Erklärte Gummileittoleranzen: Standards, Klassen und wie man sie angibt

Eine Gummiformtoleranz beschreibt die zulässige Variation der Abmessungen, die ein geformtes Gummiteil von seiner Nennabmessung aufweisen kann, und sie verhalten sich nicht wie die Toleranzen für bearbeitetes Metall, mit denen die meisten Konstrukteure aufgewachsen sind. Bei Meitu-Engelhardt sehen wir im Durchschnitt eine Zeichnung pro Woche, die eine Gummidichtung auf 0,05 mm angibt, weil der Konstrukteur eine Metallteilschablone fallen gelassen hat. Diese Toleranz ist beim Formpressen unerreichbar, beim Spritzen kostspielig und fast immer unnötig für die wahre Funktion des Teils. Dieses Dokument durchläuft die beiden Standards, die die Zahlen wirklich bestimmen (RMA/ARPM und ISO 33302-1), die Mischform-Verschluss-Kosten-Toleranz, die die die Silbe-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-Kosten-K.

Schnelle Spezifikationen: Gummiprägetoleranzen

• Zwei Standards: ARPM/RMA A1-A4 (USA) und ISO 3302-1:2014 M1-M4 (international)
• Typischer realisierbarer Bereich: 0,10 mm (A1, Kleinteile) bis 1,25 mm (A4, Teile über 40 mm)
• Allgemeine Faustregel: Gummitoleranzen sind bei gleichem Nennwert etwa 4 größer als Toleranzen für bearbeitetes Metall
• Zwei Kategorien von Abmessungen: Fest (formhohlraumgesteuert) und Verschluss (teilliniengesteuert, immer lockerer)
• Die meisten Branchenspezifikationen: A3 (kommerziell) – Upgrade nur auf die Abmessungen, die wichtig sind

Was sind Gummiprägetoleranzen (und warum unterscheiden sie sich von Metall)?

Eine Gummiformtoleranz ist das Plus-Minus-Band, das auf einer Nennabmessung eines geformten Gummiteils zulässig ist. Das Band sorgt für die Realität der Verarbeitung eines Elastomers: Gummi schrumpft beim Abkühlen, nimmt Feuchtigkeit auf, komprimiert sich beim Verschraubten und ändert stundenlang nach dem Formen immer wieder seine Abmessung. Diese Effekte treten bei einem bearbeiteten Stahl nicht auf die gleiche Weise auf, weshalb ein 0,025-mm-Callout, der für eine Aluminium-Verknüpfung nach dem Fräsen routinemäßig erreichbar ist, für eine wellenförmige Gummidichtung von 0,025” unmöglich wird.

Wie unterscheiden sich Gummitoleranzen von Metalltoleranzen?

Drei Unterschiede sind wichtig Erstens erwärmt sich Gummi und schrumpft dann um 1,5-3,51TP20 T zur Kühlung in Abhängigkeit vom Polymer – die Schrumpfkompensation wird in den Hohlraum einkalkuliert, nicht in das Teil. Zweitens ist Gummi komprimierbar, sodass jede Messung unter einem Messfuß von Natur aus eine Verhandlung zwischen dem Messdruck und dem Härter der Verbindung ist. Drittens nimmt Gummi mit der Zeit Luftfeuchtigkeit auf, sodass ein in der Werkstatt getestetes Teil leicht überdimensioniert erscheinen kann, wenn es einen Monat später in einem klimatisierten Inspektionsbüro gemessen wird. Wir sehen eine 4-Regel: Für den gleichen Nennwert ist eine erreichbare Toleranz von geformtem Gummi und Gummi ca. 0 mm in den bearbeiteten 2 PPM in Ihrer ISO-0-Papier-Post-0-Promolat-Promolat-Prom-Prom-Promolat-Prom-Prom-Prom-Prom-Promolat-Prom-Prom-Prom-Prom-Promolat-Prom-Promolat-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Promille-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom-Prom.

