复杂铸件结构与工艺的协同设计研究

罗添 李维超

摘要：当前阶段，我国的经济取得了快速的发展。相应的，也带动了各种科学技术水平的提升。在进行一些机械产品构件设计的过程中，也需要充分的结合一些新式的工艺协同设计方法的优势，从而进一步的提升产品的整体性能，发挥其积极作用。在传统的设计工作中，由于其设计方法、设计流程等方面的内容还存在着明显的不合理性，在产品应用的过程中，便会出现诸多的问题。其不仅在一定程度上影响了整个设计和生产工作的有序开展，同时还极大的限制了企业的进一步发展。为此，本篇文章在经过了大量的研究和调查之后完成，主要从工艺协同设计理念的优势出发，浅析其未来的应用。

关键词：复杂铸件结构;工艺技术;协同设计

近年来，在经济快速发展的过程中，出现了诸多的数字化设计方式和设计理念，将其和一些分析的理念、制造技术以及其他的一些工艺设计方式进行有效的结合，不仅是未来社会发展的趋势，也是推动社会进步与发展的重要力量。当前阶段，国内外一些经济实力较强、科技水平高的企业已经运用了复杂铸件结构和工艺设计的方式，有效的提升了产品的设计质量。但是从另一方面来看，当前阶段，我国和其他发达的欧美等资本主义国家之间还存在着巨大的差距，在一些设计理念和技术的应用过程中还存在着一定的问题。由此可见：研究复杂铸件结构与工艺的协同设计具有积极的社会意义，希望本篇文章的发表能够对相关的工作者产生一定的启示。

一、传统设计方式及其特点

根据相关的调查和研究可以发现：现阶段的复杂铸件产品在设计的过程中，主要的目的还是为了满足基本的使用需求，缺乏了对产品和制造工艺的经济性的考虑，从而导致了工艺性能较差、质量低的问题，严重的影响了产品的使用效果。另外，由于设计流程的不合理性，还导致了工艺成本的增加，在最终的产品效果和性能方面，也和最初的设计之间初夏了较大的出入。本篇文章主要结合某型号的铁路货车摇枕作为研究对象，进行具体的说明。

1.在产品性能方面的差异性

此次选择的摇枕，可以发现在其侧壁和内部筋的部位均为竖直性的结构。然而，在进行具体的设计过程中，为了更好提升其使用的性能，需要将其进行拔模处理。在此过程中，整个产品的结构会发生相应的改变，从而严重的影响了设计的精准度。

2.传统产品结构的设计对制造工艺的影响

在传统的设计理念的影响下，铸件的结构设计和其制造的工艺设计分别是由结构设计师和工艺设计师根据自己的相关工作经验，并结合具体的工作需求基础之上所完成的。如果一旦完成了产品的结构设计，那么其制造的工艺和制造的成本便将无法改变。

在进行此次产品设计的过程中，摇枕的枕壁部位厚度较大，很容易产生一些缩孔、缩松等现象，从而导致了产品出现了倾向性的问题。如果选择直接在底壁的下方部位进行独立浇灌的方式，将会导致产品无法使用冒口的部位进行补缩性的处理。为此，为了有效的提升关键部位的致密度性，在进行工艺设计的时候，只能够选择放置冷铁的方式。但是从另一方面来看，这种方式虽然能够满足相关的工作需求。却会严重的增加产品的设计、生产工期，导致大量的时间成本、人力成本、资金成本的投入，甚至出现了废品的问题。

二、复杂铸件结构与工艺结构协同设计及其特点

根据对相关的调查和研究可以发现：国外的一些设计师在进行铸件产品设计的过程中，经常会采取多个学科之间相互协调的方式，从而达到对铸件产品性能优化的目的。比如：结合一些数字化的分析方式、虚拟的制造工艺和分析的软件等，对所设计的产品进行优化和升级。从其积极作用来看，能够在完成各种产品的设计工作之后，进一步的提升产品的整体性能，从而有效的避免了在传统的铸件结构设计过程中所出现了结构性差大的问题。

比如：选取国外的结构摇枕，对其内部的结构进行分析，可以发现：在进行该产品的设计过程中，融合了拔模斜度、工艺筋等新式的工艺设计方式。充分的发挥新式的生产工艺的优势，有效的提升了结构设计的科学性、合理性。在这种设计方式应用的过程中，不需要进行冷铁的放置，便可以有效的满足产品的设计需求。从而大大的降低了生产的成本，避免了在传统的产品设计中废铁现象的发生。

三、国内复杂铸件产品结构与工艺结构协同设计的未来发展趋势分析

今后的产品设计工作中，主要从以下五个方面来进行具体的 考虑。首先，需要设计师根据产品的设计要求和具体的应用进行综合性的考虑，设计出其基本的结构。其次，铸件设计师在对此进行了研究和审查之后，提出一些整改性的意见，从而更好的提升产品的性能。再次，在二者的意见统一之后，还需要借助一些拔模、工艺筋等新式工艺的优势。另外，在此基础之上进行三维模型的建设和模拟。利用一些基础的力学结构设计原理对模型进行分析，借助辅助性和计算机设计工艺推动制造业的快速发展。最后，还可以借助计算机协同算法和优势，对其进行再次的检测，进一步的提升产品设计的合理性和科学性。

由此可见：将传统的工艺设计理念和新式的设计工艺进行有效的结合，已经成为了未来社会发展的必然趋势。结合不同铸件结构的优势，将其投入到工作中，能够推动行业的快速发展，提升经济效益。因为，这种协同式的工艺设计理念和方式，能够有效的提升工艺设计的质量，减少不必要的时间、人力、资源成本的投入，从而为企业的发展带来更好的经济效益，提升其竞争力。

总体来看，在今后的工作中，数字化信息技术的应用、工艺设计理念的协同应用已经成为了一种社会必然的趋势。为此，相关的工作人员需要不断的提高自身的专业素养，能够对现阶段使用的各种设计工艺和其设备有着较为正确的认知，并能够借助其优势，进一步的提升产品的设计性能，更好的推动整个行业的健康发展，为我国的经济水平的提升奠定良好的基础。

参考文献

[1]刘敬豪， 于江. 复杂铸件结构与工艺的协同设计研究[J]. 中国铸造装备与技术， 2019， 054（001）：30-33.

[2]徐洪德， 郭光輝. 基于模拟技术的结构与工艺协同设计研究[J]. 金属加工（热加工）， 2012， 000（019）：67-69.

[3]白猛. 结构复杂铝合金压铸件工艺及组织性能研究[D]. 2018.

[4]王孟光. 复杂型腔结构钛合金精铸件型壳工艺研究[J]. 材料开发与应用， 2014， 29（4）：86-89.

（国营沈阳辽声无线电厂 110000;沈阳兴华华亿轨道交通电器有限公司 110000）