[00690881]大型复杂铸件多材质复合模具工艺技术攻关及应用

所属学科名称：铸造工艺与设备学科代码：4602510。 随着近几年中国工业化发展进程的深入与国家颁布鼓励以及扶持一系列大型铸件政策法规的实施，大型铸件产量増长幅度加快，但大型铸件铸造装备及模具的开发应用已经成为制约中国装备制造业发展的瓶颈。 该项目针对大型柴油机装备制造业中的大型铸件模具开发周期长，尺寸精度低，模具寿命短的关键技术难点，重点围绕模具材料开发应用，多种材质复合模具工艺技术应用等重大科技难题，经三家单位联合攻关，取得了如下创新成果： 1.围绕大型木模尺寸不精准，模具寿命短的问题，采用木质材料+环氧树脂材料复合模具工艺技术，外框采用全脱落式木框结构，内部型腔模块采用改性环氧类树脂、固化剂和高比重无机填充料配比的环氧树脂，可随型浇灌或整体浇注成型腔模块，使得模具寿命提高10倍，从几百次提高到几千次，该工艺技术适合数控加工，模具的尺寸精度提高到±0.05mm。 2.围绕金属模具开发周期长的问题，采用金属材料+可加工塑料板材复合模具工艺技术，在铸造射芯机上的金属模具，其外框为铸铁金属模具，内部型腔采用可加工塑料板材或自主配置的环氧树脂镶拼结构，镶块结构可随型加工，该工艺技术易切削加工，使得模具数控加工周期缩短3倍以上，数控加工成本工时下降80%以上，大幅降低刀具损耗，降低模具成本。 3.围绕大型铸件模具方案开发周期长的问题，采用部分模具为木塑结构，部分模具为铁塑结构的多种材质复合模具方案，形成了一套高效率、低成本的大型复杂铸件多材质复合模具的工艺技术，使得整体模具方案开发周期缩短30天以上，整体制造费用下降40%。 多材质复合模具的工艺技术在柴油机大、中小型新产品铸件模具开发中得到全面应用，相关成果曾获得中国机械工业科学技术奖二等奖(中国机械工业科学技术奖是机械工业申报国家科技进步奖的主要渠道)，该项目技术属国内首创，变革了传统手工制作大型复杂铸件木模的技术，转向新型模具材料开发应用，促进数控技术在大型木模制作的应用，提升了模具制造工艺水平，推动了模具行业的科技进步。该技术在广西玉柴机器股份有限公司的多个柴油机机型模具开发中应用，取得良好的效果，每年可节约进口木材200方以上，节约刀具损耗50万以上，大幅降低工人的劳动强度，期间培养了3个高级工程师，提升了企业的市场竞争力，2016至2018年产生了四千多万元的经济效益。