Толеранције за ливење по различитим процесима ливења

А толеранција за ливење Одређује дозвољено одступање између номиналне и стварне величине функције.

На пример, толеранција од ± 0,5 мм на а 100 мм димензија значи да је готов део може мерити било где између 99.5 мм и 100.5 мм.

Таква прецизна утицаја Компонента се уклапа, Механичке перформансе, и Поузданост монтаже.

Истовремено, Свака десетина милиметра обријала је буџет толеранције може Повећајте трошкове калупа за 10-20%, Подигните стопе отпада до 15%, и Додајте две до четири недеље време алата.

Овај чланак анкетира низ процеса ливења - од зелени песак до ливење-И квантификује њихове типичне могућности толеранције.

Такође ћемо прегледати ИСО 8062 и друге индустријске стандарде, опис неопходан Образац и додаци за обраду,

и препоручити инспекција и Статистичка контрола процеса Методе које вам помажу да ударите о оптималном равнотежи између трошкова и прецизности.

1. Разумевање толеранције у ливење

Пре одабира процеса, Разјасните ове концепте за оснивање:

• Толеранција Да ли је тотална дозвољена варијација у димензији.
• Додатак је намерно превелик или уграђен уграђен за скупљање, нацрт, или накнадна обрада.
• Прикладан описује како два дела парења интеракцију, у распону од одобрење се уклапа (лабав) до сметње се уклапа (чврсто).

Штавише, толеранције за ливење могу бити линеарни (Нпр., ± 0,5 мм) или геометријски (Нпр., кружност, перпендикуларност), дефинисано коришћењем Гд&Т симболи.

Сетити се: Свака класа толеранције Наведите да преведете у опипљиве трошкове и распоредите ударце.

Сходно томе, Пажљиво унапред планирање унаприједљивости са могућностима вашег производног партнера - исплаћује дивиденде у квалитету и укупне трошкове власништва.

2. Стандарди и номенклатура

Пре одређивања толеранција, потребан вам је заједнички језик. Међународни и регионални стандарди дефинишу оба димензионалан и геометријски Толеранције за ливење, Дакле, дизајнери и лиљини могу да разговарају са прецизношћу.

ИСО 8062 Толеранција за ливење (Цт) и геометријски толеранција за ливење (Гкт)

ИСО 8062-3 дефинисати Димензионална толеранција за ливење (Дкт) Оцене од ЦТ1 кроз ЦТ16, Тамо где нижи ЦТ бројеви одговарају чвршћем толеранцијама од лијева. У пракси:

• ЦТ1 - ЦТ4 (± 0,05-0.3 % димензија) Одијело дијелове за дие-ливење и трајне калупе.
• ЦТ5-ЦТ9 (± 0.1-0.8 %) Пријавите се на одливљивање улагања и калупа за шкољке.
• ЦТ10 - ЦТ14 (± 0,4-2.0 %) Покријте разне методе ливења песка.
• ЦТ15 - ЦТ16 (± 2.5-3.5 %) служите веома великим или некритичким одливима.

На пример, на а 200 ММ функција:

• А ЦТ4 део се може држати ± 0,6 мм,
• Док је а ЦТ12 ливење песка може дозволити ± 4 мм.

Допуњени ЦТ разреде, ИСО 8062-2 дефинисати ГЕОМЕТРИЧКИ ТОЛЕРАНЦИЈЕ ЛЕВИНГА (Гкт)-Слави облик (равност, кружност), оријентација (перпендикуларност, паралелизам), и положај (прави положај).

Сваки ГЦТ оцена (Г1-Г8) Слојеви геометријска контрола на номиналну цивету ЦТ димензија.

Регионални & Спецификације индустрије

Док ИСО пружа глобални оквир, Многе индустрије референце прилагођене стандарде:

Надца (Северноамеричко удружење ливења умрлих):

• Нормалан толеранција: ± 0,25 мм по 100 мм (приближно. ИСО ЦТ3 -ЦТ4).
• Прецизност толеранција: ± 0,10 мм по 100 мм (приближно. ИСО ЦТ1-ЦТ2).
• НАДЦА такође дефинише одвојене часове за висина, рупа, и равност толеранције специфичне за материјале који су умрли као што су цинк, алуминијум, и магнезијум.

СФСА 2000 (Друштво Америке Стеел Фоундерс):

• Пружа толеранције на пескови у распону ± 0,4-1,6 мм по 100 мм, Зависно од врсте плијесни (зелени песак вс. смола).
• Њене таблице одговарају отприлике ИСО ЦТ11-ЦТ13.

