¿Cuáles son los estándares de tolerancia de la fundición de precisión?
¿Cómo deben definirse los estándares de tolerancia de la fundición de precisión?
Los estándares de tolerancia de la fundición de precisión deben definirse según el plano, la ruta de fundición, la aleación, el tamaño de la pieza, el esquema de referencia, el margen de mecanizado y el método de inspección. El problema práctico de la RFQ no es pedir un número de tolerancia universal; el problema práctico es decidir qué dimensiones pueden permanecer en bruto, qué dimensiones necesitan mecanizado CNC y qué evidencia de inspección demuestra que la pieza fundida de metal cumple con los criterios de aceptación del comprador.
Los compradores pueden hacer referencia a un estándar de tolerancia de fundición reconocido, a un estándar de plano de la empresa o a una tabla de tolerancias específica del proyecto. El estándar seleccionado debe identificar las dimensiones lineales, las dimensiones angulares, la planitud, la redondez, la posición de los agujeros, el espesor de la pared y los requisitos de acabado superficial cuando esas características afecten el ensamblaje o la función.
¿Por qué cambian las tolerancias entre rutas de fundición?
Diferentes rutas de fundición controlan el flujo de metal, la contracción, el utillaje, el material del molde y el enfriamiento de diferentes maneras. La fundición a presión de aluminio y la fundición a presión de zinc utilizan moldes metálicos reutilizables y pueden proporcionar geometría repetible cuando el diseño de la pieza, la aleación y el utillaje son estables. La fundición a la cera perdida utiliza patrones de cera y caparazones cerámicos, que pueden soportar piezas de aleación complejas, pero deben tener en cuenta la variación del patrón, el caparazón, el vertido, el enfriamiento y el tratamiento térmico.
La fundición en arena y la fundición por gravedad pueden adaptarse a piezas más grandes, utillaje flexible o condiciones de llenado a baja presión, pero el comprador debe esperar un comportamiento dimensional diferente al de la fundición a presión o la fundición a la cera perdida. La revisión de tolerancias de fundición debe coincidir con la ruta del proceso en lugar de copiar un requisito de proceso en otro proceso.
¿Qué características deben usar tolerancias en bruto?
Las tolerancias en bruto a menudo son adecuadas para contornos exteriores no críticos, nervaduras, salientes, bolsillos, superficies cosméticas y dimensiones generales del contorno cuando el ensamblaje no requiere un ajuste de precisión. El plano debe seguir definiendo referencias, dirección de salida, línea de partición, vestigio de bebedero, marcas de expulsión y condición superficial permitida.
Las características en bruto se vuelven riesgosas cuando la dimensión controla el sellado, la alineación de cojinetes, el acoplamiento roscado, la ubicación de la cara de acoplamiento o la contención de presión. Para estas características, el plano debe separar claramente el requisito de fundición del requisito final mecanizado.
¿Qué características de la pieza fundida suelen necesitar mecanizado después de la fundición?
Las tolerancias mecanizadas a menudo son necesarias para referencias, caras de montaje planas, caras de sellado, asientos de cojinetes, agujeros de precisión, agujeros roscados, agujeros para pasadores, ranuras para juntas tóricas y superficies de acoplamiento. Estas características deben identificarse temprano porque el stock de mecanizado, el acceso al dispositivo y la selección de referencias pueden afectar tanto el diseño de la fundición como la cotización.
El mecanizado posterior a la fundición también puede controlar rebabas, flash, restos de bebedero y áreas afectadas por el espesor del recubrimiento. Si la pieza necesita anodizado, galvanizado, recubrimiento en polvo, pintura o tratamiento térmico, el comprador debe confirmar si la inspección final ocurre antes o después de la operación secundaria.
¿Cómo afectan el material, el tamaño y el tratamiento térmico a la tolerancia de fundición?
