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机床铸件的稳定性和可靠性

时间:2019-06-22 16:37 作者:东建铸造 点击: 次
机床是国家工业发展的基础装备,尤其是高端数控机床,其制造水平的高低是衡量一个国家综合实力的重要标志。我国已经连续几年成为世界上较大的机床生产国和消费国,也成为世界进口机床第 一大国。我国机床行业产品质量虽然已经有了很大提升,但在使用的稳定性和可靠性方面与国际先进水平有一定差距。
以高速、高精、复合、智能、轻量化为特征的高端数控机床需要的铸件必须具备以下5个基本条件:1)较高的尺寸精度与外观质量;2)较高的强度与刚度;3)良好的加工切削性能;4)良好的耐磨性与减震性;5)良好的精度稳定性。也就是说,高端机床铸件需要具有优良的外观质量与内在质量。
高端数控机床铸件的内在质量主要包括化学成分、金相组织、力学性能等。内在质量的好与坏,除内部铸造缺陷外,其它方面主要依赖于铁液的熔炼与炉前处理。笔者公司主要使用2台10t/h双排大间距热风冲天炉进行熔炼,个别铸件使用双联熔炼。为保证铸件内在质量,需要严格控制熔炼工艺。
冲天炉的经济技术指标为:出炉温度、熔化率、铁焦比、风焦比等,通常认为铁液的出炉温度是主要技术指标。
对于出炉温度,国内与国外在认识和要求方面存在较大差距,是国外铸造厂对高质量铁液的出炉温度要求。国内多数企业冲天炉熔炼的铁液温度均不高。国内冲天炉熔炼控制的出炉温度较国外低很多,究其原因主要是国内铸造厂过分追求铁焦比,忽视熔炼质量,出炉温度的控制以不产生冷隔、浇不足等铸造缺陷为基础来确定。
对于金相组织的检验,很多铸造厂并不重视,但灰铸铁的金相组织对力学性能和加工性能有着非常重要的影响。生产数控机床铸件不仅需要获得细化的珠光体基体,而且要求铸件的石墨形态主要为均匀分布的无方向性的片状石墨(A型石墨)。笔者公司通过使用铸造焦炭,提高出炉温度,稳定化学成分,获得比较理想的金相组织。抗拉试棒的石墨长度等级为4级,珠光体体积分数≥98%,铸件本体的石墨形态为均匀分布的A型石墨。
机床床身铸造方法:
1 优先采用砂型铸造机床床身铸件,因为砂型铸造比其它铸造方法成本低、生产工艺机械化、生产周期不长,质量还能保证,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到几十公斤,重达几十吨铸件多用粘土干型生产。
2机床床身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,所以适合批量生产。
机床床身加工流程介绍:精加工、粗加工、光整加工的工序特点: 机床床身铸件精加工工序 从经过粗加工的表面上切去较少的加工余量,使工件达到较高的加工精度及表面质量的工序为精加工工序。如工件表面无特别高的要求,精加工常作为终加工。
机床床身铸件光整加工工序 它是从经过精加工的工件表面上切去很少的加工余量,得到很高的加工精度及很小的表面粗糙度值。研磨、珩磨、超精加工及抛光等方法属于光整加工工序。
大型床身铸件优先采用砂型铸造,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。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,大型床身铸件可以单件铸造也可批量生产。
大型床身铸件的铸造方法一般采用消失模铸造工艺,树脂砂铸造,实型铸造,高牌号铸造等,例如大型机床铸件的床身,立柱,横梁,滑台等都是用这几种铸造工艺。铸件材质:HT200-350可承接单件60吨左右的铸件,也可应客户用途来设计制作。采用树脂砂型铸造大型床身铸件的优点:
1、树脂砂型刚度好,浇注初期砂型强度高,这就有条件利用铸铁凝固过程的石墨化膨胀,有效地消除缩孔\缩松缺陷,实现灰铸铁\球墨铸铁件的少冒口\无冒口铸造。
2、实型铸造生产中采用聚苯乙烯泡塑模样,应用呋喃树脂自硬砂造型.当金属液浇入铸型时,泡沫塑料模样在高温金属液作用下迅速气化,燃烧而消失,金属液取代了原来泡沫塑料所占据的位置,冷却凝固成与模样形状相同的实型铸件。
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