精密鋳造の公差基準とは
精密鋳造サービスとは、従来の鋳造方法よりも厳しい公差と優れた表面仕上げで寸法精度の高い金属部品を製造できる一連の金属鋳造プロセスを指します。達成される公差基準は、使用される特定の鋳造プロセスによって異なります。
この記事では、主にニューウェイが提供できる精密鋳造サービスで達成可能な公差基準について、ダイカスト、砂型鋳造、およびインベストメント鋳造を含めて説明します。
インベストメント鋳造の公差基準
インベストメント鋳造サービスは、最も精密な鋳造プロセスの一つと見なされており、4平方インチ未満の小さな鋳造物では±0.005インチ（±0.13mm）以下、さらにはそれ以上の厳しい公差を達成できます。より大きな鋳造物の場合、典型的な公差範囲は±0.015インチ（±0.38mm）、または公称寸法の±0.5%から±1%です。
インベストメント鋳造で使用されるワックスパターンは正確な寸法に形成され、セラミックシェル内に正確な型空洞を作り出します。セラミックシェルは溶融金属の力に耐え、歪みません。セラミック型の繊細な表面仕上げにより、滑らかな鋳造表面が可能になります。型内での方向性凝固も、このプロセスの高い寸法精度に貢献しています。
基本プロセスでは±0.015インチ（±0.38mm）の公差を達成できますが、高度なワックスパターン生産方法、より厳しいプロセス制御、および鋳造後の加工を活用することで、公差をさらに改善できます。例えば、CNC加工によるワックスパターンは精密なパターンを可能にします。型シェルの厚さ、焼成温度、金属注入を制御することで、型の歪みを最小限に抑えます。研削や機械加工などの二次加工により、±0.005インチ（±0.13mm）の公差を達成できます。
インベストメント鋳造の公差基準
インベストメント鋳造サイズ | 公差基準 | ||
インチ | ミリメートル | 寸法公差 | 寸法公差 |
0.500まで | 12.0まで | ± .004" | ± 0.10mm |
0.500 から 1.000" | 12.0 から 25.0 | ± .006" | ± 0.15mm |
1.000 から 1.500" | 25.0 から 37.0 | ± .008" | ± 0.20mm |
1.500 から 2.000" | 37.0 から 50.0 | ± .010" | ± 0.25mm |
2.000 から 2.500" | 50.0 から 62.0 | ± .012" | ± 0.30mm |
2.500 から 3.500" | 62.0 から 87.0 | ± .014" | ± 0.35mm |
3.500 から 5.000" | 87.0 から 125.0 | ± .017" | ± 0.40mm |
5.000 から 7.500" | 125.0 から 190.0 | ± .020" | ± 0.50mm |
7.500 から 10.000" | 190.0 から 250.0 | ± .022" | ± 0.57mm |
10.000 から 12.500" | 250.0 から 312.0 | ± .025" | ± 0.60mm |
12.500 から 15.000" | 312.0 から 375.0 | ± .028" | ± 0.70mm |
追加インチごとに加算 | 追加25mmごとに加算 | ± .001" | ± 0.025mm |
追加情報：
表面仕上げは最低RMS125√以上とします。
特に指定がない限り：a) フィレット半径は：.060" MIN。推奨、.060" MAX。 b) コーナー半径は：+/- 0.5度 c) 角度公差：+/- 0.5度
必要に応じて、機械加工余肉は0.040"以上。
最小肉厚.030" +/- .010"を達成可能。
ダイカストの公差基準
ダイカストサービスは、再利用可能な金属金型により、高い寸法精度能力で知られる別の金属鋳造プロセスです。寸法1インチ（25mm）未満の小さなダイカスト部品では、±0.005インチ（±0.13mm）という厳しい公差が可能です。公差基準は、より大きな部品に対して拡大します：
2インチ（50mm）まで：±0.008インチ（±0.20mm）
4インチ（100mm）まで：±0.015インチ（±0.38mm）
4インチ以上：±0.02インチ（±0.51mm）
一般的に、公称寸法の±1%から2%がダイカスト部品の標準的な公差基準です。適切な金型設計、精密加工、金型スプレー技術、および熱管理は、鋳造中の金型の侵食と歪みを最小限に抑えるために重要です。これにより、金型は厳しい寸法基準内で鋳造物を生産できます。
インベストメント鋳造と同様に、航空宇宙や自動車部品などの高精度用途では、二次機械加工によりダイカスト公差を±0.005インチ（±0.13mm）まで改善できます。ダイカストは、電子機器ハウジング、ギアボックス、ステアリングコラム部品など、厳しい公差を要求する複雑で薄肉の鋳造物に理想的です。
ダイカストサイズ | 公差基準 | ||
ミリメートルサイズ | インチサイズ | ミリメートル公差 | インチ公差 |
18まで | 0.709"まで | ± 0.14 | ± 0.0055" |
18を超え30まで | 0.709"を超え1.181"まで | ± 0.27 | ± 0.0106" |
