Toleransi pemutus oleh proses pemutus yang berbeza

A toleransi pemutus Menentukan sisihan yang dibenarkan antara saiz nominal dan sebenar ciri.

Contohnya, toleransi ± 0.5 mm pada a 100 Dimensi mm bermaksud bahagian siap boleh diukur di mana sahaja di antara 99.5 mm dan 100.5 mm.

Pengaruh ketepatan sedemikian komponen sesuai, prestasi mekanikal, dan kebolehpercayaan perhimpunan.

Pada masa yang sama, Setiap kesepuluh milimeter dicukur dari anggaran toleransi boleh Meningkatkan kos acuan sebanyak 10-20%, menaikkan kadar sekerap sehingga sehingga 15%, dan Tambahkan dua hingga empat minggu masa memimpin perkakas.

Artikel ini mengkaji pelbagai proses pemutus -dari Hijau -dan ke Mati Casting-Dan mengukur keupayaan toleransi tipikal mereka.

Kami juga akan mengkaji semula ISO 8062 dan piawaian industri lain, garis besar yang diperlukan elaun corak dan pemesinan,

dan mengesyorkan pemeriksaan dan Kawalan Proses Statistik Kaedah yang membantu anda menyerang keseimbangan yang optimum antara kos dan ketepatan.

1. Memahami toleransi dalam pemutus

Sebelum memilih proses, menjelaskan konsep asas ini:

• Toleransi adalah jumlah variasi yang dibenarkan dalam dimensi.
• Peruntukan Adakah besar -besaran yang disengajakan atau undersize yang dibina untuk mengecut pengecutan, draf, atau pemesinan berikutnya.
• Sesuai menggambarkan bagaimana dua bahagian mengawan berinteraksi, mulai dari pelepasan sesuai (longgar) ke gangguan sesuai (ketat).

Selain itu, Toleransi pemutus mungkin linear (Mis., ± 0.5 mm) atau geometri (Mis., pekeliling, Perpendicularity), ditakrifkan menggunakan Gd&T simbol.

Ingat: setiap kelas toleransi anda menentukan boleh diterjemahkan ke dalam kos yang ketara dan kesan jadual.

Akibatnya, Perancangan pendahuluan yang berhati -hati -sejajar dengan keupayaan rakan kongsi pembuatan anda -membayar dividen dalam kualiti dan jumlah kos pemilikan.

2. Piawaian dan tatanama

Sebelum menentukan toleransi, anda memerlukan bahasa yang sama. Piawaian antarabangsa dan serantau menentukan kedua -duanya dimensi dan geometri Toleransi pemutus, Oleh itu, pereka dan foundries dapat bercakap dengan tepat.

ISO 8062 Toleransi pemutus (Ct) dan toleransi pemutus geometri (GCT)

ISO 8062-3 mentakrifkan Toleransi pemutus dimensi (Dct) gred dari CT1 melalui CT16, di mana nombor CT yang lebih rendah sesuai dengan toleransi yang lebih ketat. Dalam amalan:

• CT1 - CT4 (± 0.05-0.3 % dimensi) sesuai dengan bahagian-bahagian yang mati-matian dan bahagian tetap.
• CT5 -CT9 (± 0.1-0.8 %) Memohon kepada pelaburan dan casting cakera shell.
• CT10 - CT14 (± 0.4-2.0 %) Tutup pelbagai kaedah pasir.
• CT15 - CT16 (± 2.5-3.5 %) Hidangkan creatings yang sangat besar atau tidak kritikal.

Contohnya, pada a 200 ciri mm:

• A CT4 bahagian mungkin memegang ± 0.6 mm,
• Sementara a CT12 Pemutus pasir mungkin membenarkan ± 4 mm.

Melengkapkan gred CT, ISO 8062-2 mentakrifkan Toleransi pemutus geometri (GCT)-Buat bentuk (kebosanan, pekeliling), orientasi (Perpendicularity, Parallelism), dan kedudukan (kedudukan yang benar).

Setiap gred GCT (G1 -G8) Lapisan Kawalan Geometri ke Sampul Dimensi CT Nominal.

