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Quelle est l'importance des tolérances dimensionnelles linéaires ? Vous le comprendriez si vous aviez commandé des pièces de fonderie dans une taille non adaptée. Elles peuvent vous aider à réduire les coûts d'approvisionnement en composants pour les voitures, les machines ou le matériel de consommation. Dans les sections suivantes, les tolérances dimensionnelles linéaires seront expliquées, y compris les nuances et la manière de les choisir.
1. Quelle est la tolérance dimensionnelle linéaire d'une pièce moulée ?
Il y aura un rétrécissement et un léger déplacement pendant le processus de refroidissement du métal en fusion. Par conséquent, la taille du produit ne sera pas exacte. La tolérance dimensionnelle linéaire est la marge d'erreur acceptable. (Par exemple, si la tolérance dimensionnelle d'un composant de 100 mm est de ±0,5 mm, la mesure réelle, qui varie de 99,5 mm à 100,5 mm, est acceptable). Il existe une norme internationale (ISO 8062-3) qui fournit un cadre de référence aux acheteurs et aux fournisseurs.
En plus de permettre l'erreur, la tolérance dimensionnelle linéaire fournit également un langage commun aux concepteurs, aux ingénieurs et aux usines. Sinon, les pièces ou les composants fabriqués selon le même plan de conception, mais dans des usines différentes, ne sont pas interchangeables.
Le taux de rétraction des différents métaux est différent. L'alliage d'aluminium est d'environ 1,3%, et l'acier au carbone peut atteindre 2%. Il peut y avoir une erreur de 10 mm dans un composant de 500 mm avec un taux de rétrécissement de 2%, ce qui peut entraîner un échec de l'assemblage. Il est donc essentiel de prendre en compte la tolérance dimensionnelle linéaire dès le début de la conception.
2. Classes de tolérance dimensionnelle linéaire des pièces moulées
16 grades de tolérance dimensionnelle linéaire de coulée sont définis et désignés comme DCTG 1 à DCTG 16 dans la norme ISO 8062-3.
Fourchette de grades | Niveau de tolérance | marge d'erreur (pour un composant de 100 mm) |
DCTG 1-4 | Très serré | <±0,3mm |
DCTG 5-9 | Moyen | ±0,5-0,9mm |
DCTG 10-14 | Lâches | ±1-4mm |
DCTG 15-16 | Très lâche | >±4mm |
Le niveau de tolérance est plus étroit avec une valeur numérique plus petite.
Avec l'exemple d'un composant de 100 mm, DCTG 4 ne peut autoriser qu'une marge d'erreur de ±0,26 mm, tandis que DCTG 13 peut autoriser ±3,2 mm. La différence de précision est plus de 12 fois supérieure. Le choix du grade approprié permet d'éviter les surconceptions et les retouches.
Il convient de noter que les différentes parties du composant peuvent être conçues selon différents degrés de tolérance dimensionnelle linéaire.
Par exemple, l'interface d'étanchéité d'un corps de pompe requiert le DCTG 6, tandis que la surface sans contact du boîtier extérieur ne requiert que le DTCG 12. Cela permet d'assurer la précision des pièces clés sans augmenter considérablement les coûts.
La tolérance sur l'épaisseur de la paroi est traitée séparément dans la norme ISO 8062-3. Les parties fines de la paroi sont plus grossières que les autres car elles sont difficiles à contrôler pendant le remplissage et le refroidissement.
3. Comment sélectionner la qualité appropriée pour les différents procédés de coulée ?
La gamme de qualité du produit varie en fonction du processus de coulée.
