Tolerâncias de moldagem de borracha explicadas: padrões, classes e como especificá-las

Uma moldagem de borracha moldagem de variação permitida em uma peça de borracha moldada de sua dimensão nominal descreve a dimensão permitida que eles não se comportam nada como as tolerâncias de metal usinado a maioria dos engenheiros de projeto cresceu com. Em 1TP5 T-1TP2 T, vemos em média um desenho por semana especificando uma junta de borracha para 0,05 mm porque o projetista deixou cair um modelo de peça de metal Essa tolerância é inatingível na moldagem por compressão, caro na injeção, e quase sempre desnecessário para a verdadeira função da peça Este documento passa pelas duas normas que realmente governam as figuras (RMA/ARPM e ISO 3302-1), a quebra Fixed-versus-Closure que determina silenciosamente o custo do seu molde, os seis fatores de chão de fábrica que sopram tolerâncias em primeiro lugar, e uma estrutura de decisão para combinar a classe de tolerância à aplicação sem pagar a mais.

Especificações rápidas: tolerâncias de moldagem de borracha

• Duas normas: ARPM/RMA A1-A4 (EUA) e ISO 3302-1:2014 M1-M4 (internacional)
• Faixa viável típica: 0,10 mm (A1, peças pequenas) a 1,25 mm (A4, peças acima de 40 mm)
• Regra geral: as tolerâncias da borracha são aproximadamente 4 mais largas do que as tolerâncias do metal usinado para o mesmo valor nominal
• Duas categorias de dimensão: Fixa (controlada por cavidade de molde) e Fechamento (controlada por linha de separação, sempre mais solta)
• A maioria das especificações da indústria: (Comercial) A 3 atualiza apenas as dimensões que importam

O que são tolerâncias de moldagem de borracha (e por que elas diferem do metal)?

Uma tolerância de moldagem de borracha é a faixa de mais-menos permitida em uma dimensão nominal de uma peça de borracha moldada A faixa fornece a realidade do processamento de um elastômero: a borracha encolhe quando resfriada, absorve umidade, comprime quando aparafusada e continua mudando de dimensão por horas após a moldagem Esses efeitos não acontecem com um aço usinado da mesma maneira, e é por isso que uma chamada de 0,025 mm rotineiramente atingível para um braquete de alumínio após a fresagem se torna impossível para uma junta de borracha ondulada de 0,025”.

Como as tolerâncias da borracha diferem das tolerâncias do metal?

Três diferenças importam Primeiro, a borracha aquece então encolhe por 1.5-3.51TP20 T para refrigerar segundo o polímero A compensação do encolhimento da borracha é fatorada na cavidade, não a parte Segundo, é compressível, assim que toda a medida sob um pé do gage é inerentemente uma negociação entre a pressão do gage e o durômetro do composto Terceiro, a borracha toma na umidade atmosférica ao longo do tempo, assim que uma parte testada na especificação na loja pode parecer ligeiramente superdimensionada quando medida em um escritório climatizado da inspeção um mês mais tarde Nós vemos uma regra 4: para o mesmo nominal, uma tolerância moldada-borracha alcançável é aproximadamente quatro vezes maior do que a tolerância usinada-metal que você manteria em sua mão.25 mm no alumínio a 0.05 mm é aproximadamente 0.20 mm em um elastómero precisão-moldado & essa relação é precisamente o que as tabelas de ARPM e de ISO codificam em classes especificadas.

Classes de tolerância RMA/ARPM explicadas: A1, A2, A3, A4

A referência norte-americana é a Manual de borracha publicado pelo Associação para Fabricantes de Produtos de Borracha (ARPM), anteriormente a Associação de Fabricantes de Borracha (RMA).O manual atribui quatro classes de desenho para tolerância dimensional de borracha moldada: A1 alta precisão, A2 precisão, A3 Comercial, e A4 Básico Cada classe corresponde a uma tabela de variações admissíveis que se expande com o tamanho da peça.

Qual é a classe de tolerância de borracha RMA mais apertada?