Serantau & Spesifikasi industri

Walaupun ISO menyediakan rangka kerja global, Banyak industri merujuk piawaian yang disesuaikan:

Nadca (Persatuan Pemutus Die Amerika Utara):

• Biasa toleransi: ± 0.25 mm setiap 100 mm (lebih kurang. Big Ct3 -ct4).
• Ketepatan toleransi: ± 0.10 mm setiap 100 mm (lebih kurang. ISO CT1 -CT2).
• NADCA juga mentakrifkan kelas berasingan untuk ketinggian, lubang, dan kebosanan Toleransi khusus untuk bahan mati seperti zink, aluminium, dan magnesium.

SFSA 2000 (Persatuan Pengasas Keluli 'Amerika):

• Memberikan toleransi pasir yang berkisar ± 0.4-1.6 mm per 100 mm, bergantung pada jenis acuan (Green-Sand vs. Resin-terikat).
• Jadualnya sesuai dengan kasar ISO CT11 -CT13.

BS 6615 (Standard British untuk Foundry)

• Penutup pasir, shell, dan pelaburan proses.
• Elaun biasa:

• • Pemutus pasir ± 0.5-2.0 mm/100 mm (CT11 -CT14)
  • Casting Shell ± 0.2-0.8 mm/100 mm (CT8 -CT12)
  • Pelaburan Pelaburan ± 0.1-0.5 mm/100 mm (CT5 -CT9)

3. Jadual Toleransi Casting (unit: mm)

Jadual berikut menyenaraikan nilai toleransi total maksimum untuk gred CT yang berbeza (Gred Toleransi Casting CT1 -CT16) dalam julat saiz asas yang berbeza.

4. Gambaran keseluruhan proses pemutus utama

Proses pemutus jatuh ke dalam tiga kategori luas-dibelanjakan -dibuang, kekal -dolar/didorong tekanan, dan Teknik khusus-Setap menawarkan keupayaan toleransi yang berbeza, permukaan selesai, dan struktur kos.

Kaedah acuan yang boleh dibuang

Pemutus pasir hijau

Tuangan pasir hijau kekal sebagai kaedah yang paling menjimatkan dan fleksibel untuk bahagian besar atau ringkas.

Foundris mencampur pasir silika, tanah liat, dan lembapan untuk membentuk acuan yang menghasilkan khas ISO CT11 -CT14 toleransi—kira-kira ±0.5–2.0% mana-mana dimensi tertentu (i.e., ±0.5–2.0 mm dihidupkan 100 mm).

Kemasan permukaan biasanya berkisar RA 6-12 μm, dan kos perkakas kekal rendah (selalunya <$500 setiap corak).

Terikat secara kimia & Tidak ada pasir

Menaik taraf kepada acuan pasir berikat resin atau tanpa bakar mengetatkan toleransi kepada CT9 -CT12 (±0.3–1.2%), meningkatkan kekuatan acuan, dan mengurangkan pencucian.

Kekasaran permukaan menurun kepada RA 3-6 μm, menjadikan kaedah ini sangat sesuai untuk bahagian sederhana kerumitan di mana ketepatan pasir hijau terbukti kecil.

Pelaburan (Hilang-Alat) Casting

Pelaburan Pelaburan, juga dikenali sebagai lost-wax, menghasilkan bentuk yang rumit dan dinding nipis dengan CT5 -CT9 toleransi—kira-kira ±0.1–0.5% (± 0.1-0.5 mm setiap 100 mm).

Itu Kemasan permukaan yang sangat baik (RA 0.8-2.0 μm) dan keupayaan untuk mengekalkan perincian yang baik membenarkan kos perkakas yang lebih tinggi (Selalunya $ 2,000- $ 10,000 setiap corak) dalam aeroangkasa, perubatan, dan aplikasi perindustrian mewah.

Pemutus Lost-Foam

Pemutus Lost-Foam Menggabungkan corak yang boleh dibuang dengan pasir yang tidak bertenaga, Tawaran CT10 - CT13 keupayaan (± 0.4-1.5%).