Erklärte RMA-/ARPM-Toleranzklassen: A1, A2, A3, A4

Die nordamerikanische Referenz ist die Gummihandbuch Veröffentlicht von der Verband für Gummiproduktehersteller (ARPM), (früher Rubber Manufacturers Association (RMA).Das Handbuch weist vier Zeichenklassen für die Maßtoleranz von geformtem Gummi zu: A1 hohe Präzision, A2 Präzision, A3 Commercial und A4 Basic. Jede Klasse entspricht einer Tabelle zulässiger Variationen, die sich mit der Teilegröße erweitert.

Was ist die engste RMA-Gummi-Toleranzklasse?

A1 am engsten Es beschränkt sich auf Luft- und Raumfahrtdichtungen, Elastomere medizinischer Geräte und dynamische Dichtungsgeometrien, bei denen wirklich enge Variationen erforderlich sind. Es erfordert kostspielige Präzisionsformmaschinen, eine geringere Anzahl von Hohlräumen pro Werkzeug (um die Variation von Hohlraum zu Hohlraum innerhalb des Fensters aufrechtzuerhalten), eine strenge Aushärtezykluskontrolle und eine Inspektion der KMG-Qualität, um A1 zu halten. Basierend auf den maßgeschneiderten Formgummiteilen, die wir bei Meitu-Engelhardt hergestellt haben, würde die Wahl von A1 für das gesamte Teil die Komponentenkosten um 401 TP20T und 60% gegenüber der Verwendung der Standard-Kennutzung erhöhen Die Auswahl der A3-Merkennungen ist immer kritisch.

Die nachstehende konsolidierte RMA-Tabelle zeigt Feste (F) und Verschluss (C) Abmessungen in Millimetern bei fünf repräsentativen Größenbändern “Fest” bedeuten eine Abmessung vollständig zwischen einer Formhälfte; “Verschluss” ist eine die Trennlinie kreuzende Abmessung (siehe nächster Absatz).

Aus dem ARPM zusammengestellte Werte Gummihandbuch 8. Auflage (Bezeichnungstabellen RMA MO-1) Über 160 mm variiert die Toleranz etwa linear mit der Größe.

ISO 3302-1 Toleranzklasse: M1, M23, M4, Europäische Norm

Außerhalb Nordamerikas gilt der maßgebliche Standard ISO 3302-2014: Rubbertoleranzen für Produkte, Teil 1: Maßtoleranzen, veröffentlicht von der Internationalen Organisation für Normung Es definiert vier Klassen von M1 (fein) bis M4 (grob), wiederum aufgeteilt nach festen und geschlossenen Abmessungen und binned nach Größe. M1 (wie ARPM A1) ist im Allgemeinen nahezu identisch mit dem Standard; M2 liegt in der Nähe von ARPM A2; usw. Aber die Zahlen unterscheiden sich alle geringfügig und beginnen bei etwas mehr als 100 mm (ungefähr) abzuweichen.

Engineering Hinweis: RMA A2 und ISO M2 Toleranzen sind für feste Abmessungen unter 40 mm quasi gleichwertig, aber sobald sie über 100 mm sind, können sie den Bereich von 0-201TP20 T unterschiedlich, wobei ISO typischerweise am groben Ende enger und am feinen Ende etwas lockerer wirkt Niemals den allgemeinen Standard auf eine Zeichnung aufnehmen, wenn man große Teile dual beschafft, ohne es eigens von einem Teil herauszurufen.

Europäische Automobil-, Medizin- und Industriekäufer entsprechen in der Regel standardmäßig ISO 3302-1. Nordamerikanische Luft- und Raumfahrt-, Hydraulik- und Öl- und Gasspezifikationen entsprechen in der Regel ARPM/RMA. Globale OEMs mit Double-Sourcing-Anforderungen geben häufig beides auf derselben Zeichnung an (“Toleranzen pro ISO 3302-1 M2 / RMA A2”), sodass jeder Anbieter ein Angebot ohne Abweichungsanfrage erstellen kann.

Feste vs. Verschlussabmessungen: Der Split, der Ihre Formkosten bestimmt

Beide Spezifikationen teilen jede Dimension auf einem Gummiteil in zwei Familien auf. Wenn Sie lernen, dass Split das Beste ist, was ein Konstrukteur gegen Gummitoleranzen tun kann, da es auf den meisten Zeichnungen verborgen bleibt und im Stillen bestimmt, wie viel Ihre Form kostet.

