復雜鑄件結構與工藝的協同設計研究

劉敬豪，于 江

（齊齊哈爾車輛有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161002）

數字化設計、分析及虛擬制造技術的發展使產品結構與工藝協同設計成為可能。目前，國外一些比較先進的設計、制造企業已經實現了復雜鑄件結構與工藝設計的協同，而在我國軌道裝備制造行業還處于應用的初級階段。在國家提出“中國制造2025”發展規劃的背景下，以及鐵路貨車制造行業正處在轉型升級的關鍵時期，實現復雜鑄件產品結構與工藝的協同設計，從而提高產品的設計精度、質量與制造工藝性，是未來提高產品競爭力的必由之路。

1 傳統設計方式及其特點

由于專業分工及傳統體制問題，目前國內復雜鑄件的產品結構設計仍然以滿足產品結構強度和使用性能為主，難以全面考慮制造工藝性和經濟性，從而導致產品制造工藝性較差，需采取多種工藝手段來保證產品的制造質量，不但增加了工藝成本，而且還導致最終產品結構與產品設計結構存在較大的差異。下面以某型號鐵路貨車搖枕做詳細說明。

1.1 產品結構與工藝結構在性能上的差異

圖1為搖枕產品結構圖，由圖1可以看出，搖枕的側壁和內部筋均為為豎直結構，而在工藝設計時，為了造型和制芯脫模，需要將搖枕側壁和內部筋進行拔模處理，并設計防裂筋等，在產品結構基礎上加入拔模特征后，結構形狀均會發生一定的變化，由于拔模后筋壁厚的變化，導致搖枕工藝模型重量比設計模型增重2%左右，這勢必會影響轉向架乃至整車的重量，同時還會影響產品強度的計算精度。……