Mengoptimalkan Toleransi Pola untuk Pengecoran Logam yang Akurat

Pendahuluan

Toleransi pola untuk menghasilkan pengecoran dengan ukuran dan bentuk yang tepat sebagian besar tergantung pada desain produk, desain cetakan, karakteristik penyerut dan kontraksi logam yang dicar, dll. Sebenarnya, sangat sulit untuk memprediksi secara tepat aturan apa pun secara matematis, dan proses coba-coba adalah yang terbaik untuk mencapai penyesuaian dimensi pola untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

1. Toleransi Penyerut

Ketika logam pendingin, secara alami mengecil ukurannya. Kontraksi total pengecoran terdiri dari tiga elemen yaitu, kontraksi cair dari suhu tuang hingga suhu beku, kontraksi karena perubahan dari cair ke padat dan kontraksi terakhir pengecoran padat dari suhu beku hingga lingkungan. Sementara, dua kontraksi pertama diatasi dalam desain pengecoran, efek terakhir diatasi dengan merancang pola dengan ukuran lebih besar.

Jika objek asli itu sendiri digunakan untuk pola, pengecoran yang dihasilkan akan sedikit lebih kecil dari yang diinginkan. Untuk mengkompensasi kemungkinan ini, aturan penyerut digunakan dalam menata ukuran untuk pola. Aturan penyerut untuk besi tuang 10 mm per meter (penyerutan rata-rata untuk besi tuang) lebih panjang dari aturan standar.

Toleransi penyerut tipikal untuk bahan pengecoran penting dalam mm/meter adalah sebagai berikut: Besi tuang abu-abu—7 hingga 10,5, besi tuang putih—21, besi lentur—15, baja—20, kuningan—14, aluminium—18, paduan aluminium—13 hingga 16, perunggu—10,5 hingga 21, magnesium—18. Dalam praktik aktual, toleransi penyerut bervariasi dengan desain pengecoran, ketebalan dan dimensi lain dari pengecoran, jenis logam, suhu tuang, dan resistensi cetakan terhadap kontraksi normal pengecoran yang disebabkan oleh lug yang melengkung, core, desain dan kerumitan pengecoran, bahan cetakan yang digunakan dan kekerasan, metode cetakan dll.

Ketika pola logam akan dicar dari pola asli, penyerut ganda harus diizinkan.

2. Toleransi Draft

Ketika pola ditarik keluar dari cetakan, kecenderungan untuk merusak tepi cetakan yang bersentuhan dengan pola sangat berkurang, jika permukaan pola diberikan kerucut yang kecil dalam arah sejajar dengan arah penarikannya, (Lihat Gambar 3.15).

Pengkerucutan sisi pola ini, dikenal sebagai draft, dilakukan untuk memberikan sedikit kemringanan untuk pola saat diangkat. Jumlah draft yang diperlukan tergantung pada bentuk dan ukuran pengecoran, (panjang sisi vertikal dari pola), metode cetakan, metode produksi, kerumitan pola, dan apakah dicetak secara tangan atau mesin. Cetakan mesin memerlukan draft minimum.

Jumlah draft pada permukaan eksterior sekitar 10 hingga 20 mm per meter. Pada lubang dalam yang cukup kecil, draft harus sekitar 30 mm per meter. Dalam cetakan pasir basah, permukaan dalam biasanya memerlukan lebih banyak draft daripada permukaan eksterior.

3. Toleransi Finishing

Ketika pemandu gambar merancang detail bagian yang akan dibuat, setiap permukaan yang akan dipindahkan ditandai dengan tanda finishing. Tanda menunjukkan bahwa logam tambahan harus disediakan di titik ini sehingga akan ada beberapa logam untuk dipindahkan. Jumlah yang akan ditambahkan tergantung pada ukuran, bentuk pengecoran, tetapi secara umum, toleransi untuk pengecoran kecil dan pengecoran berukuran menengah adalah 3 mm untuk pengecoran ferrous dan 1,5 mm untuk pengecoran non-ferrous.

Di mana mungkin, permukaan yang akan dipindahkan harus dicar di sisi drag cetakan. Namun, di mana permukaan yang selesai dicar di cope, toleransi tambahan harus dibuat. Toleransi finishing atau pemesinan tergantung pada metode pemesinan yang digunakan (pengikisan, pemboran, penggerindaan, dll.), karakteristik logam (ferrous, non-ferrous, lunak, mudah dipindahkan), metode pengecoran yang digunakan (misalnya pengecoran sentrifugal memerlukan lebih banyak toleransi di sisi dalam), ukuran dan bentuk pengecoran (misalnya lebih banyak toleransi diperlukan di permukaan atas yang mengumpulkan kotoran, pengecoran panjang cenderung bengkok), tingkat finishing yang diperlukan.

4. Toleransi Distorsi atau Camber

Toleransi ini hanya berlaku untuk pengecoran dengan bentuk tidak teratur seperti bentuk U atau yang memiliki area datar besar, yang bengkok dalam proses pendinginan akibat penyerutan logam. Contohnya, pengecoran bentuk U akan bengkok dengan kaki menyebar, bukan sejajar. Untuk mengkompensasi ini, pola dibuat sedemikian rupa sehingga kaki konvergen, tetapi saat pendingin kaki pengecoran lurus. Toleransi seperti itu bergabung dengan penilaian dan pengalaman pembuat pola, yang memahami karakteristik penyerutan logam.

5. Toleransi Rapping atau Shaking

Ketika pola terperangkap dalam cetakan sebelum ditarik, rongga dalam cetakan sedikit meningkat. Dalam pengecoran berukuran menengah, peningkatan ukuran ini dapat diabaikan. Dalam pengecoran besar atau yang harus pas tanpa pemesinan, toleransi shake harus dipertimbangkan dengan membuat pola sedikit lebih kecil.