Der häufigste Eingangs-Zeichnungsfehler lässt jedes der schlimmsten Probleme, die wir für sehr klein aussehen, eine Verschlussabmessung (typischerweise eine Teildicke senkrecht zur Trennlinie) wird als festes Maß angegeben. Da der Verschluss physikalisch davon abhängt, wie hart die Presse klemmt und wie dick die Blitzschicht läuft, erzwingt das Anziehen der Verschlusszahl einen Wechsel zu einem viel steiferen Klemmsystem, einen Übergang vom Kompressions- zum Transfer- oder Spritzgießen oder eine höhere Ausschussrate. Jeder dieser Wege verdoppelt oder verdreifacht den angegebenen Stückpreis. Die Neuzuweisung dieser einen festen Abmessung vom Verschluss zum festen Hohlraum erzwingt einfach durch Drehen des Teils im Hohlraum, sodass das Merkmal innerhalb einer einzelnen Form lebt. Halb- und Drittkost-Schnitt-Design-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorsatz-Vorbehalt-Vorbehalt.

Sechs Faktoren, die Gummitoleranzen auf der Werkstatt ausblasen

Diese Grafiken zeigen, was aus dem Prozess gezogen werden kann. Das tatsächlich versendete Teil hängt von sechs Faktoren auf der Werkstatt ab, die wir jeden Gummiformer jeden Tag sehen. Die folgenden Parameter stammen aus der Literatur und der Gummiindustrie; Die Variation von Pflanze zu Pflanze wird erheblich sein.

1. Polymerschrumpfung (1,5-3,51TP20 T). Naturkautschuk und 1TP9 T dominieren am unteren Ende; schäumbares Silikon und Fluorelastomer befinden sich am oberen Ende. Formhohlräume werden zur Berücksichtigung überdimensioniert bearbeitet, aber ein Kern ändert sich mitten im Lauf, wenn ein Kunde einen neuen Regulierungsblock neu formuliert, kann ein komplettes Größenband mit Spezifikationen verschieben, bis das Werkzeug entfernt ist.
2. Durometervariation (5 Shore A typisch).Eine härtere Charge misst mit dem Messfuß kleiner und kann mit Kontaktwerkzeugen als Untergröße auf den Abmessungen abgelesen werden. Inspektionsspezifikationen sollten Messart und Belastung angeben.
3. Temperatur und Zykluszeit aushärten Selbst ein 2-C-Gradient kann die Vernetzungsdichte um 3-4 Zoll-Umkehrsperrzeiten ändern.. Pflanzen ohne aktive Temperaturkontrolle auf den Platten driften alle deutlich zwischen Morgen- und Nachmittagsschichten.
4. Umgebungsfeuchtigkeit und Temperatur Gummi nimmt Feuchtigkeit über Tage bis Wochen leicht auf Ein Teil, das mit 25 mm OD versendet wird, misst zwei Wochen später in einem feuchten Lager 25,1 mm. Moderne klimatisierte Inspektionsräume existieren speziell aus diesem Grund.
5. Formverschleiß Jeder Schuss bewegt sich ein paar Mikrogramm Stahl aus der Trennlinie; nach 100.000 Schüssen kann ein Werkzeug, das gerade noch fest auf einer A2-Verschlussabmessung war, jetzt auf einer A3 locker sein. Die Werkzeuglebensdauerplanung sollte in den Programmplan integriert werden.
6. Teilemerkmale Dünne Wände, tiefe Merkmale, nicht unterstützte Spannweiten und hohe Seitenverhältnisse straffen alles, was der Prozess praktisch um etwa eine halbe Klasse liefern kann Ein einfacher O-Ring-Querschnitt kann A1 in Silikon halten; ein dünner Wandstiefel der gleichen Verbindung kann normalerweise nicht.

