Spiegazione delle tolleranze di stampaggio della gomma: standard, classi e come specificarle

Una tolleranza di stampaggio della gomma descrive la variazione ammissibile di dimensione che una parte in gomma stampata può mostrare della sua dimensione nominale (la maggior parte delle tolleranze lavorate) non si comportano per niente come le tolleranze metallo-metallo con cui sono cresciuti gli ingegneri di progettazione A Meitu-Engelhardt, vediamo in media un disegno a settimana che specifica una guarnizione in gomma a 0,05 mm perché il progettista ha lasciato cadere una dima in parti metalliche Quella tolleranza è irrealizzabile nello stampaggio a compressione, costosa nell'iniezione e quasi sempre non necessaria per la vera funzione della parte Questo documento passa attraverso i due standard che realmente governano le cifre (RMA/ARPM e ISO 3302-1), la rottura Fixed-versus-Closure che determina silenziosamente il costo dello stampo, i sei fattori del pavimento dell'officina che tollerano il soffio in primo luogo e una struttura decisionale per abbinare la classe di tolleranza all'applicazione senza pagare più del dovuto.

Specifiche rapide: tolleranze di stampaggio della gomma

• Due standard: ARPM/RMA A1-A4 (USA) e ISO 3302-1:2014 M1-M4 (internazionale)
• Intervallo tipico fattibile: da 0,10 mm (A1, piccole parti) a 1,25 mm (A4, parti superiori a 40 mm)
• Regola generale: le tolleranze della gomma sono circa 4 più larghe delle tolleranze del metallo lavorato per lo stesso valore nominale
• Due categorie di dimensione: Fisso (controllato con cavità dello stampo) e Chiusura (controllato con linea di divisione, sempre più allentato)
• La maggior parte delle specifiche del settore: A3 (Commerciale) aggiorna solo le dimensioni che contano

Quali sono le tolleranze di stampaggio della gomma (e perché differiscono dal metallo)?

Una tolleranza di stampaggio della gomma è la fascia più-meno consentita su una dimensione nominale di una parte in gomma stampata La fascia garantisce la realtà della lavorazione di un elastomero: la gomma si restringe quando raffreddata, assorbe umidità, si comprime quando imbullonata e continua a cambiare dimensione per ore dopo lo stampaggio. Questi effetti non si verificano con un acciaio lavorato allo stesso modo, motivo per cui un callout di 0,025 mm normalmente ottenibile per un braket in alluminio dopo la fresatura diventa impossibile per una guarnizione in gomma ondulata da 0,025”.

In che modo le tolleranze della gomma differiscono dalle tolleranze dei metalli?

Tre differenze contano In primo luogo, la gomma si riscalda quindi si restringe di 1,5-3.5% a seconda del polimero Il raffreddamento è la compensazione del ritiro nella cavità Non è la seconda, la gomma si riscalda quindi si restringe intrinsecamente una negoziazione tra la pressione del gage e il durometro della mescola In terzo luogo, la gomma assorbe umidità atmosferica nel tempo, quindi una parte testata in-spec in officina può sembrare leggermente sovradimensionata se misurata in un ufficio di ispezione climatizzato un mese dopo Vediamo una regola 4: a parità di valore nominale, una tolleranza alla gomma stampata ottenibile è circa quattro volte maggiore della tolleranza al metallo lavorato che manterresti in mano. 25 mm in alluminio a 0,05 mm sono circa 0,20 mm in un elastomero stampato di precisione 0,20 mm in un rapporto è esattamente ciò che le tabelle ARPM e ISO codificano nelle classi specificate.

Spiegazione delle classi di tolleranza RMA/ARPM: A1, A2, A3, A4

Il riferimento nordamericano è il Manuale di gomma pubblicato dal Associazione per i produttori di prodotti in gomma (ARPM), precedentemente la Rubber Manufacturers Association (RMA) Il manuale assegna quattro classi di disegno per la tolleranza dimensionale della gomma stampata: A1 alta precisione, A2 precisione, A3 Commerciale e A4 Base Ogni classe corrisponde a una tabella di variazioni ammissibili che si espande con la dimensione della parte.

Qual è la classe di tolleranza di gomma RMA più stretta?

