유지하는 능력이 더 높은 툴링 비용을 정당화합니다. (종종 패턴 당 $ 2,000– $ 10,000) 항공우주 분야에서, 의료, 및 고급 산업용 애플리케이션.

잃어버린 폼 캐스팅

잃어버린 폼 캐스팅 소모품 패턴과 결합되지 않은 모래를 결합합니다, 헌금 CT10 -CT13 능력 (± 0.4–1.5%).

표면 마무리하는 동안 (RA 4-8 μm) 그리고 치수 제어는 녹색 사업과 투자 주조 사이에 있습니다, 이 방법은 복합체를 생산하는 데 탁월합니다, 코어가없는 단일 피스 어셈블리.

영구적 인 사람 & 압력 중심 방법

다이 캐스팅 (더운 & 콜드 챔버)

다이캐스팅 가장 타이트한 캐스트 공차를 생성합니다.CT1 -CT4, 또는 ± 0.05–0.3% 치수의 (± 0.05–0.3 mm 당 100 mm).

일반적인 표면 마감 범위 RA 0.5-1.5 μm. 높은 선불 툴링 비용 (종종 $ 10,000– $ 200,000 다이 당 $ 200,000) 돈을 지불하십시오 사이클 시간은 15-60 초입니다 알루미늄에 대한 탁월한 반복성, 아연, 및 마그네슘 부품.

중력 다이 & 저압 다이 캐스팅

중력과 저압 다이 캐스팅, 재사용 가능한 금속 금형 사용, 성취하다 CT2-T6 공차 (± 0.1–0.5%) ~와 함께 RA 1-4 μm 마무리.

그들은 높은 주입 속도없이 작동하기 때문입니다, 이 방법은 다공성을 줄이고 구성 요소를 강화합니다. 특히 자동차 휠 및 펌프 응용 분야에서.

전문 기술

원심 캐스팅

200-2,000 rpm에서 금형을 회전시킵니다, 원심 캐스팅 력은 용융 금속이 바깥쪽으로 용융합니다, 조밀 한 파이프 벽과 링을 생산합니다. 방사형 공차가 떨어집니다 CT3 – CT8 (± 0.1–0.5%).

표면 마감은 일반적으로 앉습니다 RA 3-8 μm, 방향 냉각은 ​​중부 베어링 및 배관의 기계적 특성을 향상시킵니다..

벽토 & 세라믹 곰팡이 주조

석고 및 세라믹 곰팡이 - 예술에 잘 사용됩니다, 보석류, 소규모 배치 항공 우주 부품-제공 CT6 – CT9 공차 (± 0.2–0.8%) 그리고 RA 2-5 μm 마무리.

모래보다 느리고 비싸지 만, 이 과정은 미세한 세부 사항과 특수 합금을 수용합니다.

5. 캐스트 프로세스를 통한 공차 기능

이 섹션에서는, 우리는 각 프로세스의 일반적인 관점을 제시합니다 ISO 8062 CT 등급,

해당 선형 공차 (치수의 백분율 및 밀리미터로 100 mm), 그리고 대표 표면 마무리.

6. 주조 공차에 영향을 미치는 요인

캐스팅 공차는 프로세스의 고정 된 특성이 아닙니다. 재료 동작 사이의 복잡한 상호 작용으로 인해 발생합니다., 툴링 디자인, 프로세스 매개 변수, 그리고 부분 형상.

재료 특성

금속 또는 합금의 유형은 수축에 직접 영향을 미칩니다, 유동성, 및 치수 안정성.

• 열 수축률: 냉각시 금속이 줄어 듭니다. 예를 들어:

• • 회색 철: ~ 1.0%
  • 알류미늄 합금: ~ 1.3%
  • 아연 합금: ~ 0.7%
  • 강철: ~ 2.0% (탄소 함량에 따라 다릅니다)

수축이 높을수록 툴링 설계에 의해 보상되지 않는 한 더 많은 차원 편차.

• 유동성 및 응고 거동:

• • 금속 더 높은 유동성 (예를 들어, 알류미늄, 청동) 곰팡이를 더 정확하게 채 웁니다.
  • 빠른 응고 얇은 부분 또는 저 유량 금속에서는 공간을 유발할 수 있으며 불균일 한 수축이 발생할 수 있습니다..

