Casting de inversión Entrega piezas metálicas de precisión con tolerancias predecibles en diversas dimensiones y propiedades geométricas. Las tolerancias lineales estándar varían de ±0.005″ a ±0.060″, mientras que las tolerancias geométricas controlan la forma, la orientación y la ubicación para garantizar un ajuste y una función adecuados.
En cualquier proceso de fabricación, es imposible producir piezas con dimensiones nominales exactas de forma consistente. Las tolerancias de fabricación se refieren al rango admisible de variación en la dimensión de una pieza fabricada. Representan la desviación aceptable de las dimensiones físicas deseadas que permite que la pieza siga cumpliendo sus estándares de calidad y realizando su función prevista de forma correcta y segura.
Las tolerancias dimensionales lineales definen la variación admisible para una distancia lineal entre dos puntos en una pieza fundida. Una regla general comúnmente citada, a menudo asociada con Directrices de la fundición de inversión El Instituto (ICI) y la práctica general de fundición establecen una tolerancia de ±0.010 pulgadas para la primera pulgada (o ±0.25 mm para los primeros 25.4 mm) de cualquier dimensión.
Por cada pulgada adicional, se suele añadir una tolerancia incremental de ±0.003 a ±0.005 pulgadas (o de ±0.08 mm a ±0.13 mm por cada 25.4 mm adicionales). Por ejemplo, una dimensión de 3 pulgadas podría tener una tolerancia estándar de ±0.010 pulgadas (para la primera pulgada) + 2 × ±0.003 pulgadas = ±0.016 pulgadas.
| Rango de dimensiones (pulgadas) | Tolerancia típica (pulgadas) | Rango de dimensiones (mm) | Tolerancia típica (mm) |
|---|---|---|---|
| Hasta 1 ″ | 0.010 | Hasta 25.4 mm | 0.25 |
| Más de 1″ a 2″ | 0.013 | Más de 25.4 a 50.8 mm | 0.33 |
| Más de 2″ a 3″ | 0.016 | Más de 50.8 a 76.2 mm | 0.41 |
| Más de 3″ a 4″ | 0.019 | Más de 76.2 a 101.6 mm | 0.48 |
| Más de 4″ a 5″ | 0.022 | Más de 101.6 a 127.0 mm | 0.56 |
| Más de 5″ a 6″ | 0.025 | Más de 127.0 a 152.4 mm | 0.64 |
| Cada pulgada adicional añade | 0.003 – 0.005 | Cada 25.4 mm adicionales se añaden | 0.08 – 0.13 |
Las tolerancias geométricas controlan la forma, la orientación y la ubicación de las características más allá de las dimensiones básicas. Garantizan el correcto ajuste y funcionamiento de las piezas en los ensamblajes. Suelen ser más difíciles de controlar y predecir que las tolerancias lineales, ya que son muy susceptibles a la contracción no uniforme, la distorsión térmica durante el enfriamiento y las limitaciones mecánicas del molde y la propia geometría de la pieza.
Esto define la desviación de una superficie respecto de un plano perfecto. Las superficies de fundición a la cera perdida son propensas a cierto grado de abombamiento o concavidad, especialmente en áreas planas grandes y sin soporte, debido a la contracción volumétrica de la cera y el metal durante el enfriamiento. La tolerancia típica de planitud en estado bruto de fundición se suele indicar en 0.005 pulgadas por pulgada (0.005 mm/mm o 0.127 mm por 25 mm) de longitud o anchura.
Esto controla la desviación de una característica, como una arista o un eje, con respecto a una línea perfectamente recta. Las piezas fundidas más largas son más susceptibles a doblarse o deformarse durante el enfriamiento. Un valor común para la rectitud en estado bruto de colada es de ±0.005 pulgadas por pulgada de longitud (±0.005 mm/mm). Las secciones constantes pueden experimentar una curvatura axial de aproximadamente 0.024 pulgadas por pie (2 mm/m).
