Farklı döküm işlemlerine göre toleranslar döküm

A Döküm Toleransı Bir özelliğin nominal ve gerçek boyutu arasında izin verilen sapmayı belirtir.

Örneğin, bir 100 MM boyutu, bitmiş kısmın aralarında herhangi bir yerde ölçebileceği anlamına gelir. 99.5 mm ve 100.5 mm.

Bu tür hassas etkiler bileşen uyumu, mekanik performans, Ve montaj güvenilirliği.

Aynı zamanda, Bir milimetrenin onda biri tolerans bütçesini traş etti Kalıp maliyetini% 10-20 artırın, hurda oranlarını artırmak 15%, Ve İki ila dört hafta ekleyin takım kurşun süresi.

Bu makale bir dizi döküm işlemini araştırıyor - yeşil ile döküm— Ve tipik tolerans yeteneklerini ölçer.

Ayrıca inceleyeceğiz ISO 8062 ve diğer endüstri standartları, Anahat gerekli desen ve işleme ödenekleri,

ve tavsiye denetleme Ve İstatistiksel - Ücret - Kontrol Maliyet ve hassasiyet arasındaki en uygun dengeyi vurmanıza yardımcı olan yöntemler.

1. Dökümde toleransları anlamak

Bir işlem seçmeden önce, Bu temel kavramları netleştirin:

• Hoşgörü bir boyutta izin verilen toplam varyasyon.
• Ödenek Dökme büzülmesi için kasıtlı büyük veya küçük boyutludur, taslak, veya müteakip işleme.
• Yerleştirmek İki çiftleşme parçasının nasıl etkileştiğini açıklar, arasında değişen Gezinme uyuyor (gevşetmek) ile Müdahale uyuyor (sıkı).

Dahası, Döküm toleransları olabilir doğrusal (örneğin, ±0,5 mm) veya geometrik (örneğin, dairesellik, dikeylik), kullanarak tanımlanmış GD&T semboller.

Hatırlamak: Her tolerans sınıfı Somut maliyet ve planlama etkileri haline getirilebileceğini belirtiyorsunuz.

Sonuç olarak, Üretim ortağınızın yetenekleriyle hizalanmış dikkatli planlama, kalite ve toplam mülkiyet maliyeti temettüleri ödemeler.

2. Standartlar ve isimlendirme

Toleranslar belirtmeden önce, Ortak bir dile ihtiyacın var. Uluslararası ve bölgesel standartlar her ikisini de tanımlar boyutlu Ve geometrik Döküm Toleransları, Böylece tasarımcılar ve dökümhaneler hassasiyetle konuşabilir.

ISO 8062 Döküm Toleransı (BT) ve geometrik döküm toleransı (Gct)

ISO 8062-3 tanımlar Boyutsal Döküm Toleransı (DCT) notlar CT1 başından sonuna kadar CT16, daha düşük BT sayılarının daha sıkı döküm toleranslarına karşılık geldiği yer. pratikte:

• CT1 - CT4 (± 0.05-0.3 % boyut) Yüksek hassasiyetli kalıp döküm ve kalıcı kalıp parçaları.
• CT5 - CT9 (± 0.1-0.8 %) Yatırım ve kabuklu döküm dökümlerine başvurun.
• CT10 - CT14 (± 0.4-2.0 %) Çeşitli kum döküm yöntemlerini kapsar.
• CT15 - CT16 (± 2.5-3.5 %) Çok büyük veya kritik olmayan dökümler sunmak.

Örneğin, bir 200 MM özelliği:

• A CT4 parça tutabilir ± 0.6 mm,
• Bir CT12 Kum dökümü izin verebilir ± 4 mm.

CT notlarını tamamlayan, ISO 8062-2 tanımlar Geometrik döküm toleransları (Gct)- Formu Kapatma (düzlük, dairesellik), yönlendirme (dikeylik, paralellik), ve pozisyon (gerçek pozisyon).

Her GCT sınıfı (G1 - G8) Nominal BT Boyutlu Zarf Üzerine Geometrik Kontrol Katmanları.