Бс 6615 (Бритисх Стандард за ливницу)

• Навлаке песка, шкољка, и инвестиција процеси.
• Типични додаци:

• • Ливење песка ± 0,5-2,0 мм / 100 мм (ЦТ11-ЦТ14)
  • Схелл Цастинг ± 0,2-0,8 мм / 100 мм (ЦТ8-ЦТ12)
  • Инвестициони ливење ± 0,1-0,5 мм / 100 мм (ЦТ5-ЦТ9)

3. Табела толеранције за ливење (јединица: мм)

Следећа табела приказује максимално укупне вредности толеранције за различите ЦТ разреде (ЦТ1-ЦТ16 ЦТ1-ЦТ16) У различитим распонима основне величине.

4. Преглед главних процеса ливења

Процеси ливења падају у три широке категорије -калупан калуп, Стални калуп / притисак, и Специјалне технике-Уацх који нуди различите способности толеранције, Површински завршетак, и трошковне структуре.

Потрошене методе калупа

Ливење зеленог песка

Ливење зеленог песка остаје најекономичнији и флексибилнији метод за велике или једноставне делове.

Ливериес Миед Силица Санд, глина, и влага да формирају калупе који дају типично ИСО ЦТ11-ЦТ14 толеранције - о ± 0,5-2,0% било које дате димензије (Тј., ± 0,5-2,0 мм на 100 мм).

Површинска завршница Опћенито распони РА 6-12 μм, и трошак алата остаје низак (често <$500 по узору).

Хемијски везан & Без песка

Надоградња до селених или без печених пешчаних калупа затеже толеранције ЦТ9-ЦТ12 (± 0,3-1,2%), Побољшава снагу калупа, и смањује опрати.

Површинска храпавост пада на РА 3-6 μм, Учинити ове методе погодне за делове средње сложености у којима се прецизност зелене песка доказује маргиналним.

Инвестиција (Изгубљени восак) Ливење

Инвестициони ливење, Такође познат као изгубљени восак, производи замршене облике и танке зидове са ЦТ5-ЦТ9 толеранције - отприлике ± 0,1-0,5% (± 0,1-0,5 мм по 100 мм).

То је Одлична површинска завршна обрада (РА 0,8-2.0 μм) и способност да се одржи фини детаљ оправдати веће трошкове алата (Често 2.000 до 10.000 долара по узору) у ваздухопловству, медицински, и врхунске индустријске апликације.

Изгубљени ливење пене

Изгубљени ливење пене комбинује расходне узорке са нетрведеним песком, нудећи ЦТ10 - ЦТ13 могућности (± 0,4-1,5%).

Док је површинска завршна обрада (РА 4-8 μм) и димензионална контрола пада између зеленог песка и улагања, Ова метода се одликује производњом комплекса, Једноделне склопове без језгара.

Стални калуп & Методе под притиском

Ливење (Топло & Хладна комора)

Ливење приноси најтежи толеранције у случајуЦТ1 - ЦТ4, или ± 0,05-0,3% димензија (± 0,05-0,3 мм по 100 мм).

Типична површинска завршетка РА 0,5-1.5 μм. Високи трошкови алата за надокнаду (Често 10.000 долара - 200.000 долара по умиру) отплатити Циклус времена брже од 15-60 секунди и одлична поновљивост за алуминијум, цинка, и делови магнезијума.

Гравитација умрети & Дие ливење мале притиска

Гравитација и ливење мале под притиском, Коришћење металних калупа за вишекратну употребу, постићи ЦТ2 -Т6 толеранције (± 0,1-0,5%) са РА 1-4 μм завршава се.

Јер делују без високих брзина убризгавања, Ове методе смањују порозност и ојачати компоненте - посебно у програмима аутомобила и пумпе.

Специјалне технике

Центрифугално ливење

Спиннинг ЦЛиНС-ом на 200-2.000 о / мин, Центрифугалне снаге ливења растопљени метални споља, Израда густе зидова цеви и прстена. Радиал толеранција пада у ЦТ3- ЦТ8 (± 0,1-0,5%).

Површинска завршница обично седи на РА 3-8 μм, и смерни хлађење повећава механичка својства у тешким лежајевима и цевоводима.