Mide la precisión con la que una característica circular se ajusta a un círculo perfecto. Las desviaciones pueden resultar en formas ovaladas, oblongas u otras formas no circulares. El Instituto de Fundición de Inversión (ICI) sugiere una redondez típica de ±0.015 pulgadas en una característica de 1 pulgada de diámetro (0.030 pulgadas de lectura total del indicador [TIR]). Para tubos huecos redondos, se reportan tolerancias como 0.006 pulgadas de lectura total del indicador [TIR] para diámetros de hasta 1 pulgada.
La concentricidad controla la alineación de los centros de las características cilíndricas. En las características cuya longitud no supera el doble del diámetro, la concentricidad suele mantenerse dentro de 0.005 pulgadas por pulgada de separación entre ellas.
El paralelismo garantiza que dos superficies mantengan una distancia constante entre sí. Mantener el paralelismo puede ser difícil en diseños con puntas o elementos de horquilla sin soporte debido a la contracción volumétrica de la estructura de soporte. El paralelismo general puede ser del orden del 0.3 % de la dimensión total.
La perpendicularidad controla la proximidad de 90 grados entre dos superficies o elementos. La fundición a la cera perdida suele alcanzar tolerancias de perpendicularidad de entre 0.005 y 0.015 pulgadas por pulgada.
Esto define la variación admisible de un ángulo entre dos elementos con respecto a su valor especificado. Las tolerancias angulares en estado bruto de colada pueden variar desde ±0.5 grados para posiciones bien soportadas hasta ±2 grados donde la distorsión es más probable. Algunas especificaciones generales indican ±0.5 grados para todos los ángulos.
Más allá de las dimensiones estándar y los controles geométricos, ciertas tolerancias especializadas se aplican a características específicas comunes en piezas fundidas.
La tolerancia del espesor de pared suele considerarse una excepción a las tolerancias lineales estándar, y suele especificarse una tolerancia absoluta mínima, como ±0.020 pulgadas (±0.51 mm). Para dimensiones métricas, se indican tolerancias de ±0.30 mm para paredes de menos de 6 mm de espesor y de ±0.50 mm para paredes de más de 6 mm de espesor.
La relación entre las secciones más gruesas y más delgadas debe mantenerse por debajo de 4:1 siempre que sea posible. Relaciones más altas pueden causar problemas de enfriamiento y tensiones internas que provoquen deformaciones o grietas.
Se recomiendan encarecidamente radios de filete y de esquina generosos. diseño de fundición de inversión ya que reducen las concentraciones de tensión en la pieza, mejoran el flujo del metal durante la fundición y mejoran la apariencia estética.
Los radios y filetes mínimos comúnmente alcanzables suelen ser de 0.010 pulgadas (0.25 mm). Sin embargo, se recomienda a los diseñadores utilizar los radios más grandes que resulten prácticos: un mínimo de 0.030 pulgadas (0.76 mm) para las esquinas exteriores y 0.060 pulgadas (1.52 mm) para los radios de filete, siempre que sea posible.
Como fundido Acabados superficiales de fundición de inversión Son más lisas que muchos otros métodos de fundición. Las superficies típicas de fundición oscilan entre 63 y 125 micropulgadas RMS (raíz cuadrada media).
| Categoría de aleación | Rugosidad superficial típica de la pieza fundida (Ra) | Rugosidad superficial típica de la pieza fundida (RMS) |
|---|---|---|
| Aleaciones de aluminio | 1.5 – 2.5 | 60 – 100 |
| Aleaciones de cobre | 1.5 – 2.5 | 60 – 100 |
| Acero al carbono y de baja aleación | 2.2 – 3.2 | 90 – 125 |
| Aceros inoxidables (Serie 300) | 2.2 – 3.2 | 90 – 125 |
| Aceros inoxidables (Serie 400) | 2.5 – 3.2 | 100 – 125 |
| Aleaciones de cobalto-cromo | 2.0 – 2.5 | 80 – 100 |
| Fundición de inversión general | 1.6 – 3.2 | 63 – 125 |