• 합금 효과:

• • 규소 주철에서는 유동성을 향상시키고 확장도 증가합니다.
  • 니켈 그리고 크롬 강의 치수 안정성을 향상시킵니다.

곰팡이 및 툴링 변수

금형 시스템은 종종 캐스트 차원 변동에 대한 가장 큰 단일 기여자입니다..

• 패턴 정확도:

• • CNC 매치 패턴은 손으로 만들어진 것보다 훨씬 더 나은 내성을 달성합니다.
  • 시간이 지남에 따라 마모는 특히 대량의 모래 주조에서 정밀성을 저하시킵니다.

• 초안 각도:

• • 금형에서 주조를 해제하는 데 필요합니다, 전형적인 각도입니다:

• • • 1° –3 ° 외부 표면의 경우
    • 5° –8 ° 내부 공동의 경우

• • 과도한 초안은 차원 변동을 추가하고 설명해야합니다..

• 곰팡이 강성 및 팽창:

• • 모래 곰팡이 압축 가능하고 열에서 팽창합니다, 공차에 영향을 미칩니다.
  • 금속이 죽습니다 (다이 캐스팅에서) 더 치수적으로 안정적입니다, 더 엄격한 공차를 지원합니다.

• 열전도율:

• • 빠른 냉각 (예를 들어, 금속 금형) 왜곡을 최소화합니다.
  • 느린 냉각 (예를 들어, 세라믹 또는 석고 금형) 재료 수축 및 변형에 더 많은 시간을 허용합니다.

프로세스 매개변수

금속이 부어지는 방법, 고형화, 냉각 된 최종 치수를 크게 변경합니다.

• 쏟아지는 온도:

• • 과열은 곰팡이 침식을 증가시키고 과장된 수축을 과장합니다.
  • 과열로 인해 곰팡이가 부족하고 차가운 차가운 상태가됩니다.

• 게이팅 및 라이저 디자인:

• • 게이팅이 좋지 않으면 난기류와 공기 포획이 발생할 수 있습니다, 다공성과 왜곡으로 이어집니다.
  • 라이저가 불충분하면 기하학적 무결성을 줄이면 구멍이 수축됩니다..

• 냉각 속도 및 응고 제어:

• • 다음과 같은 기술 오한, 환기, 그리고 제어 된 냉각 구역 치수 정확도를 개선하는 데 도움이됩니다.
  • 두꺼운 부분에서, 고르지 않은 응고로 인해 발생할 수 있습니다 차등 수축 그리고 뒤틀림.

• 단면 두께와 복잡성:

• • 얇은 부분이 더 빨리 시원합니다, 입자 크기가 작고 치수 제어가 향상됩니다.
  • 벽 두께가 다양한 복잡한 형상이 발생하기 쉽습니다 핫스팟 그리고 내부 스트레스, 최종 모양에 영향을 미칩니다.

부품 크기 및 기하학

더 큰 부품은 더 많은 열 및 기계적 응력을 축적합니다, 왜곡이 증가합니다:

• 에이 1000 MM 스틸 캐스팅 ± 3–5 mm에 달할 수 있습니다, 동안 100 MM 알루미늄 부분 투자 캐스팅으로 ± 0.1 mm를 유지할 수 있습니다.
• 비대칭 부품은 불균형 냉각과 고르지 않은 금속 흐름으로 인해 종종 뒤틀립니다..
• 통합 균일 한 벽 두께, 갈비 살, 그리고 둥근 전환 치수 예측 가능성을 향상시킵니다.

요약 테이블 - 주요 요인 & 전형적인 영향

요인	공차에 대한 전형적인 영향
재료의 열 수축	+0.7% 에게 +2.5% 곰팡이 치수에서의 편차
패턴 정확도 (수동 대 CNC)	± 0.5 mm ~ ± 0.05 mm 분산
초안 각도 요구 사항	당 0.1–1 mm를 추가합니다 100 깊이의 mm
쏟아지는 온도 편차 (± 50 ° C)	최대 ± 0.2 mm 치수 이동
벽 두께 변화	± 0.3–0.6 mm 왜곡을 유발할 수 있습니다
곰팡이 확장 (모래 대 금속)	금형 유형에 따라 ± 0.1 mm ~ ± 1.0 mm

