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铸造工艺基础与成本控制

一、铸造工艺基础

    铸造工艺可分为三个基本部分,即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料,它是以一种金属元素为主要成分,并加入其他金属或非金属元素而组成的合金,习惯上称为铸造合金,主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。

1、铸造生产的特点

    铸造的成形是由液态凝结成固态的过程,是制造机械零件毛坯或零件的一种重要工艺方法,具有以下优点:

(1)能制造各种尺寸和形状复杂的铸件,特别是内腔复杂的铸件。

(2)常用的金属材料均可用铸造方法制成铸件,有些材料(如铸铁、青铜)只能用铸造方法来制造零件。

(3)铸造所用的原材料来源广泛,价格低廉,并可回收应用,铸造生产工艺设备费用小,因此铸件生产成本低,在机器制造中应用十分广泛, 如机床中为60%~80%。

(4)铸件的形状与零件尺寸较接近,可节省金属的消耗,减少切削加工费用。

    铸造生产的主要缺点:铸造生产过程复杂,工序较多,常因铸型材料、模具、铸造合金、合金的熔炼与浇注等工艺过程难以综合控制,而出现缩孔、缩松、砂眼、冷隔、裂纹等铸造缺陷。因此铸件质量不够稳定,铸件的力学性能不及同类材料的锻件,因此铸件多用于受力不大的零件。

2、铸造的分类

 

    铸造一般按造型方法来分类,习惯上分为砂型铸造和特种铸造。砂型铸造包括湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类。特种铸造按造型材料的不同,又可分为两大类:一类以天然矿产砂石作为主要造型材料,如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等;一类以金属作为主要铸型材料,如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。

二、铸造质量与成本分析

    铸件质量分析就是找出铸件质量存在问题的原因和提高铸件质量的途径,铸件成本分析就是找出影响铸件成本的因素,提出降低成本、增加效益的途径。

1、铸件质量分析

    铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量。铸件质量检查的内容取决于对铸件质量的要求。要根据铸件的工作条件、技术要求以及缺陷的大小、多少和分布等,对缺陷进行分析。如果缺陷不影响铸件的使用要求,应视为合格产品。

    鉴定铸件的质量,不仅仅是为了发现缺陷和对质量进行分级,更重要的是要找出产生缺陷的原因,制定出预防缺陷产生的技术措施和组织措施。常见铸件缺陷的特征和预防措施见下表。

2、铸件成本分析

    铸件的成本除与原材料成本、设计成本有关外,还应考虑其工艺成本,如模样或铸型的制造成本、铸件的后续机加工成本、设备费用、原材料的利用率等因素。

(1)铸造方法对成本的影响

    铸造方法很多,应根据铸件的结构特点、形状、尺寸大小、合金种类、技术要求及设备等具体条件进行全面分析比较,合理选择,才能达到优质、高产、低成本的目的。常见铸造方法的特点及适用范围见下表。

(2)生产批量对铸件成本的影响

    中小型零件生产批量的大致划分:单件:<10件/年;小批:10~200件/年;中批:200~500件/年;大批:500~5000件/年;大量:>5000件/年。单件和小批生产的铸件,应尽量减少工装、模样、铸型、设备的费用,但可允许有较大的加工余量;而对成批、大量生产的铸件,则主要应考虑其生产率高,原材料利用率高,机加工余量小,但可适当增加工装、模样、铸型等的开支。


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