Малтер & Каливо за керамику

Гипс и керамички калупи - у великој мери који се користе за уметност, накит, и мале пакетне ваздухопловне делове ЦТ6-ЦТ9 толеранције (± 0,2-0,8%) и РА 2-5 μм завршава се.

Иако је спорији и скупљи од песка, Ови процеси смерају фине детаље и посебне легуре.

5. Могућности толеранције по процесу ливења

У овом одељку, Представљамо консолидовани поглед на типично у сваком процесу ИСО 8062 ЦТ разред,

одговара линеарна толеранција (као проценат димензије и милиметра на 100 мм), и представник површинска завршна обрада.

6. Фактори који утичу на толеранције за ливење

Толеранције за ливење нису фиксна својства процеса - они резултирају сложеним међусобним интерплаима између материјалног понашања, Дизајн алата, Параметри процеса, и део геометрије дела.

Материјална својства

Врста метала или легура директно утиче на скупљање, Пролазност, и димензионална стабилност.

• Топлотне стопе контракције: Метали се смањују на хлађење. На пример:

• • Сиво гвожђе: ~ 1,0%
  • Алуминијум легуре: ~ 1,3%
  • Финково легуре: ~ 0,7%
  • Челик: ~ 2,0% (варира са садржајем угљеника)

Већа резултати скупљања у више димензионално одступање ако није надокнађена дизајном алата.

• Понашање флуидности и очвршћивања:

• • Метали са већа флуидност (Нпр., алуминијум, бронза) Тачније испуњавају калупе.
  • Брзо очвршћавање у танким одељцима или ниским флуинтитес металима могу изазвати празнине и неравнотежено скупљање.

• Алегатинг ефекти:

• • Силицијум у ливеном гвожђем побољшава флуидност, али такође повећава ширење.
  • Никл и хром Појачати стабилност димензије у челикама.

Променљиве калупа и алата

Систем калупа је често јединствени највећи допринос у складу са варијацијом димензија.

• Тачност узорка:

• • ЦНЦ машине обрасци постижу далеко бољу толеранцију од ручних израђених.
  • Носите се временом деградира прецизност - посебно у ливењу песка високог обима.

• Нацрт углова:

• • Потребан за ослобађање ливења из калупа, типични углови су:

• • • 1° -3 ° За спољне површине
    • 5° -8 ° За унутрашње шупљине

• • Прекомерни нацрт додаје се димензионалне варијације и мора се рачунати.

• Калупа крутост и ширење:

• • Пешчани калупи су компримовани и прошири се под топлотом, што утиче на толеранције.
  • Метал умире (Улирање умрлих) су димензионалније стабилни, Подршка чвршћем толеранцијама.

• Топлотна проводљивост:

• • Брзо хлађење (Нпр., метални калупи) минимизира изобличење.
  • Споро хлађење (Нпр., Керамички или гипсани калупи) Омогућује више времена за материјалску контракцију и деформацију.

Параметри процеса

Како се метал сипа, очврснути, и охлађен значајно мења коначне димензије.

• Температура изливања:

• • Прегревање повећава ерозију калупа и преувеличавају скупљање.
  • Подгревање доводи до лошег пуњења плијесни и хладним затварачима.

• Дизајн за гаћивање и растурање:

• • Лоше кабине може проузроковати турбуленције и ваздушни ухват руке, што доводи до порозности и изобличења.
  • Недовољни рисери резултирају смањујућим шупљинама који смањују геометријски интегритет.

• Стопа хлађења и солидација:

• • Технике као што су охладити, одзрачивање, и Контролисане зона хлађења Помозите прецизирању димензионалне тачности.
  • У дебљим одељцима, Неравномерно очвршћавање може проузроковати диференцијална скупљања и препостављање.

• Дебљина и сложеност секције:

• • Танки одељци су брже хладе, резултирајући мањим величином зрна и бољом димензионалном контролом.
  • Сложене геометрије са различитим дебљинама зида су склоне топле спотове и унутрашњи напредови, утјечући на коначни облик.

Величина и геометрија дела

Већи делови акумулирају више топлотних и механичких напона, што доводи до повећане изобличења:

• А 1000 мм челични ливење може варирати ± 3-5 мм, док је а 100 мм алуминијумски део може да одржава ± 0,1 мм са улагањем улагања.
• Асиметрични делови често основе због неуравнотеженог хлађења и неравномерног протока метала.
• Који укључује Уједначена дебљина зида, ребра, и заобљени прелази Појачава димензионалну предвидљивост.