El material y el tamaño de la pieza afectan la tolerancia de fundición porque la contracción de la aleación, el comportamiento de solidificación, el espesor de la pared y la velocidad de enfriamiento influyen en la variación dimensional. Las piezas fundidas más grandes, las secciones de pared desiguales, las áreas gruesas aisladas y las superficies planas largas generalmente necesitan más revisión que las piezas compactas y equilibradas.
El tratamiento térmico puede cambiar las dimensiones mediante alivio de tensiones, cambio de fase o distorsión. Cuando una pieza de fundición de precisión necesita tratamiento térmico, la RFQ debe especificar la condición de tratamiento térmico, el requisito de dureza, la secuencia de mecanizado final y la condición de inspección. El comprador no debe asumir que una dimensión en bruto y una dimensión tratada térmicamente se comportarán de la misma manera.
¿Qué evidencia de inspección respalda el control de tolerancias de fundición?
La evidencia de inspección para el control de tolerancias de la fundición de precisión puede incluir inspección de primera pieza, informe dimensional, informe CMM, registro de calibre pasa/no pasa, informe de rugosidad superficial, certificado de material, prueba de dureza, registro de tratamiento térmico, informe de espesor de recubrimiento, inspección por rayos X, inspección por TC, inspección por líquidos penetrantes, prueba de fugas, prueba de presión o estándar de inspección visual.
La evidencia requerida debe coincidir con la función de la pieza. Una cubierta decorativa puede necesitar controles visuales y dimensionales, mientras que una carcasa a presión puede necesitar pruebas de fugas o presión. Las piezas utilizadas en aplicaciones reguladas o críticas para la seguridad deben definir los requisitos de calificación y los criterios de aceptación antes de la cotización; la validación final sigue siendo responsabilidad del comprador.
Ruta de Fundición | Enfoque de Control de Tolerancias | Riesgo de Característica a Revisar | Evidencia de Inspección |
Fundición a presión | Geometría repetible de la cavidad del molde, línea de partición, ubicación del bebedero, salida de aire y control de expulsión | Porosidad, rebaba, deformación, marcas de expulsión, paredes delgadas y referencias de mecanizado | Informe dimensional, informe CMM, estándar visual, prueba de fugas, inspección por rayos X o TC según sea necesario |
Fundición a la cera perdida | Precisión del patrón de cera, control del caparazón cerámico, contracción de la aleación, tratamiento térmico y stock de mecanizado | Contracción, inclusiones del caparazón, roturas en caliente, rugosidad superficial y movimiento de la referencia | FAI, certificado de material, prueba de dureza, registro de tratamiento térmico, LPT, rayos X o informe CMM según sea necesario |
Fundición en arena | Estabilidad del molde y del alma, margen de mecanizado, tamaño de la pieza y control dimensional general | Desplazamiento del alma, rugosidad superficial, stock sobredimensionado, porosidad y variación dimensional | Informe dimensional, inspección visual, certificado de material, control superficial e inspección de mecanizado |
Fundición por gravedad | Llenado del molde, control de enfriamiento, salida de aire, margen de mecanizado y geometría repetible de metales no ferrosos | Porosidad, contracción, desequilibrio de pared, defectos superficiales y mecanizado posterior a la fundición | Informe dimensional, informe CMM, prueba de dureza, prueba de fugas o estándar visual según se requiera |
¿Qué deben incluir los compradores en una RFQ de tolerancia de fundición?
Una RFQ útil debe incluir el plano 2D, el modelo 3D, el grado de aleación, la preferencia de ruta de fundición, la cantidad esperada, las dimensiones críticas para la función, el esquema de referencia, los requisitos de tolerancia en bruto, los requisitos de tolerancia final mecanizada, el margen de mecanizado, el acabado superficial, el tratamiento térmico, el recubrimiento, los requisitos de fuga o presión y el método de inspección.
Si el comprador no está seguro de qué estándar de tolerancia debe aplicarse, la RFQ debe marcar primero las dimensiones funcionales. El proveedor puede entonces revisar si la fundición a presión, la fundición a la cera perdida, la fundición en arena, la fundición por gravedad, el mecanizado CNC o una ruta de proceso combinada es más apropiada para la pieza.
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