Ein illustrativer Fall: Eine (nominale) 25,0 mm OD 1TP9 T-Dichtung, mit einem 16-Hohlraum-Kompressionswerkzeug betrieben, an einem Sommerfreitag 0,3 mm von Schicht 1 auf Schicht 3 getrieben Die Drift war tatsächlich auf einen 4 °C-Schwung der Pflanzenumgebungstemperatur zurückzuführen, nicht auf die Aushärteplatten (das ungehärtete Blatt war einfach wärmer, als es am Nachmittag in die große Form ging. Teile, die morgens im mittleren Bereich des A3-Bandes betrieben worden waren, schossen mittags über die Obergrenze hinaus Eine tragbare AC-Box und ein zweistündiges Blatttemperaturschlucken brachten das Fenster wieder hinein.

“Die Zahlenzeichnung ist immer das Ende einer Geschichte, die mit dem zusammengesetzten Rezept, dem Formzustand und dem Wetter begann. Jeder gewissenhafte Gummiformer kann A2 an einem guten Tag auf so ziemlich allem halten.”Die eigentliche Herausforderung besteht darin, ob die Pflanze kann es an einem schlechten Tag, über einen vollständigen Produktionslauf hinweg, in der tatsächlich wichtigen Dimension halten.”

Kompression vs. Injektion vs. Transferformen: Welcher Prozess hält enger?

Wählen Sie Prozesstyp in Verbindung mit Toleranzklasse mit nachhaltiger Vorhersagbarkeit Das Kompressionsformen ist das älteste und günstigste Verfahren; es hinterlässt Blitz, hängt stark vom Ladegewicht des Bedieners ab und hält A3 in der Regel standardmäßig mit A2 möglich auf einfachen festen Abmessungen Transferformen fügt eine Vorformkammer und einen Kolben hinzu, was die Verschlussabmessungen erheblich festzieht Spritzguss härtet unter Vollklemme mit Dosierschüssen aus, liefert die beste Wiederholbarkeit und ist der einzige Prozess, der A1 routinemäßig über einen Produktionslauf hinweg hält.

Die richtige Wahl des Prozesses ist selten “die engste Toleranz gewinnt” so. Ein Dichtungsring mit hohem Volumen, der A1 an seinem Innendurchmesser und A3 an anderer Stelle benötigt, ist ein natürlicher Kandidat für die Kompression plus ein präzisionsgefertigter ID-Pin – viel billiger als ein Einspritzwerkzeug mit ähnlicher Kavitation Kostenunterschied ist nur dann wichtig, wenn A1 oder A2 wirklich über den größten Teil hinweg von entscheidender Bedeutung ist.

So geben Sie Gummitoleranzen in einer Zeichnung an (ohne Überzahlung)

Man kann viel kosten, indem man im Zeichentitelblock “allgemeine Toleranz 0,05 mm” schreibt und dann ein paar Merkmale aufruft. Jeder Hersteller, der diese Note sieht, geht davon aus, dass das gesamte Teil 0,05 mm aufnehmen muss, und preist es überall entsprechend für A1. Dann ist das richtige Muster genau das Gegenteil: Geben Sie global eine lose Standardklasse an und straffen Sie nur die Abmessungen, die sie benötigen.

Die A3-Standardregel: Sofern in der Anmeldung kein Grund angegeben ist, geben Sie Toleranzen pro ARPM A3 / ISO 3302-1 M3 3 im Titelblock vordefinieren, sofern nicht anders angegeben. Als nächstes rufen Sie separat mit ihrem eigenen, engeren Callout (A2 oder A1) die beiden Dimensionen an, die wirklich wichtig sind. Kritische Dichtungsoberflächen, passende Durchmesser, Schlüsselreferenzhöhen. In unserem Produktionsauftrag werden die Kosten für die angegebenen Mustereinheiten um 20-351 TP20 T gegenüber den Deckenzeichnungen A2 gekürzt, ohne Auswirkungen auf die funktionale Ausbeute.

Toleranzentscheidungsrahmen: Passen Sie die Klasse der Anwendung an

Keine allgemeingültige rechte Antwort – es gibt eine richtige Antwort für eine bestimmte Anwendung. Unser untenstehendes Framework ordnet gängige Gummiteilkategorien der Toleranzklasse zu, die die Branchenpraxis als angemessen behandelt. Es ist als Ausgangspunkt für eine zitierende Diskussion gedacht, nicht als Regel.