A1 il più stretto È limitato alle guarnizioni aerospaziali, agli elastomeri del medico-dispositivo e alle geometrie dinamiche di sigillatura dove è necessaria una variazione davvero stretta Ci vogliono costosi stampi di precisione lavorati, un numero inferiore di cavità per utensile (per mantenere la variazione da cavità a cavità all'interno della finestra), controllo stretto del ciclo di polimerizzazione e ispezione del grado CMM per contenere A1. Sulla base delle parti in gomma stampate personalizzate che abbiamo prodotto a Meitu-Engelhardt, scegliere A1 per l'intera parte aumenterebbe il costo del componente per parte tra 40% e 60% rispetto all'uso dell'A3 predefinito con 2 o 3 chiamate A1 su caratteristiche critiche (che è quasi sempre la scelta giusta).

La tabella RMA consolidata riportata di seguito mostra le dimensioni Fisso (F) e Chiusura (C) in millimetri a cinque bande dimensionali rappresentative. “Fixed” indica una dimensione interamente compresa tra una metà dello stampo; “Closure” è una dimensione che attraversa la linea di divisione (vedere paragrafo successivo).

Valori compilati dall'ARPM Manuale di gomma 8a edizione (tabelle di designazione RMA MO-1) Oltre 160 mm, la tolleranza varia in modo lineare con le dimensioni.

ISO 3302-1 Classi di tolleranza: M1, M2, M3, M4 (Lo standard europeo)

Al di fuori del Nord America, lo standard di governo è ISO 3302-1:2014 ÖT Tolleranze alla gomma per prodotti, Parte 1: Tolleranze dimensionali, pubblicato dall'Organizzazione Internazionale per la Standardizzazione Definisce quattro classi da M1 (fine) a M4 (grossolano), ancora una volta suddivise per dimensioni fisse e di chiusura e racchiuse per dimensione. M1 (come ARPM A1) generalmente è quasi identico allo standard; M2 è vicino ad ARPM A2; eccetera. Ma i numeri sono tutti leggermente diversi e iniziano a deviare di poco più di 100 mm (all'incirca).

Nota tecnica: le tolleranze RMA A2 e ISO M2 sono praticamente equivalenti per dimensioni fisse inferiori a 40 mm Ma una volta superiori a 100 mm possono variare da 0 a 20% diverse, con ISO che in genere agisce più strettamente all'estremità grossolana e un po' più allentato all'estremità fine. Non includere mai lo standard generale su un disegno quando si acquistano due parti di grandi dimensioni senza richiamarlo specificamente per parte.

Gli acquirenti europei di automobili, prodotti medici e industriali di solito non rispettano la norma ISO 3302-1. Le specifiche aerospaziali, idrauliche e petrolifere e del gas nordamericane di solito non rispettano ARPM/RMA. Gli OEM globali con requisiti di doppio approvvigionamento spesso specificheranno entrambi sullo stesso disegno (“Toleranze secondo ISO 3302-1 M2 /RMA A2”) consentendo a entrambi i fornitori di procedere con un preventivo senza una richiesta di variazione.

Dimensioni fisse vs chiusura: la divisione che decide il costo della muffa

Entrambe le specifiche dividono ogni dimensione su una parte in gomma in due famiglie Imparare che la divisione è la singola cosa migliore che un ingegnere progettista può fare sulla tolleranza della gomma perché rimane nascosta sulla maggior parte dei disegni e determina silenziosamente quanto costa il tuo stampo.

L'errore di disegno in entrata più comune rende molto piccolo ciascuno dei peggiori problemi che ingegnerizziamo per sembrare uno molto più rigido Una dimensione di chiusura (tipicamente uno spessore della parte perpendicolare alla linea di separazione) viene specificata stretta come una dimensione fissa Perché la chiusura è fisicamente governata da quanto forte la pressa si blocca e quanto spesso corre lo strato flash, stringendo il numero di chiusura si forza un passaggio a un sistema di bloccaggio molto più rigido, un passaggio dalla compressione al trasferimento o allo stampaggio, o una velocità di scarto più elevata Qualsiasi di questi percorsi raddoppia o triplica il prezzo dell'unità quotata Riassegnando che una dimensione stretta da Chiusura a Fissa semplicemente ruotando la parte nella cavità in modo che la caratteristica viva all'interno di una singola metà dello stampo preserva l'intento progettuale originale e taglia il costo dell'utensile di un terzo.

Sei fattori che eliminano le tolleranze della gomma in officina

Quei grafici mostrano cosa può essere estratto dal processo La parte spedita effettiva dipende da sei fattori di officina che ogni modellatore di gomma vede ogni giorno I parametri seguenti derivano dalla letteratura e dall'industria della gomma; la variazione da impianto a impianto sarà significativa.

