알루미늄 다이캐스팅 주조된 치수 공차를 달성합니다. 선형 치수의 경우 ±0.10–0.30mm 표면 거칠기 값 Ra 1.6~3.2μm 표준 생산 조건에서 다이 접촉면에. 이 수치는 2차 가공 없이도 얻을 수 있지만 부품 형상, 다이 조건, 합금, 측정 중인 부품의 위치에 따라 의미 있는 주의 사항이 함께 제공됩니다. 이 기사에서는 진정으로 달성 가능한 것이 무엇인지, 한계가 어디에 있는지, 그리고 명목상의 편차를 유발하는 것이 무엇인지 분석합니다.
실제로 두 가지 산업 표준이 다이캐스팅 공차를 관리합니다. NADCA 제품 표준 4-2 (북미 다이캐스팅 협회 발행)은 북미에서 가장 널리 인용됩니다. DIN 1688 유럽 공급업체를 대상으로 합니다. 두 가지 모두 일상적인 생산에서 달성할 수 있는 "정상" 공차와 더 엄격한 프로세스 제어, 더 나은 툴링 및 더 높은 비용이 필요한 "정밀" 공차를 구분합니다.
| 치수 범위(mm) | 일반 공차(±mm) | 정밀공차(±mm) | 메모 |
|---|---|---|---|
| 최대 25개 | ±0.10 | ±0.05 | 단일 다이 절반 내에서; 구분선 없음 |
| 25~100 | ±0.18 | ±0.10 | 하나의 다이 절반 내에 완전히 포함된 치수 |
| 100~250 | ±0.30 | ±0.18 | 열적 성장이 중요해짐 |
| 250~630 | ±0.50 | ±0.30 | 대형 부품; 다이 편향 요인 |
정밀 공차로의 도약에는 일반적으로 다음이 필요합니다. 전용 프로세스 검증(PPAP 또는 이에 상응하는), SPC 모니터링 및 온도 제어 게이징 . 표준 생산에 비해 15~30%의 비용 프리미엄과 더 긴 인증 리드 타임이 예상됩니다.
두 개의 다이 반쪽이 만나는 이음새인 분할선은 다이캐스팅에서 치수 변화의 가장 큰 단일 원인입니다. 분할선을 교차하는 모든 치수는 추가 치수를 전달합니다. ±0.13~0.25mm 공차 두 개의 다이 반쪽이 모든 샷에서 완벽하게 정렬될 수 없기 때문에 기본 선형 공차 외에 더 중요합니다.
이 추가 변형은 세 가지 독립적인 소스에서 제공됩니다.
실제 규칙: 피할 수 있는 경우 분할선을 가로질러 기능적으로 중요한 치수를 배치하지 마십시오. 하나의 다이 절반 내에 완전히 위치하도록 기능을 재설계하는 것은 높은 볼륨에서 교차 분할 치수를 공차 계산하고 검사하는 것보다 거의 항상 저렴합니다.
구배 각도는 선택 사항이 아닙니다. 부품이 손상 없이 다이에서 배출될 수 있도록 구조적으로 필요합니다. 그러나 구배는 테이퍼 표면에서 달성 가능한 공차에 직접적인 영향을 미칩니다. 왜냐하면 배출 위치의 변화가 구배된 면의 치수 이동으로 해석되기 때문입니다.
| 표면 유형 | 최소 흘수(°) | 선호 구배(°) | 이론적 근거 |
|---|---|---|---|
| 외부(커버 절반) | 0.5° | 1.0~2.0° | 부품이 덮개에서 멀어지면서 수축됩니다. 힘이 덜 필요함 |
| 내부(코어/이젝터 하프) | 1.0° | 2.0~3.0° | 부품이 코어 쪽으로 수축됩니다. 더 큰 방출 저항 |
| 질감이 있는/코팅된 표면 | 3.0° | 5.0° | 표면 질감이 다이를 고정합니다. 추가 초안 필요 |
| 블라인드 포켓(깊음) | 2.0° | 3.0~5.0° | 깊은 기능으로 배출력이 증폭됩니다. |
제로 드래프트 기능은 다음을 사용하여 기술적으로 가능합니다. 부가 작업(슬라이드) — 배출 전에 뒤로 당겨지는 유압 작동식 다이 인서트. 슬라이드는 공구 비용에 작업당 $3,000~$15,000를 추가하고 자체 분할선을 도입하지만 일반적으로 드래프트를 견딜 수 없는 구멍, 언더컷 및 외부 나사산에 사용됩니다.
