复杂铸件无模复合成形制造方法与装备

成果编号：18364

价格：面议

完成单位：机械科学研究总院

单位类别：企业

完成时间：2017年

成熟程度：小批量生产阶段

服务产业领域：装备制造

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发布人：单忠德离线

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"随着市场全球化及国际制造业竞争的不断加剧，汽车、船舶、机械等企业面临着产品更新换代加快和核心关键铸件自主开发的迫切需求。同时降低资源能源消耗、减少环境污染、提高产品质量，成为制造过程的必然要求。传统砂型铸造存在复杂高质铸件形性精确控制难、工序多效率低且缺乏柔性、资源能源消耗多浪费大三大问题。尤其汽车/航空发动机、航天器结构件、核电机组等急需的铸件尺寸大、形状复杂、壁厚悬殊、铸型制作难度大，需用十几套乃至几十套模具翻制，尺寸精度难保证，甚至一些好的结构设计无法造型，成为国防军工、航空航天等重大工程开发和创新瓶颈。针对上述问题，机械科学研究总院提出了一种复杂铸件无模复合成形制造方法，研制出成形工艺、复合铸型、软件控制系统及成套设备，实现高品质铸件多材料、多工艺复合制造。图1为复杂铸件无模复合成形快速制造工艺流程。该方法实现了从有模制造到无模制造方法的跨越，解决了复杂铸件有模制造周期长、形性控制难等难题。研制出专用空心铣刀，开发出固化了砂型加工工艺参数的开放式砂型成形控制系统，研制出SMM1500、SMM2000-5X、SMM5000等三轴、五轴系列化无模精密成形机，最大成形范围5000mm×3000mm×1000mm，可用于树脂砂、水玻璃砂、覆膜砂、陶瓷等多种铸造用砂型成形制造。图2为开发的系列化无模铸造精密成形机。获授权发明专利43件，其中美、日、韩国际发明专利19件。获中国机械工业科学技术特等奖、北京市科学技术一等奖、中国专利金奖，3项国家重点新产品等。中国机械工业联合会组织专家鉴定结论为：开发的复杂铸件无模复合成形制造方法、砂型/砂芯挤压和切削一体化成形工艺技术及装备创新显著，处于国际领先水平。该技术与装备在航天八院、东安发动机、广西玉柴、一汽铸造、中国一拖等100多家推广应用，在国内外建立13个应用示范基地。设备出口西班牙，实现了发动机缸体缸盖、航空发动机机匣等多种复杂铸件制造。以广西玉柴机器股份有限公司的V型16缸机为例,该气缸体的铸件毛坯尺寸（图3）：2730mm ×1030mm ×960mm ，重约3.5吨，整套砂型尺寸：3360mm×1410mm ×1500mm，组芯后整套砂型重约17吨。与传统制造技术相比，缩短周期83%，铸件精度提升3个等级，减重15.4%。 "

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成果介绍

科技计划：

成果形式：

合作方式：技术开发

参与活动：

专利情况：未申请专利

成果简介

成果概况

创新要点

主要技术指标

"1.制造周期缩短50%～80%，成本降低30%～50%，尺寸精度提高2～3个等级，废品率由5%～10%降至1%，铸件减重10%～20%。 2.砂型最大成形范围5000mm×3000mm×1000mm，可用于树脂砂、水玻璃砂、覆膜砂等多种铸造用砂型的加工制造。 "

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