《GBT 重型機械  鑄件設計規(guī)范 編制說明》

《重型機械鑄件設計規(guī)范》

編制說明

（征求意見稿）工作簡況任務來源本文件是根據(jù)國標委綜合〔2021〕XX號《關于下達XXXX國家標準制修訂計劃的通知》計劃編號2021XXXX-T-XXX，項目名稱“重型機械鑄件設計規(guī)范”進行制定的，由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出，歸口單位 ：全國冶金設備標準化技術委員會，主要起草單位：中國重型機械研究院股份公司、一重集團大連工程技術有限公司、二重（德陽）重型裝備有限公司。項目周期24個月。主要工作過程起草階段：2021年X月起草單位在接到標準制定任務后，組織相關技術人員進行研究，明確了標準主要技術內(nèi)容、進度安排及有關要求，并成立起草工作組。工作組廣泛收集項目相關的國內(nèi)外標準和技術資料，并進行了大量的技術分析對比、資料查證、調(diào)查研究等工作。起草單位于2021年XX月提出標準初稿和編制說明。在起草單位和工作組內(nèi)部對標準初稿進行了多次評審并根據(jù)內(nèi)部評審意見修改和完善了標準的技術內(nèi)容，于2021年XX月XX日將標準初稿和編制說明送標委會初步審核，根據(jù)初步審核建議對標準的格式和內(nèi)容進行了規(guī)范。2022年7月13日形成標準征求意見稿及相關附件。主要參加單位和工作組成員及其所做的工作主要參加單位：中國重型機械研究院股份公司、一重集團大連工程技術有限公司、二重（德陽）重型裝備有限公司、太原重工股份有限公司、北方重工集團有限公司。主要成員：。所做的工作：XXXX負責標準的全面起草及審核，XXXX負責標準的審核，XXXX負責標準相關的聯(lián)系及審核，XXXX負責標準相關焊接材料標準的提供與審核，XXXX負責鍛鋼件材料標準的提供與審核，XXXX負責標準的審核。標準編制原則和主要內(nèi)容編制原則本文件編制工作符合機械行業(yè)標準制定工作原則，按照GB/T1.1—2020給出的規(guī)則起草，技術要素符合我國重型機械工業(yè)鑄件基礎通用標準的要求，符合重型機械設計標準體系的架構需求。標準主要內(nèi)容本文件的主要技術內(nèi)容以原重型機械標準為基礎，結合實際的科研技術成果、經(jīng)營生產(chǎn)經(jīng)驗以及相關國內(nèi)標準、國際標準和國外先進標準等確定。主要制定內(nèi)容：a)對重型機械中鑄件設計的常用材料、結構要素、一般注意事項、圖樣技術要求等進行了統(tǒng)一規(guī)范；b)適用范圍：重型機械中砂型或?qū)嵝耘c砂型相仿的鑄型中鑄造的鑄鋼件、灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件，其他鑄型鑄件也可參照使用；c)本文件對鑄件設計的結構要素：最小壁厚、鑄造圓角、鑄造斜度、壁的連接和過渡、凸臺設計、地腳凸緣及鑄造工藝孔進行全面系統(tǒng)的規(guī)范；d)本文件從避免產(chǎn)生結構缺陷的設計、形狀的合理設計、型芯的合理設計、澆注和清砂、合理的加工結構等幾方面，對鑄件設計的合理性、經(jīng)濟性進行了設計的一般注意事項規(guī)定；e)本文件在圖樣技術要求方面對重型機械鑄件設計進行了統(tǒng)一規(guī)范。解決的主要問題本文件的制定，將加快推進架構《重型機械設計標準》體系，填補我國重型機械產(chǎn)品設計標準體系的空白。鑄件產(chǎn)品適應性強，制造成本較低，可制造出內(nèi)腔、外形復雜的毛坯，廣泛運用到冶金、船舶、石化、核電裝備等行業(yè)，但因金屬液態(tài)成型工序多，難以精確控制，使得鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，對設計、制造質(zhì)量提出了更高要求。且國內(nèi)外現(xiàn)行標準多為鑄件制造過程中的工藝性規(guī)定，對于鑄件結構的設計缺少更為全面的規(guī)范性指導內(nèi)容，特別是在設計的合理性、經(jīng)濟性以及應用方面均未提及。