Moulage sous pression |
DCTG 4-6 |
±0,3 - ±0,5 mm | Volume élevé, petite à moyenne pièces en aluminium/zinc |
Coulée à la cire perdue (Silica Sol) | DCTG 4-6 | ±0,3 - ±0,5 mm | Formes complexes, acier inoxydable, aérospatiale |
Coulée à la cire perdue (verre d'eau) | DCTG 7-8 | ±0,6 - ±0,9 mm | Acier au carbone, pièces de précision sensibles aux coûts |
Coulée de sable vert | DCTG 10-13 | ±1,0 - ±3,0 mm | Composants structurels de grande taille et peu coûteux |
Outre les quatre procédés de moulage énumérés dans le tableau ci-dessus, il existe d'autres choix sur le marché, tels que le moulage en moule permanent (DCTG 6-10) et le moulage en coquille (DCTG 7-9), qui conviennent respectivement aux pièces métalliques non ferreuses en lots moyens et aux composants de vannes automobiles.
Il est important de discuter avec l'usine avant de finaliser la conception, car le degré de tolérance requis détermine souvent le processus de moulage approprié.
Il existe un principe pratique pour choisir le procédé de moulage et le degré de tolérance dimensionnelle linéaire : il s'agit de déterminer quelles sont les pièces esthétiques et quelles sont les pièces fonctionnelles. Seules les pièces fonctionnelles (telles que la disposition des trous de montage) nécessitent un degré de tolérance élevé.
En cas de post-traitement des pièces, tel que l'usinage CNC, la tolérance dimensionnelle linéaire peut être assouplie de manière appropriée, car la précision finale est déterminée par le post-traitement. Cela peut permettre de choisir un processus de moulage moins coûteux et de réduire les coûts.
Il convient de noter que la norme internationale ISO 8062-3 recommande également à l'acheteur de communiquer avec l'usine avant que la conception ne soit finalisée. Cela s'explique par les différences entre les équipements et les capacités de traitement des différentes usines.
Les usines qui utilisent le même procédé de moulage, comme Silica Sol, peuvent atteindre des niveaux de tolérance différents.
Le choix du procédé de moulage est également déterminé par des considérations commerciales. Le moulage sous pression permet de fabriquer des produits d'une grande précision et d'une surface lisse, mais le coût du moule peut s'élever à plusieurs dizaines de milliers de dollars américains. Le moulage en sable vert est plus raisonnable pour la production de petits lots ou l'échantillonnage.
En conclusion, il n'y a pas de réponse définitive au choix de la qualité pour les différents procédés de coulée. Il dépend de la
la taille du lot, le budget, le délai de livraison et l'utilisation prévue des composants. L'usine peut proposer le procédé de moulage qui convient le mieux si ces quatre facteurs sont énumérés.
4. L'influence des tolérances dimensionnelles linéaires sur moulages
Outre le nombre sur la conception, les tolérances dimensionnelles linéaires peuvent également avoir une incidence sur les éléments suivants. Comprendre ces effets peut aider à prendre une meilleure décision au stade de la conception.
● CoûtPar exemple, pour passer de DCTG 10 à DCTG 6, le coût peut doubler, voire plus. Cela s'explique par la nécessité d'un moule plus précis, d'une vitesse d'injection plus lente et d'un contrôle strict du refroidissement.
● Post-traitementle moulage à faible tolérance nécessite un usinage CNC après traitement, mais le coût global peut encore être inférieur à celui de l'utilisation du moulage de précision.
● Assembler le fitnessL'écart de tolérance peut affecter l'assemblage si le composant doit être assemblé avec d'autres pièces. L'accumulation des écarts de tolérance est appelée “empilement de tolérances”. Par conséquent, plus l'assemblage est complexe, plus le contrôle de la tolérance de chaque pièce ou composant est strict.
● Rugosité de la surfacePlus la tolérance est faible, plus la surface sera rugueuse. S'il existe une exigence en matière d'étanchéité ou d'apparence, la rugosité de la surface et la tolérance doivent être prises en compte lors du choix du procédé de moulage.
● Taux de rebutLe taux de rebut sera plus élevé si la tolérance requise ne correspond pas à la capacité du processus. Une usine responsable fournira à l'avance les données du contrôle statistique des processus (CSP), qui peuvent prouver sa capacité à
atteindre le grade demandé.