다이캐스팅의 표면 마감은 주로 다이강의 상태, 합금 및 부품의 위치에 따라 결정됩니다. 다이는 주물에 자체 표면을 각인합니다. 새로 연마된 다이 캐비티는 마모된 다이 캐비티보다 눈에 띄게 매끄러운 표면을 생성합니다.
| 표면 영역 | Ra (μm) - 새 다이 | Ra (μm) — 마모된 다이 | 동등한 마무리 |
|---|---|---|---|
| 다이 접점(연마 캐비티) | 0.8~1.6 | 2.0–3.2 | 125~250μin AA |
| 다이 접점(표준 EDM 마감) | 1.6–3.2 | 3.2~6.3 | 250~500μin AA |
| 파팅라인/플래시존 | 3.2~6.3 | 6.3–12.5 | 보이는 금형 라인, 거친 |
| 게이트/오버플로 영역(잘림) | 6.3–12.5 | 12.5~25 | 거칠다; 일반적으로 미용 표면이 아닙니다. |
| 이젝터 핀 확인 표시 | 3.2~6.3 (local) | 최대 12.5 | 원형 인쇄물; 재설계 없이는 피할 수 없는 |
생산 다이에서 달성할 수 있는 최상의 주조 마감(새 다이의 경면 연마(SPI A2) 캐비티)은 대략 다음과 같습니다. Ra 0.4~0.8μm . 이는 고속 금속 흐름이 수만 번의 샷 내에서 연마된 표면을 침식하고 유지하기 위해 빈번한 다이 유지 관리가 필요하기 때문에 대량 생산에서는 흔하지 않습니다.
인용된 공차 기능은 통제된 조건에서 달성 가능합니다. 지속적인 생산에서는 여러 메커니즘이 치수와 표면을 공칭 치수에서 체계적으로 밀어냅니다.
H13 공구강의 열팽창 계수는 대략 11.5μm/m·°C . 200°C에서 작동하는 다이는 주변 온도보다 약 175°C 더 높습니다. 300mm 캐비티의 경우 이는 강철이 대략 팽창했음을 의미합니다. 0.60mm 실온에서 가공된 치수를 기준으로 합니다. 이러한 팽창은 다이 설계에서 고려됩니다. 그러나 생산 중에 다이 온도가 ±15°C만큼 변동하면 캐비티 치수는 순전히 열 효과로 인해 ±0.05mm만큼 변동됩니다.
알루미늄 합금은 대략 수축됩니다. 선형적으로 0.5~0.7% 응고되어 실온으로 냉각됩니다. 100mm 형상은 대략 0.5~0.7mm 정도 줄어듭니다. 다이 툴링은 보상하기 위해 너무 큰 크기로 가공되지만 수축률은 단면 두께, 국부 냉각 속도 및 합금 구성에 따라 다릅니다. 얇은 벽은 더 빨리 냉각되고 덜 수축됩니다. 두꺼운 부분은 열을 더 오래 유지하고 더 많이 수축합니다. 벽 두께가 혼합된 부품에서는 수축 차이만으로 0.10~0.20mm의 변형이 발생할 수 있습니다. 200mm 스팬에 걸쳐.
게이트 영역의 다이 표면은 30~60m/s의 고속 금속 흐름으로 인해 부식성 마모가 발생합니다. 작성자: 50,000발 , 게이트 영역 치수는 일반적으로 공칭에서 0.05–0.15mm 드리프트됩니다. 작성자: 200,000발 , 다이 접촉면의 표면 거칠기는 보수 없이 Ra 1.6에서 Ra 3.2~6.3μm로 저하됩니다. 대부분의 생산 프로그램에서는 50,000~100,000회의 샷마다 다이 재작업(캐비티 연마 및 용접 수리)을 계획합니다.
표면 아래 다공성은 기계 가공 시 형상의 국부적 붕괴를 일으킬 수 있으며, 이로 인해 첫 번째 부품에서는 정확하지만 후속 작업에서 다공성 영역이 노출됨에 따라 측정된 치수가 이동하게 됩니다. 이는 전통적인 의미의 공차 실패는 아니지만 현장 불만의 일반적인 원인입니다. 특히 천공된 구멍과 가공된 결합면에서 그렇습니다.
주조 공차가 충분하지 않은 경우 중요한 기능을 CNC 가공하여 알루미늄 다이캐스팅을 훨씬 더 엄격한 사양으로 만듭니다. 다이캐스팅은 거의 네트 모양에 가깝기 때문에 가공 재고가 최소화됩니다. 일반적으로 면당 0.5~1.5mm - 고체 빌렛을 가공하는 것에 비해 2차 작업 비용을 낮게 유지합니다.
| 작동 | 치수 공차(±mm) | 표면 마감 Ra(μm) | 일반적인 응용 |
|---|---|---|---|
| 밀링(거친) | ±0.08~0.15 | 3.2~6.3 | 개스킷 면, 대략적인 데이텀 |
| 밀링(정삭) | ±0.03~0.05 | 0.8~1.6 | 결합 표면, 커버 |
| 드릴링 및 리밍(구멍) | ±0.013~0.025(H7/h6 적합) | 0.8~1.6 | 베어링 보어, 핀 구멍 |
| 보링(정밀) | ±0.005~0.010 | 0.4–0.8 | 유압 실린더 보어 |
| 스레드 밀링/태핑 | 6H/6g 클래스 | 해당 없음(스레드 형태) | 패스너 보스, 포트 |
중요한 제약: 표면 아래의 다공성이 가공된 표면과 교차하는 경우 효과적인 마무리와 공차가 모두 국부적으로 저하됩니다. 지정 최대 허용 다공성 수준(ASTM E505 또는 OEM 도면 호출 기준) 가공된 면의 가공은 기능적 신뢰성을 위해 필수적입니다.