Sementara permukaan selesai (RA 4-8 μm) dan Kawalan Dimensi Kejatuhan Antara Green-Sand dan Pelaburan Pelaburan, Kaedah ini cemerlang dalam menghasilkan kompleks, Perhimpunan tunggal tanpa teras.

Acuan kekal & Kaedah yang didorong oleh tekanan

Mati Casting (Panas & Ruang sejuk)

Mati Casting menghasilkan toleransi as-cast yang paling ketat--CT1 - CT4, atau ± 0.05-0.3% dimensi (± 0.05-0.3 mm setiap 100 mm).

Julat kemasan permukaan biasa RA 0.5-1.5 μm. Kos perkakas pendahuluan yang tinggi (Selalunya $ 10,000- $ 200,000 setiap mati) bayar masuk masa kitaran secepat 15-60 saat dan kebolehulangan yang sangat baik untuk aluminium, zink, dan bahagian magnesium.

Graviti mati & Casting mati tekanan rendah

Graviti dan penekanan tekanan rendah, Menggunakan acuan logam yang boleh diguna semula, mencapai CT2-T6 toleransi (±0.1–0.5%) dengan RA 1-4 μm selesai.

Kerana mereka beroperasi tanpa kelajuan suntikan yang tinggi, Kaedah ini mengurangkan keliangan dan menguatkan komponen -terutamanya dalam roda automotif dan aplikasi pam.

Teknik khusus

Pemutus Centrifugal

Dengan berputar acuan pada 200-2,000 rpm, kuasa pemutus empar cair logam ke luar, menghasilkan dinding paip dan cincin padat. Toleransi radial jatuh CT3- CT8 (±0.1–0.5%).

Kemasan permukaan biasanya duduk di RA 3-8 μm, dan penyejukan arah meningkatkan sifat mekanikal dalam galas berat dan paip.

Plaster & Pemutus acuan seramik

Acuan plaster dan seramik -banyak digunakan untuk seni, Perhiasan, dan bahagian-bahagian aeroangkasa kecil-batch CT6 -CT9 toleransi (± 0.2-0.8%) dan RA 2-5 μm selesai.

Walaupun lebih perlahan dan lebih mahal daripada pasir, proses ini menampung perincian dan aloi khas.

5. Keupayaan toleransi dengan proses pemutus

Dalam bahagian ini, Kami membentangkan pandangan yang disatukan mengenai setiap proses yang biasa ISO 8062 Gred CT,

yang sepadan toleransi linear (sebagai peratusan dimensi dan dalam milimeter pada 100 mm), dan wakil kemasan permukaan.

6. Faktor yang mempengaruhi toleransi pemutus

Toleransi pemutus bukan sifat tetap proses -hasilnya dari interaksi kompleks antara tingkah laku material, Reka bentuk perkakas, Parameter proses, dan bahagian geometri.

Sifat bahan

Jenis logam atau aloi secara langsung mempengaruhi pengecutan, Aliran, dan kestabilan dimensi.

• Kadar penguncupan terma: Logam mengecut apabila penyejukan. Contohnya:

• • Besi kelabu: ~ 1.0%
  • Aluminium aloi: ~ 1.3%
  • Aloi zink: ~ 0.7%
  • Keluli: ~ 2.0% (bervariasi dengan kandungan karbon)

Pengecutan yang lebih tinggi mengakibatkan sisihan lebih banyak dimensi melainkan dikompensasi dengan reka bentuk perkakas.

• Tingkah laku ketidakstabilan dan pemejalan:

• • Logam dengan ketidakstabilan yang lebih tinggi (Mis., aluminium, gangsa) isi acuan dengan lebih tepat.
  • Pemejalan pesat di bahagian nipis atau logam rendah kelembapan boleh menyebabkan lompang dan pengecutan yang tidak sekata.

• Kesan aloi:

• • Silikon dalam besi tuang meningkatkan ketidakstabilan tetapi juga meningkatkan pengembangan.
  • Nikel dan Chromium Tingkatkan kestabilan dimensi dalam keluli.

Pembolehubah acuan dan perkakas

Sistem acuan sering merupakan penyumbang tunggal terbesar kepada variasi dimensi as-cast.