Welche Gummitoleranzklasse ist Standard für Industriedichtungen?

Für die meisten statischen Industriedichtungen und nicht abdichtenden Stoßfänger ist A3 (ARPM) oder M3 (ISO) die akzeptierte und richtige Wahl, enger zu bewegen macht nur Sinn, wenn das Teil eine dynamische Dichtung, eine medizinische Präzisionskomponente ist oder in einem passenden Toleranzstapel läuft, der es wirklich braucht.

Häufig gestellte Fragen

Wie werden Gummiformtoleranzen berechnet?

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Sie werden nicht aus ersten Prinzipien für jeden Teil berechnet – sie werden aus der ARPM- oder ISO 3302-1-Tabelle nachgeschlagen, die der ausgewählten Klasse und dem Nenngrößenband entspricht. Diese Tabelle berücksichtigt bereits die typische Schrumpfung, den Formverschleiß und die Prozessfähigkeit. Nur eine Berechnung, die ein Designer durchführt, besteht darin, die richtige Größenzeile und die richtige Spalte (fest oder geschlossen) auszuwählen.

Was ist die engste Standardgummitoleranz?

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ARPM A1 (0,10 mm auf festen Abmessungen 0-10 mm) und die entsprechende ISO 3302-1 M1. Keine der beiden Normen geht enger.

Warum sind Gummitoleranzen größer als Metalltoleranzen?

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Drei Gründe für den Stapel: Gummi schrumpft 1,5-3,5%, wenn er aus der Form abkühlt (Metall schrumpft um eine Größenordnung weniger); Gummi ist komprimierbar, sodass die Messungen je nach Messdruck variieren; Gummi setzt die Dimensionsverschiebung wochenlang fort, während es Luftfeuchtigkeit absorbiert. Typisches beobachtetes Größenbandverhältnis beträgt etwa vier zu eins. 4 Ein Gummiteil enthält etwa 4 das Plus-Minus-Band eines Metallteils mit der gleichen Nennabmessung.

Wird die Schrumpfung in der Form ausgeglichen?

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Ja – Jeder Hohlraum der Gummiform wird um den bekannten Schrumpfungsfaktor des Polymers größer geschnitten als der Nennteil. Diese Kompensation ist spezifisch für die Verbindung; Um das Polymermittelprogramm zu wechseln, ist normalerweise ein nachgeschnittenes Werkzeug erforderlich.

Kann ich enger als RMA A1 oder ISO M1 angeben?

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Technisch ja, als kundenspezifische Vertragstoleranz, aber die Kostenkurve wird vertikal Teile enger als A1 erfordern im Allgemeinen Einhohlraum-Einspritzwerkzeuge, 1001TP20 T KMG-Inspektion, Nachformschleifvorgänge und eine Ausschussrate von 301TP20 T oder mehr auf dem Formteil selbst Sofern es sich bei der Anwendung nicht um ein validiertes medizinisches oder Luft- und Raumfahrtprogramm mit dokumentierter Fehlerfolge handelt, besteht die Antwort fast immer darin, das Passmerkmal stattdessen in Metall neu zu gestalten.

Ein Hinweis zu den in diesem Leitfaden verwendeten Zahlen: Bei den aufgeführten RMA-Toleranzwerten handelt es sich um kombinierte Zahlen aus dem ARPM Rubber Handbook; es handelt sich um die Werte, von denen die meisten nordamerikanischen Gummiformer zitieren; und sie stimmen mit vielen veröffentlichten Daten überein. Tatsächlich erreichbare Toleranzen sind eine Funktion der Werkzeug- und Hohlraumanordnung, der Verbindung, des Aushärtungszyklus und der Pflanzenumgebung. In diesem Leitfaden wird aufgeführt, was routinemäßig über einen gesamten Produktionslauf hinweg gewartet werden kann, nicht das absolute Minimum für einen bestimmten Teil Fordern Sie einen Prüfbericht für den ersten Artikel für Ihre spezielle Geometrie an, bevor Sie ein neues Werkzeug qualifizieren.