Bölgesel & Endüstri özellikleri

ISO küresel bir çerçeve sağlarken, Birçok endüstri uyarlanmış standartlara referans:

Nadca (Kuzey Amerika Kalıp Dökümü Derneği):

• Normal tolerans: Başına ± 0.25 mm 100 mm (yaklaşık. ISO CT3 -CT4).
• Kesinlik tolerans: Başına ± 0.10 mm 100 mm (yaklaşık. ISO CT1 - CT2).
• NADCA ayrıca ayrı sınıflar tanımlar yükseklik, delik, Ve düzlük çinko gibi döküm materyallere özgü toleranslar, alüminyum, ve magnezyum.

SFSA 2000 (Amerika'nın Çelik Kurucular Derneği):

• Değişen kum dökme toleransları sağlar ± 0.4-1.6 mm başına 100 mm, Kalıp tipine bağlı olarak (Yeşil-kum vs. reçine bağlı).
• Tabloları kabaca karşılık geliyor ISO CT11 - CT13.

BS 6615 (Döküm için İngiliz Standardı)

• Kapaklar kum, kabuk, Ve yatırım süreçler.
• Tipik ödenekler:

• • Kum dökümü ± 0.5-2.0 mm/100 mm (CT11 - CT14)
  • Kabuk dökümü ± 0.2-0.8 mm/100 mm (CT8 - CT12)
  • Yatırım dökümü ± 0.1-0.5 mm/100 mm (CT5 - CT9)

3. Döküm Tolerans Tablosu (birim: mm)

Aşağıdaki tabloda, farklı BT dereceleri için maksimum toplam tolerans değerleri (Döküm Tolerans derecesi CT1 - CT16) farklı temel boyut aralıkları içinde.

4. Büyük döküm süreçlerine genel bakış

Döküm süreçleri üç geniş kategoriye girer -harcanabilir -, Kalıcı - Karşı/Basınç Tahliyeli, Ve Özel teknikler—Her farklı tolerans yetenekleri sunmak, yüzey bitirmeleri, ve maliyet yapıları.

Harcanabilir.

Yeşil Kum dökümü

Yeşil-kum dökümü, büyük veya basit parçalar için en ekonomik ve esnek yöntem olmaya devam ediyor.

Dökülükler Silika Kum Mix, kil, ve tipik olan kalıplar oluşturmak için nem ISO CT11 - CT14 Toleranslar - Hakkında ±% 0.5-2.0 herhangi bir boyutun (yani., ± 0.5-2.0 mm 100 mm).

Yüzey kaplama genellikle aralıklar RA 6-12 μm, ve takım maliyeti düşük kalır (sıklıkla <$500 desen başına).

Kimyasal olarak bağlı & Pişim Kumu

Reçine bağlı veya pişmemiş kum kalıplarına yükseltme, toleransları sıkılaştırır. CT9 - CT12 (±% 0.3-1.2), Kalıp mukavemetini geliştirir, ve yıkamayı azaltır.

Yüzey pürüzlülüğü düşer RA 3-6 μm, Bu yöntemleri, yeşil kum hassasiyetinin marjinal olduğunu kanıtladığı orta karmaşıklık parçaları için çok uygun hale getirmek.

Yatırım (Kayıp) Döküm

Hassas döküm, Lost-Wax olarak da bilinir, Karmaşık şekiller ve ince duvarlar üretir CT5 - CT9 toleranslar - yaklaşık olarak ±% 0.1-0.5 (Başına ± 0.1-0.5 mm 100 mm).

Onun mükemmel yüzey kalitesi (RA 0.8-2.0 μm) ve ince ayrıntıları koruma yeteneği, daha yüksek takım maliyetlerini haklı çıkarır (Genellikle patern başına 2.000 $ - 10.000 $) havacılıkta, tıbbi, ve üst düzey endüstriyel uygulamalar.

Kayıp köpük dökümü

Kayıp köpük dökümü Harcanabilir desenleri bağsız kumla birleştirir, teklif CT10 - CT13 yetenekler (±% 0.4-1.5).

Yüzey kaplaması sırasında (RA 4-8 μm) ve yeşil kum ve yatırım dökümü arasında boyutsal kontrol düşüyor, Bu yöntem, kompleks üretme konusunda mükemmeldir, Çekirdeksiz tek parça montajlar.