A1 o mais apertado É limitado a vedações aeroespaciais, elastômeros de dispositivos médicos e geometrias de vedação dinâmicas onde é necessária uma variação realmente apertada. É necessário moldes de precisão caros, um número menor de cavidades por ferramenta (para manter a variação cavidade-cavidade dentro da janela), controle rígido do ciclo de cura e inspeção de grau CMM para segurar A1. Com base nas peças de borracha moldadas personalizadas que fabricamos em Meitu-Engelhardt, escolher A1 para toda a peça aumentaria o custo do componente por peça entre 40% e 60% em relação ao uso do A3 padrão com 2 ou 3 chamadas A1 em recursos críticos (o que é quase sempre a escolha certa).

A tabela consolidada de RMA abaixo mostra as dimensões Fixa (F) e Fechamento (C) em milímetros em cinco faixas de tamanho representativas. “Fixed” significa uma dimensão inteiramente entre uma metade do molde; “Closure” é uma dimensão que cruza a linha de separação (ver próximo parágrafo).

Valores compilados a partir do ARPM Manual de borracha 8a Edição (tabelas de designação RMA MO-1).Acima de 160 mm, a tolerância varia linearmente com o tamanho.

Classe de tolerância ISO 332-1: M1, M2, M40, o padrão europeu

Fora da América do Norte, o padrão governante é ISO 3302-1:2014 Tolerâncias de borracha para produtos Parte 1: Tolerâncias dimensionais, publicado pela Organização Internacional de Normalização. Define quatro classes de M1 (fino) a M4 (grosso), novamente divididas por dimensões fixas e de fechamento e agrupadas por tamanho. M1 (como ARPM A1) geralmente é quase idêntico ao padrão; M2 está próximo de ARPM A2; etc. Mas os números são ligeiramente diferentes e começam a desviar-se a pouco mais de 100 mm (aproximadamente).

Nota de engenharia: As tolerâncias RMA A2 e ISO M2 são virtualmente equivalentes para dimensões fixas abaixo de 40 mm. Mas uma vez acima de 100 mm eles podem variar de 0-201TP20 T diferentes, com ISO normalmente agindo de forma mais apertada na extremidade grossa e um pouco mais solta na extremidade fina. Nunca inclua o padrão geral em um desenho ao fornecer peças grandes duplas sem chamá-lo especificamente por parte.

Os compradores automotivos, médicos e industriais europeus geralmente usarão como padrão a ISO 3302-1. As especificações aeroespaciais, hidráulicas e de petróleo e gás da América do Norte geralmente serão padronizadas para ARPM/RMA. OEMs globais com requisitos de fornecimento duplo geralmente especificarão ambos no mesmo desenho (“Tolerâncias de acordo com ISO 3302-1 M2 /RMA A2”) permitindo que qualquer fornecedor avance com uma cotação sem solicitação de variação.

Dimensões fixas versus dimensões de fechamento: a divisão que decide o custo do molde

Ambas as especificações dividem cada dimensão em uma peça de borracha em duas famílias Aprender essa divisão é a melhor coisa que um engenheiro de projeto pode fazer sobre a tolerância à borracha, porque ela permanece oculta na maioria dos desenhos e determina silenciosamente quanto custa seu molde.

O erro de desenho de entrada mais comum faz com que cada um dos piores problemas que projetamos pareça muito pequeno Uma dimensão de fechamento (normalmente uma espessura de peça perpendicular à linha de separação) é especificada tão apertada quanto uma dimensão fixa Porque o fechamento é fisicamente governado pela força das pinças de prensa e pela espessura da camada de flash, apertar o número de fechamento força uma chave para um sistema de fixação muito mais rígido, um movimento de compressão para transferência ou moldagem por injeção, ou uma taxa de rejeição mais alta Qualquer uma dessas rotas dobra ou triplica o preço unitário citado Reatribuir essa dimensão apertada de Fechamento para Fixo simplesmente girando a peça na cavidade para que o recurso viva dentro de uma única metade do molde preserva a intenção original do projeto e corta o custo da ferramenta em um terço.

Seis fatores que eliminam as tolerâncias à borracha no chão de fábrica

Esses gráficos mostram o que pode ser retirado do processo. A peça real enviada depende de seis fatores de chão de fábrica que cada moldador de borracha vê todos os dias. Os parâmetros abaixo são derivados da literatura e da indústria da borracha; a variação planta a planta será significativa.

