卢宝胜

（一汽铸造有限公司，吉林 长春 130000）

摘要：本文系统地介绍了M50气缸体铸件的开发过程。按照铸件开发的程序要求，编制和完善相关的技术文件，为铸件的开发奠定基础。在开发过程中，应用了铸造模拟技术，优化铸造工艺方案和砂芯设计方案。先进的设计方案、完善的质量控制文件和严格的贯彻工艺，保证了铸件开发的顺利进行。

6DM3发动机是一汽集团在现有6DM2平台基础上升级开发的13L发动机。与6DM3共线生产，投资小，速度快。作为轻量化低成本的13L柴油机，可提升一汽13L发动机的成本竞争力、同时可满足J7重型车对13L发动机时间、竞争力上的需求。

气缸体铸件开发由铸造公司承担。由铸造技术中心、铸模厂和铸造一厂等单位组建项目组，集中开发。

1气缸体的产品特性

(1)气缸体轮廓尺寸980mm*536mm*426mm,铸件质量280kg（图1）

(2)铸件一般壁厚5.5mm±0.5mm，铸件加工余量要求为3.5-5.0mm，其余尺寸符合GB/T6414-1999中CT10要求。

(3)铸件本体取样，抗拉强度:240-280MPa。本体缸壁硬度180-220HB

(4)其余要求（略）。

2铸造工艺方案

2.1铸件的成型方案

铸件采用传统的水平分型的方式。铸件的左右侧面由砂型形成。其余部分采用13个砂芯，采用冷芯盒法制芯。成型方案见图2。

2.2铸造工艺参数的确定

铸件线收缩率：整体+0.9%；砂芯涂料厚度按0.2设计（前、后端芯+6个曲轴箱芯先组合，后浸涂料）。工艺补正方式见图3。

2.3浇注系统的设计及模拟优化

（1）采用阶梯式浇注系统，在缸体底边法兰处和曲轴轴瓦处布置了三层内浇口(图4).

（2）总体采用开放式浇注系统，减少铁水对铸型的冲刷。各部分截面比例：

S(直浇口)：S（横浇道）：S（过滤网）：S（竖浇道）：S（内浇口）=1：1.81：1.82：1.35：1.95

2.4制芯过程的模拟及优化

由于缸体水套砂芯、水道砂芯形状复杂，砂芯绝大部分都处于成型位置，应减少射嘴的布置，最大限度地减少修芯。为了保证砂芯的顺利生产，应用砂芯模拟软件进行了制芯模拟及优化。 从模拟中我们可以直观的分析出砂子的充填过程、砂芯的密度（紧实度）、砂芯固化、砂子的走向等等。从而为我们优化工装设计提供依据。合理地布置射砂孔及排气位置。以水套砂芯为例，简要说明砂芯模拟优化的过程。（见图6-图9）。

3铸造过程的质量控制

3.1 6DM3气缸体产品开发项目组的组建

铸造公司组建了6DM3气缸体产品开发项目组，集中力量进行产品开发。按照APQA的要求开展工作。抓住铸造工艺设计及评审、模具设计及评审、模具验收及调试等关键环节，为铸件的开发成功奠定了基础。

3.2质量控制文件的编写和落实

组织工作人员，分工合作。编写了所有的质量控制文件，在实际调试中使各部门的工作有文件作指导，并作好记录，出现问题可以追溯原因，也为文件的修订和完善提供了依据。

3.3铸件的检验

铸件清理后，采用三维扫描比对的方式进行尺寸检查。内腔的尺寸需要解剖后进行扫描比对；细致的检测采用三坐标进行。按照要求对铸件进行本体取样和检测。其余检测（略）。

在前期细致工作的基础上，铸件的调试非常顺利。铸件的各项指标（包括铸件的尺寸精度、铸件的重量、材质、废品率等）达到了标准要求，提前实现了铸件的小批生产，铸件的质量得到了保证。

4结论

（1）合理的铸造工艺方案，先进的技术手段，是保证产品开发成功的关键。利用铸造模拟软件，对铸造方案进行模拟和优化，可以有效地减少铸件开发的风险，加快铸件开发的速度和水平。

（2）模具的质量是保证产品开发顺利实施的基础。高质量的模具是生产出复杂砂芯的基础。同时，高质量的模具也为铸件的尺寸精度提供了保证。

（3）完善控制文件，严格执行工艺是铸件质量稳定的保证。按照APQP程序文件的要求，编制出控制文件。在实际调试生产中贯彻实施，保证工艺的一致性。

参考文献

【1】陈国桢.铸件缺陷和对策手册.北京:机械工业出版社，2004.

【2】中国机械工程学会铸造专业分会.铸造手册. 北京:机械工业出版社，2010.

【3】胡传鼎.铸铁件生产实用技术. 北京：化学工业出版社，2006.

【4】李魁胜，侯福生. 铸造工艺学. 北京：中国水利水电出版社，2006.