Kalıcı & Basınç odaklı yöntemler

Döküm (Sıcak & Soğuk Oda)

döküm En sıkı döküm toleransları verir-CT1 - CT4, veya ± 0.05-0.3% boyut (± 0.05-0.3 mm 100 mm).

Tipik yüzey kaplama aralıkları RA 0.5-1.5 μm. Yüksek ön takım maliyetleri (genellikle ölümsüz başına 10.000-200.000 dolar) ödemek 15-60 saniyeye kadar döngü süreleri ve alüminyum için mükemmel tekrarlanabilirlik, çinko, ve magnezyum parçaları.

Yerçekimi ölür & Düşük basınçlı kalıp döküm

Yerçekimi ve düşük basınçlı kalıp döküm, Yeniden kullanılabilir metal kalıplar kullanma, başarmak CT2-T6 toleranslar (±% 0.1-0.5) ile RA 1-4 μm bitiş.

Çünkü yüksek enjeksiyon hızları olmadan çalışırlar, Bu yöntemler, özellikle otomotiv tekerleği ve pompa uygulamalarında gözenekliliği azaltır ve bileşenleri güçlendirir.

Özel teknikler

Savurma döküm

200-2.000 rpm'de kalıpları döndürerek, Santrifüj döküm kuvvetleri erimiş metali dışarıya doğru, yoğun boru duvarları ve halkaları üretme. Radyal tolerans düşer CT3– CT8 (±% 0.1-0.5).

Yüzey kaplama tipik olarak RA 3-8 μm, ve yönlü soğutma, ağır hizmet tipi rulmanlar ve borulardaki mekanik özellikleri geliştirir.

Alçı & Seramik Kalıp Dökümü

Alçı ve Seramik Kalıplar - Sanat için büyük ölçüde kullanılır, takı, ve küçük partili havacılık parçaları- CT6 - CT9 toleranslar (±% 0.2-0.8) Ve RA 2-5 μm bitiş.

Kumdan daha yavaş ve daha pahalı olmasına rağmen, Bu işlemler ince ayrıntılar ve özel alaşımlar.

5. Döküm işlemi ile tolerans yetenekleri

Bu bölümde, Her sürecin tipik olarak konsolide bir görünümünü sunuyoruz ISO 8062 CT sınıfı,

karşılık gelen doğrusal tolerans (Boyutun yüzdesi ve milimetre olarak 100 mm), ve bir temsilci yüzey kalitesi.

6. Döküm toleranslarını etkileyen faktörler

Döküm toleransları bir sürecin sabit özellikleri değildir - malzeme davranışı arasındaki karmaşık bir etkileşimden kaynaklanırlar, takım tasarımı, İşlem parametreleri, ve parça geometrisi.

Malzeme Özellikleri

Metal veya alaşım türü, büzülmeyi doğrudan etkiler, akışkanlık, ve boyutsal kararlılık.

• Termal Kasılma Oranları: Metaller soğutma üzerine küçülür. Örneğin:

• • Gri demir: ~% 1.0
  • Alüminyum alaşımlar: ~% 1.3
  • Çinko alaşımları: ~% 0.7
  • Çelik: ~% 2.0 (karbon içeriğine göre değişir)

Daha yüksek büzülme, takım tasarımı ile telafi edilmedikçe daha boyutsal sapmaya neden olur.

• Akışkanlık ve katılaşma davranışı:

• • İle metaller daha yüksek akışkanlık (örneğin, alüminyum, bronz) kalıpları daha kesin olarak doldurun.
  • Hızlı katılaşma İnce kesitlerde veya düşük florlu metaller boşluklara ve eşit olmayan büzülmeye neden olabilir.

• Alaşım efektleri:

• • Silikon Dökme demir akışkanlığı artırır, ancak aynı zamanda genişlemeyi de arttırır.
  • Nikel Ve krom Çeliklerde boyutsal stabiliteyi artırın.

Kalıp ve Takım Değişkenleri

Kalıp sistemi genellikle döküm boyutsal varyasyona en büyük katkıda bulunur.