• Ketepatan corak:

• • CNC-machined corak mencapai toleransi yang jauh lebih baik daripada yang dibuat tangan.
  • Pakai dari masa ke masa merendahkan ketepatan-terutamanya dalam pemutus pasir tinggi.

• Draf sudut:

• • Diperlukan untuk melepaskan pemutus dari acuan, Sudut biasa:

• • • 1° -3 ° untuk permukaan luaran
    • 5° -8 ° untuk rongga dalaman

• • Draf berlebihan menambah variasi dimensi dan mesti diambilkira.

• Ketegaran dan pengembangan acuan:

• • Acuan pasir boleh dimampatkan dan berkembang di bawah haba, yang mempengaruhi toleransi.
  • Logam mati (dalam pemutus mati) lebih stabil secara dimensi, menyokong toleransi yang lebih ketat.

• Kekonduksian terma:

• • Penyejukan cepat (Mis., acuan logam) meminimumkan gangguan.
  • Penyejukan perlahan (Mis., acuan seramik atau plaster) Membolehkan lebih banyak masa untuk penguncupan bahan dan ubah bentuk.

Parameter proses

Bagaimana logam dicurahkan, dipenuhi, dan disejukkan dengan ketara mengubah dimensi akhir.

• Menuangkan suhu:

• • Terlalu panas meningkatkan hakisan acuan dan membesar-besarkan pengecutan.
  • Pemanasan kurang membawa kepada pengisian acuan yang lemah dan penutupan sejuk.

• Reka bentuk Gating dan Risering:

• • Gating yang buruk boleh menyebabkan pergolakan dan terperangkap udara, membawa kepada keliangan dan herotan.
  • Penaik yang tidak mencukupi mengakibatkan rongga mengecut yang mengurangkan integriti geometri.

• Kadar Penyejukan dan Kawalan Pemejalan:

• • Teknik seperti menggigil, pembatalan, dan zon penyejukan terkawal membantu memperhalusi ketepatan dimensi.
  • Dalam bahagian yang lebih tebal, pemejalan yang tidak sekata boleh menyebabkan pengecutan pembezaan dan Warping.

• Ketebalan dan Kerumitan Bahagian:

• • Bahagian nipis sejuk lebih cepat, menghasilkan saiz butiran yang lebih kecil dan kawalan dimensi yang lebih baik.
  • Geometri kompleks dengan ketebalan dinding yang berbeza-beza terdedah kepada Tempat panas dan tekanan dalaman, menjejaskan bentuk akhir.

Saiz dan geometri bahagian

Bahagian yang lebih besar mengumpul lebih banyak tekanan haba dan mekanikal, membawa kepada peningkatan herotan:

• A 1000 tuangan keluli mm mungkin berbeza ±3–5 mm, sementara a 100 bahagian aluminium mm boleh mengekalkan ±0.1 mm dengan tuangan pelaburan.
• Bahagian yang tidak simetri sering meledingkan disebabkan oleh penyejukan yang tidak seimbang dan aliran logam yang tidak sekata.
• Menggabungkan ketebalan dinding seragam, tulang rusuk, dan peralihan bulat meningkatkan kebolehramalan dimensi.

Jadual Ringkasan - Faktor Utama & Kesan biasa

Faktor	Kesan Biasa terhadap Toleransi
Pengecutan Terma Bahan	+0.7% ke +2.5% sisihan daripada dimensi acuan
Ketepatan corak (manual vs CNC)	±0.5 mm hingga ±0.05 mm varians
Draf Keperluan Sudut	Menambah 0.1–1 mm setiap 100 mm kedalaman
Mencurah Sisihan Suhu (±50°C)	Anjakan dimensi sehingga ±0.2 mm
Variasi Ketebalan Dinding	Boleh menyebabkan herotan ±0.3–0.6 mm
Pengembangan Acuan (pasir vs logam)	±0.1 mm hingga ±1.0 mm bergantung kepada jenis acuan

7. Elaun dalam corak dan reka bentuk acuan

Untuk mencapai toleransi akhir, Pereka membina elaun tertentu:

• Elaun pengecutan: Tambah 1.0-1.3 mm setiap 100 mm untuk aluminium, 1.0 mm/100 mm untuk besi.
• Elaun draf: 1° -3 ° tirus setiap muka menegak.
• Elaun pemesinan: 1-3 mm (bergantung pada proses dan ciri kritikal).
• Penyimpangan & Goncang: Tambahan 0.5-1.0 mm di dinding nipis untuk mengatasi goncang corak dan herotan.