Сажети сто - Кључни фактори & Типични утицаји

Фактор	Типичан утицај на толеранцију
Термално скупљање материјала	+0.7% до +2.5% Одступање од димензије калупа
Тачност узорка (Приручник ВС ЦНЦ)	± 0,5 мм до ± 0,05 мм Варијанца
Нацрт услова угла	Додаје 0,1-1 мм по 100 мм дубине
Изливање темп-а одступање (± 50 ° Ц)	До ± 0,2 мм димензионалне смене
Варијација дебљине зида	Може изазвати ± 0,3-0,6 мм дисторзије
Проширење калупа (песак вс метал)	± 0,1 мм до ± 1,0 мм у зависности од врсте плијесни

7. Накнаде у обрасцу и дизајну плијесни

Да би се постигле коначне толеранције, Дизајнери граде у одређеним додацима:

• Накнада за скупљање: Додајте 1,0-1,3 мм по 100 мм за алуминијум, 1.0 мм / 100 мм за гвожђе.
• Нацрт додатка: 1° -3 ° конус по вертикалном лицу.
• Додатак за обраду: 1-3 мм (у зависности од процеса и обележавања критичности).
• Дисторзија & Протрести: Додатних 0,5-1,0 мм у танким зидовима за пробијање узорка и изобличење.

Од пажљиво Примјена ових вредности, Инжењери осигуравају да позитивни позиционирање у случају да се превелик дисциплине у жељену прозор толеранције.

8. Дизајн за контролу толеранције

Ефикасан дизајн минимизира јаз између костима и готових димензија:

• Блиско-нето облик: Циљ је испоручити функције у року од ± 10% коначне величине, Смањивање обраде од стране 70%.
• Гд&Т фокус: Нанесите тесне контроле само на критичне интерфејсе; Дозволите толеранције ЦТ-разреда на некритичким површинама.
• Смернице за геометрије: Користите великодушне филете (>1 мм радијус), Уједначена дебљина зида (≤10 мм Варијација), и стратешки постављени ребра за ограничавање изобличења.

Такав Намјерни дизајн функција Помаже да се одлазе ближе приближавању својој циљној геометрији, очување и трошкове и квалитет.

9. Инспекција и осигурање квалитета

Цммс, Ласерски скенери, и ЦТ системи омогућавају брзо, Мерење високог густине:

• Верниер & Микрометар: Брзо "СПОТ ЦХЕЦКС" за провјеру прве пропусности.
• ЦММ / оптичко скенирање: Мапирање пуноправног поља против ЦАД модела; типична несигурност: ± 0,005 мм.
• ЦТ скенирање: Потврђује интерне геометрије, дистрибуција пора, и униформност зида дебљине.

Планови квалитета треба да укључују Први преглед чланка (Фајти), Ппап за аутомобилску аутомобилу, или Обавештајна служба узорковање (Нпр., Обавештајна служба 1.0) за вожње високог јачине звука.

Анализа узрока Циља излетела толеранције - било да је услед померања калупа, топлотна изобличења, или узорак.

10. Способност статистичког процеса

Да квантификује способност вашег ливења да испуни толеранцију:

• Израчунати Цп (процесни потенцијал) и ЦПК (перформансе процеса) вредности; замишљати ЦП ≥1.33 и ЦПК ≥1.0 За снажну контролу толеранције.
• Употреба Спц Графикони за праћење критичних параметара за ливење: тврдоћа калупа, Температура изливања, и трендови димензија.
• Примена Дое (Дизајн експеримената) да идентификујете кључне факторе и оптимизирајте га, збијање плијесни, и расхладне стопе.

11. Закључак

Толеранције за ливење представљају а критички некус намера дизајна, способност процеса, и економска стварност.

Уземљењем одлука у ИСО 8062 ЦТ оцене, поравнавање са Надца или СФСА захтеви, и укључивање правилног Образац, Инжењери и ливнице могу да испоруче делове који испуњавају и перформансе и буџетске циљеве.

Штавише, ригорозан инспекција, статистичка контрола, и Елагирајуће дигиталне технологије-Фром 3Д-штампане пешчане калупе у симулацији у реалном времену - затежавају толеранције у стварном ливењу и смањење скупог низводног обраде.

На крају, Прави стратегију толеранције осигурава да ваше ливене компоненте несметано извадите са продавнице за монтажу, на време, на буџет, и у оквиру спецификације.