Les tolérances dimensionnelles linéaires peuvent également avoir une incidence indirecte sur le délai de production. Le classement strict exige une vitesse d'injection plus lente, un temps de refroidissement plus long et des procédures d'inspection plus rigoureuses, ce qui peut allonger le cycle de production. Il est essentiel de demander la capacité réelle du processus et le délai d'exécution lors du choix des fournisseurs.
5. Existe-t-il d'autres paramètres de coulée ?
● Tolérances géométriques de coulée (TGC)Il s'agit de la planéité, de la rondeur, de la perpendicularité, etc. Elle collabore avec la tolérance dimensionnelle linéaire pour décrire la précision de la forme de la pièce moulée.
● Allocation d'usinage: matériaux supplémentaires en réserve pour la poursuite de la découpe. La quantité varie de A (la plus petite) à H (la plus grande). Une quantité insuffisante peut entraîner une surface insuffisante après le processus, et une quantité trop importante entraîne un gaspillage.
● Angle de dépouilleangle de démoulage : l'angle qui permet au moulage de se démouler, généralement compris entre 0,5° et 3°. Si l'angle de dépouille est trop faible, il peut provoquer des rayures sur la surface pendant le démoulage. Il peut même endommager le moule et augmenter
les coûts de maintenance.
● Epaisseur de la paroiLe moulage sous pression peut atteindre une épaisseur de 0,8 mm, tandis que le moulage en sable nécessite une épaisseur de 3 mm ou plus. La conception avec une épaisseur de paroi inférieure au minimum est sujette au manque de matière, à la fermeture à froid ou à la porosité.
● Rugosité de la surface (Ra)Ra : l'écart moyen de la surface par rapport à une ligne moyenne. Le moulage sous pression peut atteindre Ra 1,6-6,3 μm, tandis que le moulage au sable vert peut atteindre Ra 50 μm, ce qui constitue une grande différence.
● PorositéLa porosité est importante pour les pièces d'étanchéité ou de pression et doit être vérifiée par radiographie ou tomodensitométrie. La porosité est due à l'emprisonnement de gaz et à la contraction due au refroidissement. Elle peut être réduite en améliorant le système d'ouverture et en utilisant le moulage sous vide.
Ces paramètres s'influencent mutuellement. Par exemple, une usine suggère généralement de réduire la marge d'usinage si une gamme de qualité plus stricte est choisie. Si l'angle de dépouille est trop faible, la surface risque d'être rayée pendant le démoulage, ce qui peut affecter la rugosité de la surface. Il est recommandé d'organiser tous les paramètres et de fournir une spécification technique complète, mais pas uniquement le dessin de conception, ce qui permet d'éviter la plupart des problèmes de qualité dus aux facteurs suivants
une mauvaise communication.
6. Voici 5 usines recommandées qui produisent des pièces moulées en utilisant les tolérances de moulage standard internationales
Moulage de précision et production de 8 000 tonnes par an. CT5-CT8 | |
EASIAHOME (Chine) | Certifié ISO 9001, avec un service à guichet unique. CT5-CT6 |
Dawang Metals (Chine) | Consiste en trois sites d'usine d'une superficie de 120 000 mètres carrés. ISO 9001 + 14001 |
Qualité de la fonte Industriel (China) | Peut atteindre CT4 et convient à l'acier inoxydable |
MetalTek International (USA) | Convient aux acheteurs qui ont besoin d'un certificat AS9100 (aérospatiale) |
Avant la production en série, il est important de demander un rapport d'inspection du premier article et de s'assurer que l'usine produit conformément à la norme ISO 8062-3 ou à une norme équivalente. Un fournisseur qui peut fournir un certificat sur les tolérances est plus fiable et plus apte à établir une relation de coopération à long terme. Il peut optimiser les composants lors de la phase de conception et permettre une production plus simple et moins coûteuse.
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