机床铸件的工艺措施及选择原则

时间:2019-04-28 16:26 作者:威尼斯游戏网站 点击:
先进铸造技术与工艺是大型铸件生产中节能节材的基础保证,并有很大潜力。结合威尼斯游戏网站公司大型铸件生产,主要谈一些大型铸件的铸造工艺技术要点和应用。
威尼斯游戏网站公司主要生产的大型铸件主要为机床产品,如大型立车的105t工作台、78t立柱,79t横梁,大型卧车的87t尾座体、95t主轴箱体、9.5m床身等。
实际生产中,应根据每个铸件的结构特点编制相应的工艺。大型铸件主要有细长形(如横梁、床身)、圆形(如工作台)和高大型(如尾座体、主轴箱体),如细长形的横梁和床身,为了防止铸件变形,模样设计出预变形挠度,即铸件的反变形量,这种铸件的中间型腔砂芯通用性较好,可以减少芯盒的数量;圆形铸件的中心孔较大时,可将中心孔圆形砂型分成1/2或1/4,从而减小芯盒的尺寸。至于外围的扇形型芯,通用性也很高。
对于大型铸件,除了轮廓尺寸大,壁厚也较大,因此所采取的工艺措施显得非常重要。
1)冷铁分为内冷铁和外冷铁,对于尾座体、主轴箱体、工作台的厚大部位,在其内部威尼斯游戏网站设计了焊接内冷铁架(材质为钢筋),外部放置石墨冷铁。
2)保温冒口针对铸件上箱的厚大部分,放置不同规格的保温冒口,可以起到较好的补缩效果,且减少金属液用量。
3)对于高大型铸件,威尼斯游戏网站设计两套浇注系统,上面为一套(距上箱约1/3总高),中下区域为一套,铁液先充入中下区域的浇注系统,上面浇注系统后进,同时,上面的铁液温度比先浇的要高一些,这样的浇注系统对铸件有很好的补缩效果。
4)铸造工艺模拟对大型铸件的各种预设工艺方案进行模拟,可以避免大型铸件不能先试验在生产中带来的风险,可以提高大型铸件的成功率,威尼斯游戏网站厂的105t工作台、78t立柱、87t尾座体、95t主轴箱体都曾进行工艺模拟,起到了为质量保驾护航的作用。
质量的提高是较好的节能节材。铸件生产工序多、影响因素多,质量控制难度大,特别是大型铸件,每一个细节都需处理好。尤其是铁液的质量对于铸件生产的成败很关键,除了满足材质的牌号要求外,铁液的温度、性能等都对铸件有影响。裂纹是大型铸件的一个敏感问题。威尼斯游戏网站公司的铸件如方形工作台和立柱、刀板等均出现过裂纹,分析原因除了是零件结构本身壁厚差大之外,由铁液材质的性能所导致的裂纹产生占较大比例。另外,根据零件的结构特点选择合适的原材料和配比,对于大型铸件的浇注成功也至关重要。
铸造作为一种传统金属成形行业,随着科学技术的不断发展,也在逐渐融合其他行业的材料和技术,本身也在蜕变和成长。未来原材料包括生铁、废钢和回炉的成分、性能,以及熔炼过程中发生一系列反应而形成铁液,又经过充型、降温、凝固、冷却等各个环节,会更清晰地被业界所了解。在模样制造方面,树脂、钢材等材料也将代替传统的木材,根据需要可以在铸件内镶各种钢管,铸件结构也会更合理,这些都是大型铸件的未来发展趋势和方向,同时为铸造节能节材带来重要影响。
机床床身铸造方法常用的是砂型铸造,其次是特种铸造方法,如:金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造;而砂型铸造又可以分为粘土砂型、有机粘结剂砂型、树脂自硬砂型、消失模等等。
铸造方法选择的原则:
1、优先采用砂型铸造,主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短;当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型;粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。
2、铸造方法应和生产批量相适应,低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产。
3、造型方法应适合工厂条件,例如同样是生产大型机床床身等铸件,一般采用组芯造型法,不制作模样和砂箱,在地坑中组芯;而另外的工厂则采用砂箱造型法,制作模样;不同的企业生产条件(包括设备、场地、员工素质等)、生产习惯、所积累的经验各不一样,应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适合(或不能)做什么产品。
4、要兼顾铸件的精度要求和成本,机床铸件的质量主要包括外观质量、内在质量和使用质量。
机床铸件的外观质量指集机床铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差;机床铸件的内在质量主要指机床铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于机床铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况;机床铸件的使用质量指机床铸件在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能;机床铸件质量对机械产品的性能有很大影响;例如,机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命。
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