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机床铸件工艺设计及过程控制

时间:2019-03-23 16:21 作者:东建铸造 点击: 次
1、反变形量
导轨面上留凸起的反变形量5~25mm不等,根据导轨长度确定:床身长度<5m,每1m铸件留1一2mm反变形量;床身长度>5m,每lm铸件留反变形量1.5mm~2.5mm;地脚面也要随形做出反变形量;有些结构很不均匀的床身,可能还会出现侧弯曲,这样也当需要在导轨侧面甚至整个床身侧面都要留反变形月旦。
2、加工余量
一般在反变形量基础上再留10~20mm加工余量,余量也不用太大,否则加工完后会出现硬度不够的现象。
3、收缩率
一般长度方向取1.0%,宽度方向取0.8%,高度方向取0.5%。考虑胀箱等因素,宽度方向可不留缩尺,甚至考虑将模样尺寸人为减小,以保证出件后铸件的净尺寸符合要求。
4、工艺补正量
为防止加工后导轨因变形而变薄,导轨及地脚背面可留3~5mm工艺补正量。
5、浇注系统设计
浇注位置当然是将导轨放在下面,一般从床身两端由导轨进入铁液;特别长的导轨可采用底返雨淋浇注系统,这种浇注系统可保证铁液流程不要太长,有效防止出现冷隔及导轨掉渣、气孔缺陷,使铁液杂质上浮。浇注系统全部采用耐火瓷管,造型时预埋于砂型中。根据床身长度、浇注重量、导轨及床身与立柱结合面位于下型的特点,选择两端座包浇注,且采用底返雨淋及由“平、V”导轨两端同时进入铁液,总体上两层阶梯浇注方式,这样内浇道多点分散注入,两部行车同时浇注,充分考虑铁液流程,避免产生冷隔、浇不足、气孔等缺陷。导轨中间采用集渣包,分散引流等方式将冷铁液转移走,避免导轨中间出现气孔针 孔等缺陷,从而达到保证导轨铸造无缺陷的目标实现。浇注时间要尽量短,依据浇注重量,一般在3~5min内浇注完。
6、冒口设计
多采用耳冒口形式,厚大部位用冷铁包敷;冒口放置位置避开厚大部位,防止形成接触热节。
7、砂芯设计
在保证操作方便的情况下,尽量将各砂芯连在一起,以增大自重抵消铁液浮力。另外要用紧固螺栓把砂芯固定在底箱上,紧固螺栓可以穿透一层甚至几层砂芯,另外导轨芯也要根据长度分成好几段。
8、模板设计
较长的床身,模板可做成2弓段,段与段之间用燕尾销连接;若不用外模,纯粹用砂芯组合起来,那么形成外型的砂芯也要人为分成几段,以便制芯和下芯操作。
9、冷却措施
10、尺寸精度控制
底箱首先要铺平,要用水平仪或拉线找平;导轨芯也要注意以水平线找正,其高度尺寸定位也要充分考虑反变形量和加工余量。
重点缺陷防止
1、变形问题
对于分导轨水平方向和床身侧面方向的变形问题,解决的措施:一是上述已提到的做反变形量;二是根据铸件结构,在床身铸件抗弯薄弱的地方适当做拉筋。
2、砂芯漂芯
较主要的是将导轨芯及上层砂芯用长螺栓紧固于下箱,若无法紧固,则应将各个砂块用外力将它们联系起来,以抵消浮力的冲击。
3、组织疏松硬度低
经常在床身导轨面加工后出现弥散分布的细孔,这就是组织疏松,这是由于其金相组织中片状石墨粗大,即组织异常造成的缺陷,表现出很低的硬度。其形成原因主要是对应于铸件壁厚部位,碳当量过高,片状石墨粗大是根本原因;熔炼温度低,铁液过热度小,铁液中有未完全熔解的石墨片,易使片状石墨粗大;冲天炉熔炼过程中,铁液增碳过多。其防止措施:根据铸件壁厚、确定合理的碳当量、以获得细片状石墨和以珠光体为主的金相组织;铸件化学成分中添加适量的合金元素,如B、Mil等;提高铁液过热度,加强孕育处理,降低浇注温度,提高铸件厚壁部分的冷却速度,如放外冷铁等。
4、硬质点及淬火效果差
主要是由于含Si量高,组织中含有未充分扩散的局部的硅富集区,富集区中的Si同铁液中的C形成硬度很高的非金属夹杂物SIC晶体造成加工硬点;另外由于含Si量高,组织中有铁素体存在,使得淬火硬度和深度受到影响,因为铁素体组织的淬透性远比珠光体差。因此,对于要求导轨表面淬火的机床床身,成份选取时应控制较低的含Si量,一般在1.2%~1.6%Si之间,对于原始组织中有铁素体存在需要表面淬火的灰铸铁件,则进行一次正火处理,能保证随后的淬火效果。
 
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