1. Il ritiro del polimero (1.5-3.5%). gomma naturale e EPDM dominano nella fascia bassa; schiuma e fluoroelastomero sono nella fascia alta Le cavità dello stampo sono lavorate sovradimensionate per tenere conto, ma un nucleo cambia a metà corsa (comune) quando una riforma del cliente formula un nuovo blocco normativo (può spostare una banda di dimensioni completa delle specifiche fino a quando lo strumento non è ricut.
2. Variazione del durometro (5 Shore A tipico) Un lotto più duro misura più piccolo utilizzando il piede del misuratore e può essere letto come sottodimensionato sulle dimensioni utilizzando l'attrezzatura a contatto. Le specifiche di ispezione dovrebbero specificare il tipo di misuratore e il carico.
3. Curare la temperatura e il tempo di ciclo. Anche un gradiente di 2 C può modificare la densità di reticolazione di 3-4 pollici-tempi di blocco inverso.. Le piante senza controllo attivo della temperatura sulle piastre vanno tutte alla deriva in modo apprezzabile tra i turni mattutini e pomeridiani.
4. Umidità e temperatura ambiente La gomma assorbe prontamente l'umidità nel corso di giorni o settimane Una parte che spedisce a 25 mm OD misurerà 25,1 mm due settimane dopo in un magazzino umido Le moderne sale di ispezione climatizzate esistono appositamente per questo motivo.
5. usura della muffa Ogni colpo muove alcuni microgrammi di acciaio dalla linea di divisione; dopo 100.000 colpi un utensile che era appena stretto su una dimensione di chiusura A2 ora potrebbe essere allentato su un A3. pianificazione della vita utensile dovrebbe essere integrata nel programma di programmazione.
6. Caratteristiche delle parti Pareti sottili, caratteristiche profonde, campate non supportate e proporzioni elevate stringono tutti ciò che il processo può praticamente offrire di circa mezza classe Una semplice sezione trasversale O-ring può contenere A1 in silicone; un sottile stivale da parete dello stesso composto in genere non può.

Un caso illustrativo: Una guarnizione (nominale) 25,0 mm OD EPDM, eseguito su uno strumento di compressione a 16 cavità, drifted 0,3 mm dal turno 1 al turno 3 in un venerdì estivo La deriva era in realtà a causa di un 4 °C oscillazione in temperatura ambiente dell'impianto, non le piastre di polimerizzazione (il foglio non polimerizzato) era semplicemente warmer andando nel grande stampo nel pomeriggio Parti che erano state in funzione al medio raggio della banda A3 al mattino oltrepassato il limite superiore entro mezzogiorno Una scatola AC portatile e un foglio di due ore di ammollo hanno riportato la finestra dentro.

“Il numero sul disegno è sempre la fine di una storia che ha iniziato con la ricetta composta, la muffa, e il tempo, la condizione coscienziosa gomma molder può tenere A2 su un bel giorno qualsiasi cosa molto la vera sfida è se la pianta può tenere in una brutta giornata, attraverso un ciclo di produzione completo, sulla dimensione che conta davvero.”

Compressione vs iniezione vs stampaggio a trasferimento: quale processo si mantiene più stretto?

Scegli il tipo di processo in combinazione con la classe di tolleranza con prevedibilità sostenibile Lo stampaggio a compressione è il processo più vecchio ed economico; lascia il flash, dipende fortemente dal peso della carica dell'operatore e di solito mantiene A3 come impostazione predefinita con A2 possibile su semplici dimensioni fisse Lo stampaggio a trasferimento aggiunge una camera della preforma e uno stantuffo, che stringe considerevolmente le dimensioni di chiusura. Lo stampaggio a iniezione polimerizza sotto il morsetto completo con scatti misurati, offre la migliore ripetibilità ed è l'unico processo che tiene abitualmente A1 durante un ciclo di produzione.

La scelta corretta del processo raramente vince la tolleranza più stretta dell“”, quindi un anello di tenuta ad alto volume, che necessita di A1 sul diametro interno e A3 altrove, è un candidato naturale per la compressione più un perno ID lavorato con precisione, raramente è più economico di uno strumento di cavitazione simile. La differenza di costo è importante solo quando A1 o A2 sono davvero fondamentali nella maggior parte della parte.

Come specificare le tolleranze della gomma su un disegno (senza pagare in eccesso)

Si può costare molto scrivendo “tolleranza generale 0,05 mm” nel blocco del titolo del disegno, e poi richiamando alcune caratteristiche Qualsiasi fabbricatore vedendo quella nota assumerà l'intera parte deve tenere 0,05 mm, e prezzo di conseguenza per A1 ovunque Poi ancora, il modello corretto è abbastanza l'opposto: specificare una classe predefinita allentata a livello globale, stringere solo le dimensioni che ne hanno bisogno.