주조된 표면이나 가공된 표면이 외관이나 기능적 요구 사항에 비해 충분하지 않은 경우 여러 가지 2차 마무리 공정을 통해 달성 가능한 표면 품질이 크게 향상됩니다.
쇼트 블라스팅(스틸 쇼트, 0.3~0.8mm)은 대략적으로 균일한 무광 질감을 생성합니다. Ra 3.2–6.3 µm . 낮은 압력에서 유리 비드를 분사하면 새틴 마감 처리가 가능합니다. Ra 0.8~1.6μm . 둘 다 분할선 감시 표시를 제거하고 코팅 전에 일관된 외관 기준선을 만드는 데 사용됩니다.
진동 보울의 세라믹 또는 플라스틱 매체는 가장자리를 깨뜨리고 가벼운 표면을 매끄럽게 만들어 도달합니다. Ra 0.4~1.6μm 30~60분 후 접근 가능한 얼굴에 깊은 주머니나 블라인드 기능에는 도달할 수 없습니다. 코팅 접착 불량의 원인이 되는 날카로운 모서리를 제거하므로 아노다이징 또는 페인팅 전에 널리 사용됩니다.
유형 II 아노다이징은 다음과 같은 산화물 층을 형성합니다. 5~25μm 표면 거칠기가 약간 증가합니다(Ra는 ~0.1~0.3μm 증가). 유형 III(경질 아노다이징) 빌드 25~75μm 보어 및 구멍 공차에서 고려해야 하는 측정 가능한 두께를 추가합니다. 일반적으로 표면당 25~50μm 추가 치수를 사전 양극 산화 처리합니다. 상당한 다공성을 지닌 다이캐스팅은 다공성 영역의 산화물 성장 변화로 인해 얼룩덜룩하고 불균일한 양극 산화 처리를 나타냅니다.
파우더 코팅이 추가되었습니다. 60~120μm Ra 1.6–3.2 µm(부드러운 분말) 또는 3.2–6.3 µm(질감 있는 분말)의 최종 표면을 갖는 코팅 두께. 액체 페인트는 달성할 수 있습니다 Ra 0.4~0.8μm 여러 번 코팅하고 샌딩합니다. 두 공정 모두 사소한 표면 결함을 메우지만 사전 필러/프라이머 단계 없이는 미용 표면의 분할선이나 이젝터 핀 표시를 가릴 수 없습니다.
| 공정단계 | 라민(μm) | 라 최대 (μm) | 주조에 비해 비용 |
|---|---|---|---|
| 주조된 상태(광택 다이) | 0.8 | 3.2 | 기준선(1×) |
| 비드 블라스트 | 0.8 | 1.6 | 1.1–1.2× |
| CNC 마무리 밀링 | 0.4 | 1.6 | 1.5–2.5× |
| 양극산화 처리(유형 II) | 1.0 | 3.5 | 1.4–1.8× |
| 분말 코팅 | 1.6 | 6.3 | 1.3–1.6× |
| 액체 페인트(멀티 코팅) | 0.4 | 0.8 | 2.0–3.0× |
선형 공차는 크기를 나타냅니다. 기하 공차는 모양과 위치를 설명합니다. 기능성 조립과 다이캐스팅 모두 각각 고유한 특성을 가지고 있습니다.
200mm 면의 주조된 평탄도는 일반적으로 총 0.20~0.50mm , 냉각 중 수축 차이와 변형으로 인해 발생합니다. 마무리 밀링 후 평탄도 0.05~0.10mm 동일한 스팬이 표준입니다. 밀봉 표면(개스킷, O-링 홈)의 경우, 0.025mm 이상 달성 가능하지만 클램핑 중 부품 왜곡을 제어하는 고정 장치가 필요합니다.
주조된 구멍은 정밀한 맞춤에 사용되지 않으며 사전에 뚫린 위치로만 사용됩니다. 리밍 후 원통도 0.010~0.020mm 표준입니다. 정밀 보링 후, 0.005mm 원통도 부품이 적절하게 지지되고 다공성 수준이 낮다면 알루미늄에서 달성할 수 있습니다.
주조된 보스 위치(드릴 구멍을 찾는 주조 알루미늄 보스)를 고정할 수 있습니다. ±0.25~0.40mm 하나의 다이 절반 내 데이텀에 대한 실제 위치. 가공된 데이텀에서 CNC 드릴링 후 홀 실제 위치에 도달 ±0.05~0.15mm 일상적으로 그리고 ±0.025mm 정밀 고정 및 프로빙을 사용합니다.
다이캐스팅 프로그램에서 가장 흔하고 비용이 많이 드는 실수는 프로세스가 유지할 수 있는 것보다 더 엄격한 도면의 공차를 지정하는 것입니다. 그리고 이는 툴링이 제작된 후에야 발견됩니다. 다음 규칙은 해당 위험을 줄입니다.