1. Encolhimento do polímero (1.5-3.5%).A borracha natural e 1TP9 T dominam na extremidade inferior; o silicone espumável e o fluoroelastomer estão na extremidade superior As cavidades do molde são usinadas superdimensionadas para contabilizar, mas uma mudança central no meio da execução (comum quando um cliente reforma para um novo bloco regulador ("regulament") pode mover uma faixa de tamanho completa da especificação até que a ferramenta seja recortada.
2. Variação do durômetro (5 Shore A típico).Um lote mais duro mede menor usando o pé do medidor e pode ler como subdimensionamento em dimensões usando ferramentas de contato As especificações de inspeção devem especificar o tipo e a carga do medidor.
3. Temperatura de cura e tempo de ciclo Mesmo um gradiente de 2 C pode alterar a densidade da reticulação em tempos de bloqueio reversos de 3-4 polegadas.. As plantas sem controle ativo de temperatura nas placas flutuam apreciavelmente entre os turnos da manhã e da tarde.
4. Umidade ambiente e temperatura A borracha prontamente absorve a umidade ao longo de dias a semanas Uma parte que envia a 25 mm OD medirá 25,1 mm duas semanas depois em um armazém úmido As modernas salas de inspeção climatizadas existem especificamente por esse motivo.
5. desgaste do molde. Cada tiro move alguns microgramas de aço da linha de separação; após 100.000 disparos, uma ferramenta que estava apertada em uma dimensão de fechamento A2 pode agora estar solta em um A3. O planejamento da vida útil da ferramenta deve ser integrado ao cronograma do programa.
6. Características da peça Paredes finas, características profundas, vãos sem suporte e altas proporções de aspecto, todos apertam o que o processo pode praticamente entregar em cerca de meia classe Uma seção transversal simples de anel de vedação pode segurar A1 em silicone; uma bota de parede fina do mesmo composto normalmente não pode.

Um caso ilustrativo: Uma junta (nominal) de 25,0 mm OD 1TP9 T, executada em uma ferramenta de compressão de 16 cavidades, derivou 0,3 mm do turno 1 para o turno 3 em uma sexta-feira de verão A deriva foi realmente devido a um balanço de 4 °C na temperatura ambiente da planta, não as placas de cura (a folha não curada era simplesmente um briguista entrando no molde grande à tarde Peças que estavam operando na faixa média da banda A3 pela manhã ultrapassaram o limite superior ao meio-dia Uma caixa CA portátil e um mergulho de temperatura da folha de duas horas trouxeram a janela de volta.

“O desenho numérico é sempre o fim de uma história que começou com a receita composta, o molde e o clima Qualquer moldador de borracha consciencioso pode segurar A2 em praticamente qualquer coisa em um bom dia o verdadeiro desafio é se a planta pode segurá-lo em um dia ruim, em uma produção completa, na dimensão que realmente importa.”

Compressão vs Injeção vs Moldagem por Transferência: Qual Processo Mantém Mais Firme?

Escolha o tipo de processo em conjunto com a classe de tolerância com previsibilidade sustentável A moldagem por compressão é o processo mais antigo e barato; deixa flash, depende muito do peso de carga do operador e geralmente mantém A3 como padrão com A2 possível em dimensões fixas simples A moldagem por transferência adiciona uma câmara de pré-forma e um êmbolo, que aperta consideravelmente as dimensões do fechamento A moldagem por injeção cura sob grampo completo com tiros medidos, oferece a melhor repetibilidade e é o único processo que rotineiramente mantém A1 em uma corrida de produção.

Escolha correta do processo a tolerância mais apertada do “test ganha assim Um anel de vedação de alto volume, precisando de A em seu diâmetro interno e A3 em outro lugar, é um candidato natural para compressão mais um pino de identificação usinado com precisão raramente ganha mais barato do que uma ferramenta de injeção de cavitação A diferença de custo só importa quando A1 ou A2 realmente é fundamental na maior parte da peça.

Como especificar tolerâncias à borracha em um sorteio (sem pagamento a maior)

Pode-se custar muito escrevendo “tolerância geral 0,05 mm” no bloco de título do desenho, e depois chamando algumas características Qualquer fabricante vendo essa nota assumirá toda a peça deve conter 0,05 mm, e preço de acordo para A1 em todos os lugares Então, novamente, o padrão correto é bem o oposto: especifique uma classe padrão solta globalmente, aperte apenas as dimensões que precisam dela.