La regola predefinita A3: a meno che non vi sia una ragione esplicitata nella domanda, le tolleranze per ARPM A3 / ISO 332-1 M3 30 predefiniscono questo nel blocco del titolo, se non diversamente indicato Successivamente, richiamano separatamente con il proprio callout più stretto (A2 o A1) le due o tre dimensioni che contano veramente (superfici di tenuta critiche, diametri di accoppiamento, altezze di riferimento chiave Nel nostro portafoglio ordini di produzione questo modello taglia il costo unitario di 20-35% rispetto ai disegni A2 della coperta, senza alcun effetto sulla resa funzionale.

Quadro decisionale sulla tolleranza: abbina la classe all'applicazione

Nessuno risposta destra universale (nessuna risposta destra universale) esiste una risposta giusta per una determinata applicazione Il nostro quadro di seguito mappa le categorie comuni di parti in gomma alla classe di tolleranza che la pratica industriale tratta come appropriata È inteso come punto di partenza per una discussione di citazione, non come regola.

Quale classe di tolleranza della gomma è standard per le guarnizioni industriali?

Per la maggior parte delle guarnizioni industriali statiche e dei paraurti non sigillanti, A3 (ARPM) o M3 (ISO) è la scelta accettata e corretta. Muoversi più strettamente ha senso solo dove la parte è una tenuta dinamica, un componente medico di precisione o funzionare in una pila di tolleranza di accoppiamento che ne ha veramente bisogno.

Domande Frequenti

Come vengono calcolate le tolleranze di stampaggio della gomma?

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Non sono principi primi calcolati per ogni parte ARPM o ISO 3302-1 tabella sono cercati in alto dalla classe selezionata e la banda di dimensione nominale Quella tabella già tiene conto di ritiro tipico, l'usura della muffa, e capacità di processo Solo un calcolo un progettista fa è la scelta della riga di dimensione corretta e la colonna corretta (Fissa o Chiusura).

Qual è la tolleranza standard più stretta della gomma?

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ARPM A1 (0,10 mm su dimensioni fisse 0-10 mm) e l'equivalente ISO 3302-1 M1 Nessuno dei due standard diventa più rigido.

Perché le tolleranze della gomma sono più ampie delle tolleranze del metallo?

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Tre motivi impilano la gomma si restringe 1.5-3.5% quando si raffredda fuori dallo stampo (il metallo si restringe in ordine di grandezza inferiore); la gomma è comprimibile quindi le misurazioni variano in base alla pressione di sagoma; la gomma continua a cambiare dimensione per assorbire l'umidità atmosferica. Il tipico rapporto dimensionale osservato è di circa quattro a uno. Una parte in gomma contiene circa 4 la fascia più-meno di una parte metallica nella stessa dimensione nominale.

Il restringimento viene compensato nello stampo?

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Sì, ciascuna cavità dello stampo in gomma viene tagliata in modo più grande della parte nominale dal noto fattore di restringimento del polimero. Tale compensazione è specifica del composto; la commutazione del polimero a metà programma richiede solitamente un taglio.

Posso specificare più stretto di RMA A1 o ISO M1?

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Tecnicamente sì, come tolleranza contrattuale personalizzata, ma la curva dei costi diventa verticale Le parti più strette di A1 richiedono generalmente utensili a iniezione a cavità singola, ispezione CMM 100%, operazioni di rettifica post-stampo e un tasso di scarto di 30% o più sullo stampaggio stesso A meno che l'applicazione non sia un programma medico o aerospaziale convalidato con conseguenze documentate di guasto, la risposta è quasi sempre quella di riprogettare invece la caratteristica di accoppiamento in metallo.

Una nota sulle figure utilizzate in questa guida: i valori di tolleranza RMA elencati sono cifre combinate del Manuale di gomma ARPM; sono i valori da cui citano la maggior parte degli stampatori di gomma nordamericani; e concordano con molti dati pubblicati Le tolleranze effettive ottenibili sono una funzione della disposizione degli utensili e delle cavità, del composto, del ciclo di polimerizzazione e dell'ambiente dell'impianto Questa guida elenca ciò che può essere mantenuto abitualmente durante un ciclo di produzione completo, non il minimo assoluto per una parte particolare Richiedi un rapporto di ispezione del primo articolo per la tua particolare geometria prima di qualificare un nuovo strumento.