• Kalıp doğruluğu:

• • CNC-işlenmiş desenler el yapımı olanlardan çok daha iyi hoşgörü sağlar.
  • Zamanla aşınma hassasiyeti bozar-özellikle yüksek hacimli kum dökümünde.

• Taslak açılar:

• • Dökümü kalıptan serbest bırakmak için gerekli, Tipik açılar:

• • • 1° –3 ° harici yüzeyler için
    • 5° –8 ° iç boşluklar için

• • Aşırı taslak boyutsal varyasyon ekler ve açıklanmalıdır..

• Kalıp sertliği ve genişleme:

• • Kum kalıpları sıkıştırılabilir ve ısı altında genişler, toleransları etkiler.
  • Metal kalıplar (Die Dasting'de) daha boyutsal olarak kararlıdır, Daha sıkı toleransları desteklemek.

• Isı İletkenliği:

• • Hızlı Soğutma (örneğin, metal kalıplar) bozulmayı en aza indirir.
  • Yavaş soğutma (örneğin, Seramik veya alçı kalıplar) Malzeme kasılması ve deformasyon için daha fazla zaman sağlar.

Proses Parametreleri

Metal nasıl dökülür, katılaşmış, ve soğutulmuş son boyutları önemli ölçüde değiştirir.

• Dökme sıcaklığı:

• • Aşırı ısınma, küf erozyonunu arttırır ve büzülmeyi abartır.
  • Yetersiz ısıtma, zayıf kalıp dolgusuna ve soğuk kapanmaya yol açar.

• Geçit ve yükseltici tasarımı:

• • Kötü geçitli geçit türbülansa ve hava tuzağına neden olabilir, gözenekliliğe ve bozulmaya yol açar.
  • Yetersiz yükselticiler, geometrik bütünlüğü azaltan büzülme boşluklarına neden olur.

• Soğutma hızı ve katılaşma kontrolü:

• • Gibi teknikler titreme, havalandırma, Ve Kontrollü soğutma bölgeleri Boyutsal doğruluğu geliştirmeye yardımcı olun.
  • Daha kalın bölümlerde, Eşit olmayan katılaşma neden olabilir diferansiyel büzülme Ve eğrilme.

• Bölüm kalınlığı ve karmaşıklığı:

• • İnce bölümler daha hızlı serin, daha küçük tane boyutu ve daha iyi boyutsal kontrol ile sonuçlanır.
  • Değişen duvar kalınlıklarına sahip karmaşık geometriler, Sıcak noktalar Ve içsel stresler, son şekli etkilemek.

Parça Boyutu ve Geometri

Daha büyük parçalar daha fazla termal ve mekanik gerilmeler biriktirir, artan bozulmaya yol açan:

• A 1000 mm çelik döküm ± 3-5 mm değişebilir, bir süre 100 mm alüminyum kısmı Yatırım dökümü ile ± 0.1 mm koruyabilir.
• Asimetrik parçalar, dengesiz soğutma ve eşit olmayan metal akışı nedeniyle genellikle çözülür.
• Birleştirme tek tip duvar kalınlığı, kaburga, Ve yuvarlak geçişler Boyutsal öngörülebilirliği arttırır.

Özet Tablo - Anahtar Faktörler & Tipik etkiler

Faktör	Tolerans üzerinde tipik etki
Malzemenin termal büzülmesi	+0.7% ile +2.5% Kalıp boyutundan sapma
Kalıp doğruluğu (Manuel vs CNC)	± 0.5 mm ila ± 0.05 mm varyans
Taslak açı gereksinimi	Başına 0.1-1 mm ekler 100 mm derinlik
Dökme sıcaklık sapması (± 50 ° C)	± 0.2 mm'ye kadar boyutsal kayma
Duvar Kalınlığı Varyasyonu	± 0.3-0.6 mm bozulmaya neden olabilir
Kalıp genişleme (Kum vs Metal)	Kalıp tipine bağlı olarak ± 0.1 mm ila ± 1.0 mm

7. Desen ve küf tasarımındaki ödenekler

Nihai toleransları elde etmek için, Tasarımcılar belirli ödeneklerde inşa ediyor:

• Büzülme ödeneği: 1.0-1.3 mm ekleyin 100 alüminyum için mm, 1.0 demir için mm/100 mm.
• Taslak ödenek: 1Dikey yüz başına ° –3 ° konik.
• İşleme Ödeneği: 1–3 mm (sürece ve özellik kritikliğine bağlı olarak).
• Çarpıtma & Sallamak: Desen sarsıntısı ve bozulmaya karşı ince duvarlarda ekstra 0,5-1.0 mm.

