《GBT 重型机械  铸件设计规范 编制说明》

《重型机械铸件设计规范》

编制说明

（征求意见稿）工作简况任务来源本文件是根据国标委综合〔2021〕XX号《关于下达XXXX国家标准制修订计划的通知》计划编号2021XXXX-T-XXX，项目名称“重型机械铸件设计规范”进行制定的，由中国机械工业联合会提出，归口单位 ：全国冶金设备标准化技术委员会，主要起草单位：中国重型机械研究院股份公司、一重集团大连工程技术有限公司、二重（德阳）重型装备有限公司。项目周期24个月。主要工作过程起草阶段：2021年X月起草单位在接到标准制定任务后，组织相关技术人员进行研究，明确了标准主要技术内容、进度安排及有关要求，并成立起草工作组。工作组广泛收集项目相关的国内外标准和技术资料，并进行了大量的技术分析对比、资料查证、调查研究等工作。起草单位于2021年XX月提出标准初稿和编制说明。在起草单位和工作组内部对标准初稿进行了多次评审并根据内部评审意见修改和完善了标准的技术内容，于2021年XX月XX日将标准初稿和编制说明送标委会初步审核，根据初步审核建议对标准的格式和内容进行了规范。2022年7月13日形成标准征求意见稿及相关附件。主要参加单位和工作组成员及其所做的工作主要参加单位：中国重型机械研究院股份公司、一重集团大连工程技术有限公司、二重（德阳）重型装备有限公司、太原重工股份有限公司、北方重工集团有限公司。主要成员：。所做的工作：XXXX负责标准的全面起草及审核，XXXX负责标准的审核，XXXX负责标准相关的联系及审核，XXXX负责标准相关焊接材料标准的提供与审核，XXXX负责锻钢件材料标准的提供与审核，XXXX负责标准的审核。标准编制原则和主要内容编制原则本文件编制工作符合机械行业标准制定工作原则，按照GB/T1.1—2020给出的规则起草，技术要素符合我国重型机械工业铸件基础通用标准的要求，符合重型机械设计标准体系的架构需求。标准主要内容本文件的主要技术内容以原重型机械标准为基础，结合实际的科研技术成果、经营生产经验以及相关国内标准、国际标准和国外先进标准等确定。主要制定内容：a)对重型机械中铸件设计的常用材料、结构要素、一般注意事项、图样技术要求等进行了统一规范；b)适用范围：重型机械中砂型或导热性与砂型相仿的铸型中铸造的铸钢件、灰铸铁件、球墨铸铁件、可锻铸铁件，其他铸型铸件也可参照使用；c)本文件对铸件设计的结构要素：最小壁厚、铸造圆角、铸造斜度、壁的连接和过渡、凸台设计、地脚凸缘及铸造工艺孔进行全面系统的规范；d)本文件从避免产生结构缺陷的设计、形状的合理设计、型芯的合理设计、浇注和清砂、合理的加工结构等几方面，对铸件设计的合理性、经济性进行了设计的一般注意事项规定；e)本文件在图样技术要求方面对重型机械铸件设计进行了统一规范。解决的主要问题本文件的制定，将加快推进架构《重型机械设计标准》体系，填补我国重型机械产品设计标准体系的空白。铸件产品适应性强，制造成本较低，可制造出内腔、外形复杂的毛坯，广泛运用到冶金、船舶、石化、核电装备等行业，但因金属液态成型工序多，难以精确控制，使得铸件质量不够稳定，对设计、制造质量提出了更高要求。且国内外现行标准多为铸件制造过程中的工艺性规定，对于铸件结构的设计缺少更为全面的规范性指导内容，特别是在设计的合理性、经济性以及应用方面均未提及。本文件突破技术壁垒，对铸件的合理性设计方面规定通用性要求：从铸件的材料选择、结构要素、形状及芯型的合理性设计、方便浇铸及清砂以及适合加工的合理结构等方面，对大型铸件的设计进行了统一规范，是对重型机械行业的铸件设计进行了通用标准规范性指导。有利于提高重型行业铸件产品的质量，提高设计效率、大大降低制造成本，提升我国大、中型铸件的国际竞争力，支撑中国重大装备走出去。主要试验（或验证）情况本文件属于制定标准，但此标准是以《重型机械标准》手册为基础制定的国家标准。该手册不仅在冶金、矿山、起重、物料搬运、工业车辆等行业使用，而且被广泛运用到冶金、船舶、石化、核电装备等行业的装备制造过程中，成为我国各行业大、中型装备制造中重要的基础设计、工艺标准。项目涉及的铸件设计技术内容以我国大、中型铸件生产实践和经验为基础制定，符合我国特点，技术成熟、先进、可操作性好，已在部分主要企业有很好的技术积累。中国重型机械研究院股份公司、中国一重、中国二重长期以来一直致力于大型装备的国产化，立足于自主集成创新，并将创新成果工程化与产业化。千余套重型装备设计研制的全过程始终以国际最高水平为标杆，对总体方案、重要设备、重要零部件进行了优化设计与验证。特别是对于支撑辊、主轴等大型锻钢件，在使用服役过程中造成的局部脱落、缺陷、磨损等，均采用补焊的方式进行修复，以缩短周期、降低成本。标准中涉及专利的情况本文件不涉及专利问题。预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况背景本文件为重型机械行业铸件产品的设计标准，《重型机械通用技术条件》系列标准作为机械行业标准应用约20年，是成熟的行业标准，在冶金、矿山、石油化工、起重运输等重机行业大型成套装备中被广泛采用，为相关行业经营订货、设计制造和检验验收提供了基础技术支撑。随着近十年来重机市场变化、结构调整和技术进步，以及我国“一带一路”战略和“装备走出去”工程的发展需要，本文件有必要升级转化制定为国家标准，进一步扩大标准覆盖面，指导更多行业的锻钢件焊补作业，更新和优化焊材、焊前预热、去应力处理要求等，推动重型机械通用锻钢件质量和稳定性提高以及锻钢件补焊工艺优化，满足重型机械长寿命要求，支撑我国重型机械走出去。因此，急需制定《重型机械通用技术条件》系列国家标准。《国家标准化体系建设发展规划（2016—2021年）》的工业标准化重点提出机械领域要加强关键基础零部件标准研制，制定相关基础技术标准，《装备制造业标准化和质量提升规划》提出制修订金属成型、金属加工、热处理、锻压、铸造、焊接、表面工程等基础技术标准，提升可靠性和寿命指标。本文件的制定符合现行标准化规划和行业规划要求。目的和意义在重型机械产品中，铸件占总重量的70%～90%。铸件工艺灵活性大、适应性强、成本较低，可制造出内腔、外形比较复杂的毛坯。广泛运用到建筑、五金、设备、工程机械等大型机械、机床、船舶、航空航天、汽车、机电等各行业。但因金属液态成型的工序多，且难以精确控制，使得铸件质量不够稳定。因此目前国际上采用《铸造超声波检验第一部分：通用钢铸件》（DINEN12680-1）、《铸造磁粉检验》（DINEN1369）、《铸造交货技术条件》（EN

