9数字化无模铸造精密成形技术及装备

项目名称：数字化无模铸造精密成形技术及装备拟报奖种：技术发明奖完成人：单忠德，李新亚，刘丰，战丽，董晓丽，王成刚完成单位名单：机械科学研究总院、一汽铸造有限公司、中国一拖集团有限公司项目简介：随着市场全球化及国际制造业竞争的不断加剧，汽车、农机、机床、航空航天、国防军工等企业面临着产品更新换代加快和核心关键金属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，成为制造过程的必然要求。传统铸造往往需要借助模样/模具，存在工序多，制模周期长，成本高、资源浪费、废弃物排放多、数字化水平低等问题，且产品设计发生改动，模样/模具就需要重新制造，严重影响新产品开发速度和成本，造成资源的重复浪费，难以满足其制造精度高、质量高、周期短、确保工程进度等要求。为此，机械科学研究总院提出和开发了数字化无模铸造精密成形技术及装备。数字化无模铸造精密成形技术与装备是计算机、自动控制、新材料、铸造等技术的集成创新和原始创新，是一种全新的复杂金属件快速制造方法，能够实现复杂金属件制造的柔性化、数字化、精密化、绿色化、智能化，是铸造技术的革命。该技术不需要木模等模具，缩短了铸造流程，实现了传统铸造行业的数字化制造，特别适合于复杂零部件的快速制造。与传统有模铸件制造相比，加工费用仅为有模方法的1/10左右，开发时间缩短50～80％，制造成本降低30％～50％。本项目先后获北京市技术发明一等奖、北京市发明专利奖一等奖、绿色制造科学技术进步一等奖、中国产学研合作创新成果奖、中国机械制造工艺协会科技成果特等奖/一等奖、机械科学研究总院科技成果一等奖等，铸型数控加工成形机SMM1000、SMM1500分别获2010年度、2012年度国家重点新产品，铸型数控加工成形机SMM1000、SMM1500成形机分获北京市2009年、2010年自主创新产品。先后申请专利47项（其中国际专利20项，美、德、日等国家专利12项），获授权专利15项，其中授权发明专利9项，获授权软件著作权6项，制订企标2项，发表论文20余篇，建立了8个数字化无模铸造精密成形技术及装备应用示范基地。成功应用于轮彀、齿轮壳体、进排气管、缸盖、缸体等400余种复杂零部件的快速开发，显著提高了企业的自主创新能力，为汽车、机床、工程机械、模具等行业和国防军工、航空航天等重大工程的实施提供了有利保障。发明专利名称：一种无模铸型的数字化快速制造方法，单忠德、战丽、董晓丽(ZL200710142832.7)铸型数控切削加工成形机，单忠德、李新亚、战丽、董晓丽(ZL200710145753.1)一种大中型砂型的数字化加工方法及其设备，李新亚、单忠德、刘丰、战丽、董晓丽、王祥磊(ZL200810246752.0)无模铸造成形机，单忠德、刘丰、刘丽敏、李希文、陈少凯(ZL201110127890.9)一种铸件的自适应铸型制造方法，单忠德、刘丰、李新亚、王祥磊、董晓丽(ZL200910162301.3)一种基于坎合结构的无模组装造型方法，单忠德、刘丰、董晓丽(ZL201010150602.7)一种铸型数控加工的排砂方法及其装置，单忠德、刘丰、王祥磊(ZL200810222763.5)一种石膏制模的数字化加工方法，单忠德、刘丰、戎文娟、曹宇飞(ZL200810246753.5)一种铸型数控切削加工砂屑收集方法及其装置，单忠德、陈少凯、刘丰(ZL200810222765.4)代表性论文：1.ShanZhongde,LiuFeng,ZhanLi,etc.ResearchonPatternlessCastingCNCManufacturingTechnologyandDevelopmentoftheEquipment,AdvancedMaterialsResearch,2010,vols.97-101,pp4036-4041.2.ZhongdeShan,ShaoyanQin,QianLiu,etc.KeyManufacturingTechnology﹠EmissionsReductioninMechanicalEquipmentIndustry,InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing,2012.07,Vol.13,pp:1095-1100(EI,SCI).