Oleh dengan teliti Memohon nilai -nilai ini, Jurutera memastikan bahawa kedudukan besar yang besar dimensi kritikal ke dalam tetingkap toleransi yang dikehendaki.

8. Reka bentuk untuk kawalan toleransi

Reka bentuk yang berkesan meminimumkan jurang antara dimensi as-cast dan selesai:

• Bentuk berhampiran net: Bertujuan untuk menyampaikan ciri dalam ± 10% dari saiz akhir, Mengurangkan pemesinan oleh 70%.
• Gd&T Fokus: Sapukan kawalan ketat hanya ke antara muka kritikal; Benarkan toleransi gred CT pada permukaan yang tidak kritikal.
• Garis Panduan Geometri: Gunakan fillet yang murah hati (>1 jejari mm), ketebalan dinding seragam (≤10 mm variasi), dan rusuk diletakkan secara strategik untuk menghadkan herotan.

begitu reka bentuk ciri yang disengajakan membantu tuangan muncul lebih dekat dengan geometri sasarannya, memelihara kedua-dua kos dan kualiti.

9. Pemeriksaan dan jaminan kualiti

CMMS, pengimbas laser, dan sistem CT membolehkan pantas, pengukuran berketumpatan tinggi:

• Vernier & Mikrometer: "Semakan mengejut" pantas untuk pengesahan lulus pertama.
• Pengimbasan CMM/Optik: Pemetaan medan penuh terhadap model CAD; ketidakpastian tipikal: ±0.005 mm.
• Pengimbasan CT: Mengesahkan geometri dalaman, pengagihan liang, dan keseragaman ketebalan dinding.

Pelan kualiti harus termasuk Pemeriksaan artikel pertama (Fai), PPAP untuk automotif, atau AQL pensampelan (Mis., AQL 1.0) untuk larian volum tinggi.

Analisis punca punca mensasarkan lawatan toleransi—sama ada disebabkan perubahan acuan, Penyimpangan terma, atau memakai corak.

10. Keupayaan proses statistik

Untuk mengukur keupayaan operasi tuangan anda untuk memenuhi toleransi:

• Kira Cp (potensi proses) dan Cpk (prestasi proses) nilai; bertujuan untuk Cp ≥1.33 dan Cpk ≥1.0 untuk kawalan toleransi yang mantap.
• Gunakan SPC carta untuk memantau parameter pemutus kritikal: kekerasan acuan, menuangkan suhu, dan arah aliran dimensi.
• Melaksanakan JAS (Reka Bentuk Eksperimen) untuk mengenal pasti faktor utama dan mengoptimumkan gating, pemadatan acuan, dan kadar penyejukan.

11. Kesimpulan

Toleransi tuangan mewakili a perhubungan kritikal niat reka bentuk, keupayaan proses, dan realiti ekonomi.

Dengan mengasaskan keputusan dalam ISO 8062 gred CT, menyelaraskan dengan Nadca atau SFSA keperluan, dan menggabungkan dengan betul elaun corak, jurutera dan faundri boleh menghantar bahagian yang memenuhi kedua-dua matlamat prestasi dan belanjawan.

Selain itu, ketat pemeriksaan, kawalan statistik, dan teknologi digital yang sedang berkembang pesat—daripada acuan pasir bercetak 3D kepada simulasi masa nyata—mengetatkan toleransi as-cast dan mengurangkan pemesinan hiliran yang mahal.

Akhirnya, strategi toleransi yang betul memastikan bahawa komponen cast anda beralih dengan lancar dari kedai corak ke barisan pemasangan, menepati masa, mengikut bajet, dan dalam spesifikasi.