1559）等，国内采用《重型机械通用技术条件第4部分：铸铁件》（GB/T37400.4）、《重型机械通用技术条件第6部分：铸钢件》(GB/T37400.6)等关于铸件的标准，对铸件的订货要求、制造工艺、技术要求、检验规则及试验方法等进行通用性的规范，但仍缺少对于铸件的合理性设计方面的通用性要求。本文件制定将填补重机机械用铸件设计规范国家标准的空白，统一了重型机械铸件设计规范，促进我国重机机械设计标准规范化和质量提升，提高重型机械国际竞争力，有利于支撑中国装备走出去。与国际、国外对比情况本文件项目无直接对应的国际标准，因此没有采用国际标准。国内外对焊接技术研究情况简要说明：国外部分国家主要采用《铸造超声波检验第一部分：通用钢铸件》（DINEN12680-1）、《铸造磁粉检验》（DINEN1369）、《铸造交货技术条件》（EN

1559）等，国内采用《重型机械通用技术条件第5部分：有色金属铸件》（GB/T37400.5）、《重型机械通用技术条件第6部分：铸钢件》(GB/T37400.6)等关于铸件的标准，但对于铸件结构的设计缺少更为全面的规范性指导内容，特别是在设计的合理性、经济性以及应用方面均未提及。本文件结合实际的科研成果、经营生产经验以及相关国内标准、国际标准和国外先进标准等确定，主要技术内容和技术指标设置先进、合理，将成为《重型机械设计标准》体系的重要组成部分。针对我国铸件制造的特点，本文件主要技术优势在于：a）铸件材料——通过对铸钢件、灰铁件、球墨铸铁件以及可锻铸铁件的材料性能介绍及比较，对铸件设计的材料选择进行指导；b）铸件的结构要素——最小壁厚、铸造内外圆角、铸造斜度及凸台、工艺孔等结构要素进行规范；c）铸件的设计一般注意事项——如何通过设计避免产生缩孔、应力和裂纹等结构缺陷；浇铸材料虽然具有可任意成形的优点，但仍然力求一些简单的结构形状。为能使模型和加工费用低廉并且避免废品，对于采用浇铸法成形困难的物件（例如：空心铸件芯子长度比芯子直径大），为避免不必要的费用，将铸件分成各个部分，加工后再把它们焊接起来，这样具有一定的优点；型芯提高了铸件的费用，由于型芯位移使废品的危险增大了，力求通过结构造型简单的浇铸件避免型芯；如何方便浇铸和清砂的结构设计；合理的加工结构设计；d）图形及表格结合，进行应用示例，更方便设计进行参考。  在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本专业领域的标准体系框架如