7. 패턴 및 곰팡이 설계의 허용

최종 공차를 달성합니다, 설계자들은 특정 수당을 구축합니다:

• 수축 허용: 당 1.0–1.3 mm를 추가하십시오 100 알루미늄 MM, 1.0 철의 경우 mm/100 mm.
• 초안 수당: 1수직면 당 ° –3 ° 테이퍼.
• 가공 여유: 1–3 mm (프로세스 및 특징 중요도에 따라).
• 왜곡 & 떨림: 패턴 쉐이크와 왜곡에 대응하기 위해 얇은 벽에서 0.5–1.0 mm 추가.

에 의해 세 심하게 이 값을 적용합니다, 엔지니어는 AS- 캐스트 대형 크기가 원하는 공차 창에 중요한 치수를 위치시켜 보장합니다..

8. 공차 제어를위한 설계

효과적인 디자인 CAST와 완성 된 치수 사이의 간격을 최소화합니다:

• 거의 네트 모양: 최종 크기의 ± 10% 이내에 기능을 제공하는 것을 목표로합니다, 가공 감소 70%.
• GD&초점: 중요한 인터페이스에만 타이트 컨트롤을 적용하십시오; 비정규 표면에서 CT 등급 공차를 허용하십시오.
• 기하학 가이드 라인: 관대 한 필렛을 사용하십시오 (>1 MM 반경), 균일 한 벽 두께 (≤10 mm 변동), 왜곡을 제한하기 위해 전략적으로 갈비뼈를 배치했습니다.

그런 의도적 인 기능 디자인 캐스팅이 대상 형상에 더 가까워 지도록 도와줍니다, 비용과 품질을 모두 보존합니다.

9. 검사 및 품질 보증

CMM, 레이저 스캐너, 그리고 CT 시스템은 빠르게 가능합니다, 고밀도 측정:

• 버니어 & 마이크로미터: 첫 패스 검증에 대한 빠른 "스팟 점검".
• CMM/광학 스캐닝: CAD 모델에 대한 풀 필드 매핑; 전형적인 불확실성: ± 0.005 mm.
• CT 스캔: 내부 기하학을 검증합니다, 기공 분포, 벽 두께 균일 성.

품질 계획에는 포함되어야합니다 초도품 검사 (FAI), PPAP 자동차 용, 또는 지능 견본 추출 (예를 들어, 지능 1.0) 대량으로 달리기.

근본 원인 분석 곰팡이 이동으로 인해 공차 여행을 대상으로합니다, 열 왜곡, 또는 패턴 마모.

10. 통계 프로세스 기능

캐스팅 작업의 공차를 충족하는 능력을 정량화합니다:

• 믿다 CP (프로세스 잠재력) 그리고 CPK (프로세스 성능) 값; 목표를 목표로합니다 CP ≥1.33 그리고 CPK ≥1.0 강력한 공차 제어를 위해.
• 사용 SPC 중요한 캐스팅 매개 변수를 모니터링하는 차트: 곰팡이 경도, 쏟아지는 온도, 그리고 치수 추세.
• 구현하다 암사슴 (실험 설계) 주요 요소를 식별하고 게이팅을 최적화합니다, 곰팡이 압축, 냉각 속도.

11. 결론

주조 공차는 a를 나타냅니다 중요한 넥서스 디자인 의도, 프로세스 기능, 그리고 경제 현실.

결정을 기반으로합니다 ISO 8062 CT 등급, 정렬 NADCA 또는 SFSA 요구 사항, 그리고 적절한 통합 패턴 허용, 엔지니어와 파운드리는 성과와 예산 목표를 모두 충족하는 부품을 제공 할 수 있습니다..

게다가, 엄밀한 점검, 통계 제어, 그리고 새로운 디지털 기술-3D 프린트 모래 금형에서 실시간 시뮬레이션에 이르기까지-캐스트 공차를 조여서 고가의 다운 스트림 가공을 줄이고 있습니다..

궁극적으로, 올바른 공차 전략은 캐스트 구성 요소가 패턴 상점에서 조립 라인으로 부드럽게 전환되도록합니다., 제 시간에, 예산에, 그리고 사양 내에서.