1引言
在批量產品的生產中,單件、小批量生產的工藝方法就不適應了。本文通過對
鑄造工藝的應用試驗,并根據具體情況進行實際應用,探索出一種適合批量生產的工藝方法,解決現實問題,并作為其他工藝、生產管理以及設計人員的參考。
2 鑄造工藝簡介
鑄造是一種鑄造成型方法,通過這種工藝生產出的鑄件無需經過切削或是少切削即可直接使用,通常所說的 鑄造主要是指熔模 鑄造。
熔模 鑄造(又名失蠟鑄造)是用易熔材料制成與零件相同的模型,在模型上涂掛由耐火材料(石英、剛玉等)及粘結劑(硅酸乙酷或水玻璃)組成的涂料,或者用石膏澆注,形成 厚度的型殼,然后加熱熔失模型,模殼經高溫焙燒后再澆注鑄件的過程。由于熔模鑄造是一種少切削、無切削的鑄件成型方法,用這種方法生產的鑄件具有尺寸CCT4~6級),表面粗糙度好(Ral.6一3.2μm)而且不受材質限制等優點,在工業生產中廣泛應用。該法尤其適用于生產形狀復雜的鑄件和難以切削的金屬材料。它可以節省大量的機械加工工時,提高金屬材料的利用率,縮短產品制造周期及降低產品成本,提高產品質量。
3 鑄造工藝的應用
一個傳動支座結構復雜,采用焊接方法制造,先分別加工好四個零件,然后將各零件裝配好,再用真空爐釬焊成一個整體,不但制造周期長,而且焊后的傳動支座變形大,質量不好。經過對傳動支座的結構形式、材料、幾何尺寸等設計要素以及可能的生產批量分析后,決定采用 鑄造工藝成形,然后再對個別重要尺寸進行機加工,較后達到產品質量要求。 鑄造傳動支座通過對傳動支座的上面兩種工藝的比較,從制造成本、周期等,可以發現兩者在批量生產中的不同效果。
3.1制造成本比較
通過對機加焊接和 鑄造兩種工藝成本的比較,單件費用比為1:1.3,10件費用比為1.5:1,100件費用比為2.7:1。兩種方法制造成本的較大差別在于單件材料和工時費,因此在批量生產時, 鑄造的成本比機加焊接的要低很多,這是由工藝方法的不同所決定的。
3.2制造周期比較
機加焊接傳動支座由于是四個零件組合焊接而成,其中一個零件的制造工序較長為10道,而且涉及費工費時的工序有鍛造、熱處理、數銑、電火花線切割。然后再組合加工時,還需要16道工序才能完成較后的制造,其中真空釬焊、數銑、電火花線切割以及兩次組合夾具裝夾工序都較為費時。一般來說,一個批次10件傳動支座的制造周期需要3~4個月。
通過兩種工藝方法比較, 鑄造的批量制造成本和周期比機加焊接的都具有很大優點, 重要的是, 鑄造利用的是社會資源,有利于單位制造資源的 使用。
4注意問題
在生產中采用何種工藝方法是受零件結構形式、幾何尺寸、材料、質量、周期、成本以及人的觀念等諸多因素制約的,這對 鑄造工藝的實際應用也是一樣的,在做出決策前,主要注意事項。
4.1尺寸公差和表面粗糙度
對鑄造工藝而言,鑄件尺寸的公差在國標中規定了數值的較小等級為第3級,這和機械加工國標規定的公差等級相差甚遠。同樣的基本尺寸,鑄件公差第3級僅相當于機械加工公差的第11-12級,等同于未注公差的中等級m,因此鑄件的尺寸精度是很低的。對鋁合金 鑄造,鑄件一般能達到的公差等級為CT4~6級。
同樣,對鋁合金 鑄造,鑄件一般能達到的表面粗糙度值為Ral.6~3.2μm,如果要求 高,對鑄造工藝技術水平的要求就很高,但也只能提高一兩個等級,而且是事倍功半。
所以,鋁合金 鑄造一般應用于尺寸公差要求不高的結構件、支承件、管路件等,若零件的尺寸精度和表面粗糙度有 ,還 對鑄件毛坯進行 的機械切削加工才能到達。
4.2表面涂覆和防護性能
一般而言,鑄造件的表面處理會受到很大限制,且處理的質量較差。但對鑄造鋁合金來說,通過試驗,材料為ZL101A的 鑄造件,也可以進行陽 氧化,而且其材料本身的性能相當高,經過10個周期的交變濕熱和48h的鹽霧試驗后,鑄件沒有表現出任何不良反應,這比鋁合金LY12材料的耐蝕性還好。
綜上所述, 鑄造工藝有著自身的顯著優點,可以提高金屬材料的利用率,縮短產品制造周期及降低產品成本,提高產品質量,這在和生產中應該是一種很好的工藝方法,在生產的 條件下,是可以推廣應用的。