本文件突破技術壁壘，對鑄件的合理性設計方面規(guī)定通用性要求：從鑄件的材料選擇、結構要素、形狀及芯型的合理性設計、方便澆鑄及清砂以及適合加工的合理結構等方面，對大型鑄件的設計進行了統(tǒng)一規(guī)范，是對重型機械行業(yè)的鑄件設計進行了通用標準規(guī)范性指導。有利于提高重型行業(yè)鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量，提高設計效率、大大降低制造成本，提升我國大、中型鑄件的國際競爭力，支撐中國重大裝備走出去。主要試驗（或驗證）情況本文件屬于制定標準，但此標準是以《重型機械標準》手冊為基礎制定的國家標準。該手冊不僅在冶金、礦山、起重、物料搬運、工業(yè)車輛等行業(yè)使用，而且被廣泛運用到冶金、船舶、石化、核電裝備等行業(yè)的裝備制造過程中，成為我國各行業(yè)大、中型裝備制造中重要的基礎設計、工藝標準。項目涉及的鑄件設計技術內(nèi)容以我國大、中型鑄件生產(chǎn)實踐和經(jīng)驗為基礎制定，符合我國特點，技術成熟、先進、可操作性好，已在部分主要企業(yè)有很好的技術積累。中國重型機械研究院股份公司、中國一重、中國二重長期以來一直致力于大型裝備的國產(chǎn)化，立足于自主集成創(chuàng)新，并將創(chuàng)新成果工程化與產(chǎn)業(yè)化。千余套重型裝備設計研制的全過程始終以國際最高水平為標桿，對總體方案、重要設備、重要零部件進行了優(yōu)化設計與驗證。特別是對于支撐輥、主軸等大型鍛鋼件，在使用服役過程中造成的局部脫落、缺陷、磨損等，均采用補焊的方式進行修復，以縮短周期、降低成本。標準中涉及專利的情況本文件不涉及專利問題。預期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況背景本文件為重型機械行業(yè)鑄件產(chǎn)品的設計標準，《重型機械通用技術條件》系列標準作為機械行業(yè)標準應用約20年，是成熟的行業(yè)標準，在冶金、礦山、石油化工、起重運輸?shù)戎貦C行業(yè)大型成套裝備中被廣泛采用，為相關行業(yè)經(jīng)營訂貨、設計制造和檢驗驗收提供了基礎技術支撐。隨著近十年來重機市場變化、結構調(diào)整和技術進步，以及我國“一帶一路”戰(zhàn)略和“裝備走出去”工程的發(fā)展需要，本文件有必要升級轉化制定為國家標準，進一步擴大標準覆蓋面，指導更多行業(yè)的鍛鋼件焊補作業(yè)，更新和優(yōu)化焊材、焊前預熱、去應力處理要求等，推動重型機械通用鍛鋼件質(zhì)量和穩(wěn)定性提高以及鍛鋼件補焊工藝優(yōu)化，滿足重型機械長壽命要求，支撐我國重型機械走出去。因此，急需制定《重型機械通用技術條件》系列國家標準?！秶覙藴驶w系建設發(fā)展規(guī)劃（2016—2021年）》的工業(yè)標準化重點提出機械領域要加強關鍵基礎零部件標準研制，制定相關基礎技術標準，《裝備制造業(yè)標準化和質(zhì)量提升規(guī)劃》提出制修訂金屬成型、金屬加工、熱處理、鍛壓、鑄造、焊接、表面工程等基礎技術標準，提升可靠性和壽命指標。本文件的制定符合現(xiàn)行標準化規(guī)劃和行業(yè)規(guī)劃要求。目的和意義在重型機械產(chǎn)品中，鑄件占總重量的70%～90%。鑄件工藝靈活性大、適應性強、成本較低，可制造出內(nèi)腔、外形比較復雜的毛坯。廣泛運用到建筑、五金、設備、工程機械等大型機械、機床、船舶、航空航天、汽車、機電等各行業(yè)。但因金屬液態(tài)成型的工序多，且難以精確控制，使得鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。因此目前國際上采用《鑄造超聲波檢驗第一部分：通用鋼鑄件》（DINEN12680-1）、《鑄造磁粉檢驗》（DINEN1369）、《鑄造交貨技術條件》（EN

