当前位置: 铸造工艺 >> 铸造工艺介绍 >> 三维降本之制造工艺选择使用铸造工艺降本案
零部件的制造工艺选择,是三维降本理论中十大降本方法(简称降本十法)之九。
本文将分享一些国外降本案例,通过使用铸造工艺替代机加工、激光切割、冲压、锻造和焊接等工艺,来实现降本。
学习这些案例,有助于打开降本思维、开拓降本视野和提供降本思路。
案例1,
一个用于农用机械上转轴枢杆,原本是通过6个零件焊接而成。每一个零件的加工、以及最终的焊接,耗费了大量时间和人力。
▲原始的设计:6个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把6个零件合并为1个铸件。零件的生产时间大幅度缩短,成本降低60%以上。
▲优化的设计:1个铸件
案例2,
C型柄,原本是5个金属件通过激光切割后焊接而成。
▲原始的设计:5个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把5个零件合并为1个铸件。零件的生产时间大幅度缩短。
铸造的另一个好处是,可以在受载荷区域增加材料,从而确保零件的强度符合要求;同时,可以在非载荷区域减少材料,从而减重和减少材料浪费。
这一点,如果通过原本的激光切割+焊接,比较难以实现。
▲优化的设计:1个铸件
案例3,
一个用于油气钻井设备上的金属件,原本是通过2个零件焊接而成。其主要问题点是焊接处无法承受较大的扭矩,而造成其使用寿命缩短。
▲原始的设计:2个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把2个零件合并为1个铸件(尺寸20.3x10.7x16.5cm),可以承受较大扭矩,使用寿命增加5倍以上,同时成本降低38%。
▲优化的设计:1个铸件
案例4,
一个用于小型拖拉机上的摆动架,原本是通过11个零件焊接而成。每一个零件的加工、以及最终的焊接,耗费了大量时间和人力。
▲原始的设计:11个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把11个零件合并为1个铸件;尺寸:30.48x20.32x16.51cm材料:球墨铸铁
▲优化的设计:1个铸件
案例5,
一个用于农用机械上的金属件,原本是通过6个激光切割金属件和2个螺柱通过焊接而成。
▲原始的设计:8个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把6个零件合并为1个铸件。成本降低30%以上,同时产品外观、强度和尺寸稳定性等均匀较大提升。
▲优化的设计:1个铸件
案例6,
一个雷达外壳,原本设计是通过多个零件焊接或者使用桁架结构。
▲原始的设计:多个零件焊接或者使用桁架结构
现通过铸造工艺,仅需两个铸件(焊接成一体)就可以满足设计要求,成本相对于多个零件焊接或者桁架结构,会节省60%的成本。
▲优化的设计:1个铸件
案例7,
一个用于重卡上的一个支架,原本是通过4个零件焊接而成。
▲原始的设计:4个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把4个零件合并为1个铸件(20.3x10.7x16.5cm,球墨铸铁),成本降低37%。
▲优化的设计:1个铸件
案例8,
一个用于码垛车上的转向传动机构,原本是由10个激光切割件、通过19条焊缝焊接而成。
▲原始的设计:6个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把10个激光切割件合并为1个铸件,去除了焊接工序。
▲优化的设计:1个铸件
案例9,
一个用于小型拖拉机上的挂钩,原本是5个零件(不包括弹簧等)通过激光切割、冲压和机加工等,并最终焊接而成。
▲原始的设计:5个零件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把5个零件合并为1个铸件。
▲优化的设计:1个铸件
案例10,
一个用于采摘机械上的抓臂,原本是通过8个激光切割件焊接而成。
▲原始的设计:8个激光切割件焊接
现通过铸造工艺来替代焊接,把8个激光切割件合并为1个铸件。
▲优化的设计:1个铸件
案例11,
如图所示的机构件,原本由5个铝挤压件、通过16个螺栓固定。
▲原始的设计:5个铝挤压螺栓固定
现通过铸造工艺来替代铝挤压,把5个铝挤压件合并为1个铸件。合并后的结构件重量减轻了30%、约6公斤,成本降低了10%。
▲优化的设计:1个铸件
案例12,
如图所示为播种机部件,原本通过30个钣金件焊接而成。
▲原始的设计:30个钣金件焊接
现通过铸造工艺来替代钣金冲压和焊接,把30个钣金件个零件合并7个铸件。零件数量大幅度减少,相应的库存和装配成本也减少。
▲优化的设计:7个铸件
案例13,
如图所示的柱塞头,原本是通过机加工工艺,从一个实体的毛坯中加工而成。
现通过铸造,可以降低20%的成本。
▲优化的设计:铸造代替机加工
案例14,
如图所示为农耕机部件,原本通过8个零件通过激光切割、折弯、机加工,最后再焊接而成。
▲原始的设计:30个钣金件焊接
现通过铸造工艺来替代激光切割、折弯、机加工和焊接,把8个零件合并1个铸件(55.88x30.48x25.4cm,25kg),产品成本降低25%。
▲优化的设计:7个铸件
案例14,
如图所示用于玻璃成型炉的电刷导轨,原本通过35个零件通过激光切割、折弯、机加工等,最后再通过铆钉、螺栓紧固成一体。
▲原始的设计:35个零件
现通过铸造工艺来替代激光切割、折弯、机加工和焊接,把35个零件合并3个铸件+2个弹簧,单个产品成本降低$。
▲优化的设计:3个铸件+2个弹簧,
案例15,
如图所示的支架,原本通过6个零件通过激光切割、折弯、机加工,最后再焊接而成。
▲原始的设计:8个钣金件焊接
现通过铸造工艺来替代激光切割、折弯、机加工和焊接,把8个零件合并1个铸件。
▲优化的设计:1个铸件
案例16,
如图所示为用于农业灌溉设备的支架,原本通过3个零件通过激光切割、折弯、最后再焊接而成。
▲原始的设计:3个钣金件焊接
现通过铸造工艺来替代激光切割、折弯、和焊接,把3个零件合并1个铸件,成本降低60%。
▲优化的设计:1个铸件
案例17,
如图所示为商用割草机部件,通过3个零件焊接而成。
▲原始的设计:3个零件焊接
现通过铸造工艺来替代激光切割、折弯和焊接,把3个零件合并1个铸件,成本降低60%。
▲优化的设计:1个铸件
最后的话
没有完美的制造工艺,只有合适的制造工艺。
铸造工艺是一个古老的工艺,然而在有些场景合理运用,就可以实现降本,本文就展示了诸多这样的案例。
要把降本十法中制造工艺替代用好、从而实现降本,我们需要主动去了解和熟悉常见制造工艺,继而可以根据应用场景,选择出成本上最合适的制造工艺。
这也是为什么我在
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