İle titizlikle Bu değerleri uygulamak, Mühendisler, dökme büyük boyutlu kritik boyutların istenen tolerans penceresine konumlandırmasını sağlar.

8. Tolerans kontrolü için tasarım

Etkili tasarım döküm ve bitmiş boyutlar arasındaki boşluğu en aza indirir:

• Net Net Şekil: Nihai boyutun ±% 10'u içinde özellikler sunmayı hedefleyin, İşlemeyi azaltmak 70%.
• GD&O odak noktası: Sıkı kontrolleri yalnızca kritik arayüzlere uygulayın; Kritik olmayan yüzeylerde BT dereceli toleranslara izin verin.
• Geometri yönergeleri: Cömert fileto kullanın (>1 mm yarıçapı), tek tip duvar kalınlığı (≤10 mm varyasyon), ve bozulmayı sınırlamak için stratejik olarak yerleştirilmiş kaburgalar.

Çok kasıtlı özellik tasarımı Dökümlerin hedef geometrisine daha yakın çıkmasına yardımcı olur, Hem maliyeti hem de kaliteyi korumak.

9. Muayene ve kalite güvencesi

CMM'ler, lazer tarayıcıları, ve CT sistemleri hızlı, yüksek yoğunluklu ölçüm:

• Alçakgönüllü & Mikrometre: İlk geçiş doğrulaması için hızlı "spot kontroller".
• CMM/Optik Tarama: CAD modellerine karşı tam alan eşlemesi; Tipik belirsizlik: ± 0.005 mm.
• CT taraması: İç geometrileri doğrular, gözenek dağılımı, ve duvar kalınlığı tekdüzeliği.

Kalite planları içermelidir İlk Ürün Kontrolü (Fai), PPAP otomotiv için, veya İstihbarat örnekleme (örneğin, İstihbarat 1.0) Yüksek hacimli koşular için.

Kök neden analizi Tolerans gezilerini hedefler - kalıp vardiyası nedeniyle olsun, termal bozulma, veya desen aşınması.

10. İstatistiksel süreç yeteneği

Döküm operasyonunuzun toleransı karşılama yeteneğini ölçmek için:

• Hesaplamak CP (işlem potansiyeli) Ve CPK (Proses Performans) değer; hedeflemek CP ≥1.33 Ve CPK ≥1.0 sağlam tolerans kontrolü için.
• Kullanmak SPC Kritik döküm parametrelerini izlemek için grafikler: kalıp sertliği, dökme sıcaklığı, ve boyut trendleri.
• Uygulamak İş (Deneylerin tasarımı) Anahtar faktörleri tanımlamak ve kapıyı optimize etmek, kalıp sıkıştırma, ve soğutma oranları.

11. Çözüm

Döküm toleransları bir Kritik Nexus tasarım niyetinin, süreç yeteneği, ve ekonomik gerçeklik.

Kararları topraklayarak ISO 8062 CT notları, Hizalama Nadca veya SFSA gereksinim, ve uygun bir şekilde dahil olmak kalıp ödenekleri, Mühendisler ve Dökümhaneler hem performans hem de bütçe hedeflerini karşılayan parçalar sunabilir.

Dahası, titiz denetleme, istatistiksel kontrol, Ve Gelişen dijital teknolojiler-3D ile baskılı kum kalıplarından gerçek zamanlı simülasyona kadar-döküm toleranslarını sıkılaştırır ve pahalı aşağı akış işlemeyi azaltır.

Nihayetinde, Doğru tolerans stratejisi, döküm bileşeninizin kalıp dükkanından montaj hattına sorunsuz bir şekilde geçmesini sağlar, zamanında, bütçeyle, Ve spesifikasyon içinde.