30を超え50まで | 1.181"を超え1.969"まで | ± 0.25 | ± 0.0098" |
50を超え80まで | 1.969"を超え3.150"まで | ± 0.45 | ± 0.0177" |
80を超え120まで | 3.150"を超え4.724"まで | ± 0.6 | ± 0.0236" |
120を超え180まで | 4.724"を超え7.087"まで | ± 0.7 | ± 0.0276" |
180を超え250まで | 7.087"を超え9.843"まで | ± 0.75 | ± 0.0295" |
250を超え315まで | 9.843"を超え12.402"まで | ± 0.8 | ± 0.0315" |
315を超え400まで | 12.402"を超え15.748"まで | ± 0.85 | ± 0.0335" |
400を超え500まで | 15.748"を超え19.685"まで | ± 0.95 | ± 0.0374" |
500を超え630まで | 19.685"を超え24.803"まで | ± 1.1 | ± 0.0433" |
630を超え800まで | 24.803"を超え31.496"まで | ± 1.2 | ± 0.0472" |
800を超え1000まで | 31.496"を超え39.370"まで | ± 1.4 | ± 0.0551" |
1000を超え1250まで | 39.370"を超え49.213"まで | ± 1.6 | ± 0.0630" |
ダイカスト部品の肉厚は一般的に2.5~4mmで、肉厚6mm以上の部品はダイカストプロセスには適しません。ダイカストの肉厚の大部分は2.0~2.5mmに制御されています。
ダイカストのフィレット半径Rは、一般的に1mm以上です。最小は0.5mmで、一般的にR=1.5mmです。
アルミニウム合金ダイカストプロセスの表面粗さは、一般的にRa3.2~6.3です。
砂型鋳造の公差基準
砂型鋳造サービスは、インベストメント鋳造やダイカストよりも低コストなプロセスであり、より緩やかな公差基準、通常±0.125インチ（±3mm）または公称寸法の±2%を提供します。この変動は、造型砂の特性、手作業による型形成、不均一な突き固め、高温溶融金属による侵食に起因します。
しかし、プロセスの改良により、12インチ（300mm）未満の中小型鋳造物では、砂型鋳造公差を±0.06インチ（±1.5mm）の範囲まで縮小できます。ケイ酸ナトリウム結合などの化学結合プロセスは、より複雑で安定した型の作成に役立ちます。型コーティングは金属の浸透や焼付き欠陥を防ぎます。マッチプレートとより厳しいプロセス制御も公差を改善します。
インベストメント鋳造やダイカストの精度には及びませんが、砂型鋳造は中～高生産量では部品あたりのコストが大幅に安くなります。±0.06インチ（±1.5mm）の範囲の寸法精度が許容される場合、砂型鋳造は自動車、機械、建設部品の経済的な選択肢となります。
砂型鋳造サイズ | 公差基準 | ||
ミリメートル | インチ | 寸法公差（mm） | 寸法公差（in） |
0 + から 175 | 0 + から 7.000 | ± 0.53 | ± 0.021 |
175 + から 200 | 7.000 + から 8.000 | ± 0.58 | ± 0.023 |
200 + から 250 | 8.000 + から 10.000 | ± 0.63 | ± 0.025 |
250 + から 300 | 10.000 + から 12.000 | ± 0.68 | ± 0.027 |
300 + から 350 | 12.000 + から 14.000 | ± 0.73 | ± 0.029 |
350 + から 400 | 14.000 + から 16.000 | ± 0.78 | ± 0.031 |
400 + から 450 | 16.000 + から 18.000 | ± 0.83 | ± 0.033 |
450 + から 500 | 18.000 + から 20.000 | ± 0.88 | ± 0.035 |
500 + から 550 | 20.000 + から 22.000 | ± 0.93 | ± 0.037 |
550 + から 600 | 22.000 + から 24.000 | ± 0.98 | ± 0.039 |
600 + から 650 | 24.000 + から 26.000 | ± 1.03 | ± 0.041 |
追加25mmごとに | 追加インチごとに | ± 0.025mm | ± 0.001" |
後処理公差
非機能寸法
5.000"まで：最大50%の追加公差 .125mm
5.000"以上：最大33%の追加公差 .125mm
肉厚公差：± .008" - ± 0.20mm 直線度/平面度公差：インチあたり.004" – 25mmあたり0.10mm、局所的なパターン凹みを除く
角度公差：± _° 最大3" – 75mm
典型的な表面仕上げ
- 80 マイクロインチ
- 2.0 マイクロメートル
上記の公差をすぐに図面に組み込むことをお勧めします。厳しい公差を必要とする寸法については、ニューウェイの技術営業とご相談ください。
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