1559）等，國內(nèi)采用《重型機械通用技術條件第4部分：鑄鐵件》（GB/T37400.4）、《重型機械通用技術條件第6部分：鑄鋼件》(GB/T37400.6)等關于鑄件的標準，對鑄件的訂貨要求、制造工藝、技術要求、檢驗規(guī)則及試驗方法等進行通用性的規(guī)范，但仍缺少對于鑄件的合理性設計方面的通用性要求。本文件制定將填補重機機械用鑄件設計規(guī)范國家標準的空白，統(tǒng)一了重型機械鑄件設計規(guī)范，促進我國重機機械設計標準規(guī)范化和質(zhì)量提升，提高重型機械國際競爭力，有利于支撐中國裝備走出去。與國際、國外對比情況本文件項目無直接對應的國際標準，因此沒有采用國際標準。國內(nèi)外對焊接技術研究情況簡要說明：國外部分國家主要采用《鑄造超聲波檢驗第一部分：通用鋼鑄件》（DINEN12680-1）、《鑄造磁粉檢驗》（DINEN1369）、《鑄造交貨技術條件》（EN

1559）等，國內(nèi)采用《重型機械通用技術條件第5部分：有色金屬鑄件》（GB/T37400.5）、《重型機械通用技術條件第6部分：鑄鋼件》(GB/T37400.6)等關于鑄件的標準，但對于鑄件結構的設計缺少更為全面的規(guī)范性指導內(nèi)容，特別是在設計的合理性、經(jīng)濟性以及應用方面均未提及。本文件結合實際的科研成果、經(jīng)營生產(chǎn)經(jīng)驗以及相關國內(nèi)標準、國際標準和國外先進標準等確定，主要技術內(nèi)容和技術指標設置先進、合理，將成為《重型機械設計標準》體系的重要組成部分。針對我國鑄件制造的特點，本文件主要技術優(yōu)勢在于：a）鑄件材料——通過對鑄鋼件、灰鐵件、球墨鑄鐵件以及可鍛鑄鐵件的材料性能介紹及比較，對鑄件設計的材料選擇進行指導；b）鑄件的結構要素——最小壁厚、鑄造內(nèi)外圓角、鑄造斜度及凸臺、工藝孔等結構要素進行規(guī)范；c）鑄件的設計一般注意事項——如何通過設計避免產(chǎn)生縮孔、應力和裂紋等結構缺陷；澆鑄材料雖然具有可任意成形的優(yōu)點，但仍然力求一些簡單的結構形狀。為能使模型和加工費用低廉并且避免廢品，對于采用澆鑄法成形困難的物件（例如：空心鑄件芯子長度比芯子直徑大），為避免不必要的費用，將鑄件分成各個部分，加工后再把它們焊接起來，這樣具有一定的優(yōu)點；型芯提高了鑄件的費用，由于型芯位移使廢品的危險增大了，力求通過結構造型簡單的澆鑄件避免型芯；如何方便澆鑄和清砂的結構設計；合理的加工結構設計；d）圖形及表格結合，進行應用示例，更方便設計進行參考。??在標準體系中的位置，與現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準，特別是強制性標準的協(xié)調(diào)性本專業(yè)領域的標準體系框架如