··
拖拉机复杂铸件的快速砂型铸造方法
收稿日期：2017-04-05。
作者简介：邵星海（1988-），男，工程师，主要从事无模铸造、有限元仿真和铸造工艺设计等方面的工作。E-mail ：670937011@https://www.doczj.com/doc/807723454.html,
邵星海1,2，蔡安克1,2，郭亚辉1,2，许海铎1，吕乐华1
(1.第一拖拉机股份有限公司工艺材料研究所，河南洛阳471004;2.河南省农机铸件快速成形
技术工程实验室，河南洛阳471004)
摘要：针对制约拖拉机复杂铸件新产品开发存在的周期长、成本高和技术落后等问题，进行拖拉机复杂铸件的快速
砂型铸造方法研究。研究了拖拉机复杂铸件的快速铸造流程、分模设计方法和砂型砂芯的无模成形方法等。文中通
过采用增材制造和减材制造技术，进行所需砂型砂芯的直接成形，并通过坎合组装后浇注成形，实现拖拉机复杂铸件的无模快速砂型铸造。研究表明，该方法能够在不进行模具设计制做的情况下，进行拖拉机复杂铸件的快速铸造。
关键词：拖拉机；复杂铸件；新产品开发；快速铸造中图分类号：TG241
文献标识码：A
文章编号：1001-4977（2017）10-1049-04
铸造
FOUNDRY
Oct.2017Vol.66
No.10
SHAO Xing-hai 1,2,CAI An-ke 1,2,GUO Ya-hui 1,2,XU Hai-duo 1,L üLe-hua 1
(1.Technique and Material Research Institute,First Tractor Company Limited,Luoyang 471004,Henan,China;
2.State Key Laboratory of Power System of Tractor,Luoyang 471039,Henan,China)
Rapid Sand Casting Process for Tractor Complex Casting
Abstract ：Rapid sand casting process for tractor complex casting was studied because of problems,such as long cycle ，high cost and technical backwardness.Aiming at these difficulties,rapid casting process,parting surface design methods and dieless forming method were analyzed.Additive and subtractive hybrid manufacturing method was used to direct forming sand mould and core,and the casting was poured,tractor complex castings were manufactured by rapid sand casting.The results show that,the method can be used to rapid manufacture tractor rapid castings,without any mold design and development.
Key words ：tractor;complex casting;new product development;rapid casting 拖拉机的缸体、缸盖和底盘箱体等都是复杂铸件，具有铸型（芯）尺寸大、结构复杂和壁薄等特点，在新产品开发过程中常存在开发成本高、周期长、废品率高等问题[1-5]。例如发动机的气缸体是柴油机中重量最重、复杂程度最高、生产难度最大的一个关键铸件，传统有模铸造的制芯造型过程需要制作多套复杂金属模，铸件质量难以控制[1]。中国一拖每年有几十个铸件新产品需要开发，采用传统的有模铸造方法进行发动机缸体、缸盖等复杂铸件的试制，存在“高投入、高能耗、高污染、低质量、低效益、低产出”的问题，迫切需要新的快速、高效和低成本的铸造方法。
1快速铸造方法
本文针对以上问题，开展拖拉机复杂铸件的快速铸造方法研究，主要涉及以下几个方面。
（1）快速铸造工艺流程研究。根据拖拉机复杂铸件的材质、性能和结构特征，研究快速铸造工艺流程，确定所需的设备、软件和工装等。
（2）铸造工艺和分模设计研究。根据复杂铸件的
结构特征和工艺流程，研究铸件的浇冒系统设计、型芯材料选择和冷铁放置方法，以及砂型砂芯的分模设计和坎合组装方法。
（3）无模成形研究。根据分模设计方案和成形设备，确定复杂铸件的减材制造和增材制造成形方法。
2复杂铸件的快速铸造工艺流程
近年来出现的基于快速原型的铸型制造工艺，与传统的木模翻制工艺相比，模具的尺寸和大小受快速成形机台面尺寸和精度限制，且制造成本高，不适合大型复杂铸件的制造。结合以上问题，本文将CAD 设计、增材制造、减材制造和砂型铸造方法相结合，综合使用两种砂型（芯）无模制造技术，实现拖拉机复杂铸件铸造用砂型砂芯的直接成形，通过坎合组装后浇注成形。确定拖拉机复杂铸件新产品的快速铸造工艺流程如图1所示。
2.1铸造工艺和分模设计
拖拉机复杂铸件结构较为复杂，例如底盘的传动箱壳体零件，是支承和包容各种内部机构的薄壁壳体
新材料·新工艺
1049万方数据