A regra padrão A3: a menos que haja uma razão explicitada no aplicativo, especifique tolerâncias por ARPM A/ ISO 3-1 M3 3 superfícies predefinir isso no bloco de título, salvo indicação em contrário Em seguida, chame separadamente com sua própria chamada mais apertada (A2 ou A1) as duas ou três dimensões que realmente importam vedação crítica, diâmetros de acoplamento, alturas de referência chave Em nosso livro de ordens de produção este padrão corta o custo unitário citado em 20-351TP20 T versus desenhos A2 cobertor, sem efeito sobre o rendimento funcional.

Estrutura de decisão de tolerância: combine a classe com a aplicação

Nenhuma resposta direita universal (ninguém) existe uma resposta certa para uma determinada aplicação. Nossa estrutura abaixo mapeia categorias comuns de peças de borracha para a classe de tolerância que a prática da indústria trata como apropriada. Pretende ser um ponto de partida para uma discussão de citações, não uma regra.

Qual classe de tolerância de borracha é padrão para juntas industriais?

Para a maioria das juntas industriais estáticas e pára-choques não vedantes, A3 (ARPM) ou M3 (ISO) é a escolha aceita e correta Mover-se com mais força só faz sentido onde a peça é uma vedação dinâmica, um componente médico de precisão ou correr em uma pilha de tolerância de acasalamento que realmente precisa dela.

Perguntas frequentes

Como são calculadas as tolerâncias de moldagem de

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Eles não são calculados a partir de cada parte princípios eles são procurados a partir do ARPM ou ISO 332-1 tabela correspondente à classe selecionada e a faixa de tamanho nominal Essa tabela já conta para encolhimento típico, desgaste do molde, e capacidade de processo Apenas um cálculo que um designer faz é escolher a linha de tamanho correto e a coluna correta (Fixo ou Fechamento).

Qual é a tolerância de borracha padrão mais apertada?

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ARPM A1 (0,10 mm em dimensões fixas 0-10 mm) e o equivalente ISO 3302-1 M1. nenhum dos padrões fica mais apertado.

Por que as tolerâncias da borracha são mais amplas que as tolerâncias do

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Três razões empilham: a borracha encolhe 1.5-3.51TP20 T quando esfria fora do molde (o metal encolhe a ordem de grandeza menos); a borracha é compressível para que as medições variem com base na pressão do medidor; a borracha continua mudando de dimensão por semanas à medida que absorve a umidade atmosférica A faixa de tamanho típica observada é de cerca de quatro para um (uma peça de borracha contém cerca de 4 a faixa mais-menos de uma peça de metal na mesma dimensão nominal).

O encolhimento é compensado no molde?

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Sim 'a cavidade do molde de borracha é cortada do que a parte nominal pelo fator de encolhimento conhecido do polímero Essa compensação é composto específico; alternar polímero no meio do programa geralmente requer um recorte de ferramenta.

Posso especificar mais apertado do que RMA A1 ou ISO M1?

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Tecnicamente sim, como uma tolerância de contrato personalizada, mas a curva de custo torna-se vertical Peças mais apertadas do que A1 geralmente requerem ferramentas de injeção de cavidade única, inspeção CMM 1001TP20 T, operações de retificação pós-molde e uma taxa de rejeição de 301TP20 T ou mais na própria moldagem A menos que a aplicação seja um programa médico ou aeroespacial validado com consequência de falha documentada, a resposta é quase sempre redesenhar o recurso de acoplamento no metal em vez disso.

Uma nota sobre os números usados neste guia: os valores de tolerância RMA listados são números combinados do Manual de Borracha ARPM; eles são os valores que a maioria dos moldadores de borracha da América do Norte cita; e eles concordam com muitos dados publicados As tolerâncias reais atingíveis são uma função do layout de ferramentas e cavidades, composto, ciclo de cura e ambiente da planta Este guia lista o que pode ser mantido rotineiramente em uma execução de produção completa, não o mínimo absoluto para qualquer peça em particular Solicite um relatório de inspeção de primeiro artigo para sua geometria específica antes de qualificar uma nova ferramenta.