机床铸件作为一种大型铸件要经过热处理才能提高本身的使用性能,铸铁铸件的内在质量。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或工件的使用性能。其特点是工件的内在质量。机床铸件整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。机床铸件热处理的退火种类:常见的退火工艺有:再结晶退火,去应力退火,球化退火,退火等。退火的目的:主要是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组织和成分的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等。
机床铸件生产应注重每个细节与如何控制
(一)、机床铸件生产应注重每个细节
铸造技术与工艺是大型机床床身铸件生产中节能节材的基础保证,并有很大潜力。结合我公司大型铸件生产,主要谈一些大型铸件的铸造工艺技术要点和应用。
我公司主要生产的大型铸件主要为机床床身铸件产品,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,应根据每个机床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;圆形铸件的孔较大时,可将孔圆形砂型分成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。
对于机床铸件,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,在其内部我们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,我们设计两套浇注系统,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带来的风险,可以提高大型铸件的成功率,我厂的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,无论从工装、造型工艺和熔炼方面都有很高的要求,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。我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,床身铸件结构也会合理,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。
(二)、大型机床铸件加工中温度如何控制
当生产大型机床铸件时,涂料的涂敷方式一般为浸涂。由于泡沫塑料模样的体积大、密度小、浮力大等原因,操作时容易变形,所以,涂料涂敷方式一般采用流涂,既能确定达到相应的涂层厚度,又能获得较高的生产速率。重型机床长床身导轨面的平行度要求很高,要求在全长上平行0.02mm,如何确定导轨面的高平行度,也是新加工方法中需要主要解决的问题。为了确定床身导轨的高平行度,需要先将正导轨加工至图纸要求,然后再以正导轨面为基准来修正背导轨面与正导轨面的平行度。
在确定床身导轨高平行度时有一点要特别注意,加工正导轨面和加工背导轨面一般不能用相同的程序,这是因为在加工正导轨面和背导轨面时机床的受力方向是相反的,因此加工工件正导轨面时,加工复映的是机床床身背导轨面的误差,而加工工件背导轨面时,加工复映的是机床床身的正导轨面误差。在这样的状态下,即使使用相同的程序加工,加工的切削轨迹也是难以达到平行要求。因此我们在加工床身背导轨面时需要先不加任意补偿措施精铣一刀,得出机床床身正导轨的复映误差,以便于正确的确定各点的修正值。
机床铸件加工中温度如何控制?
1、半精加工后,由于机床的切削用量较大,温升较大,因此不能直接精加工,而应空运行一段时间后再进行精加工;
2、在精加工的几次走刀过程中,为了确定温升一致,需要确定其切削用量基本一致;
3、机床在精加工之前需要经过一段时间的空运行,待温升稳定后整个机床系统达到热平衡,机床各部件的位置相对稳定后才能进行精加工。
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