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机床床身铸件的设计及热处理方式

发布者:龙珈量具
11-15
2020

机床床身类铸件产品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,改 善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,赋予或改 善工件的使用性能。其特点是改 善工件的内在质量。
  为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是不可少的。钢铁是机械工业中应用广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。
  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。
  机床铸件是机床主要的组成部分,机床铸件的规格不一,现在国内铸造技术已经拥有多种铸造技术,其铸造方法一般采用消失模铸造工艺、树脂砂铸造工艺、实型铸造、粘土砂铸造工艺等。我们主要生产工艺消失模铸造工艺和树脂砂铸造工艺,生产出来的铸件尺寸精度高,平均一致,不扣箱,铸件无飞边毛刺。
  随着时代的发展,数控机床铸件生产企业跟进潮流也取得了很大的进步,许多的企业都已经对机床数控化进行筹备。许多的铸件企业由于原有生产水平的限制,普通机床数量庞大,若拆除普通机床重新购置新的数控机床,将花费大量的运行资金,这就给铸件企业机床的数控化带来新问题。
  机床床身铸件的设计:合理的结构程度和加强筋的搭配,使机床床身抗扭、抗震、提高机床床身刚性,为使数控机床具有良好的静刚度,应注意合理选择机床床身的结构形式,如:机床床身铸件采用封闭的完整箱体结构,机床床身铸件采用封闭式截面,合理选择及布局机床床身的隔板和筋条,尽量减小结合面,提高部件间接触刚度等,纵向隔板主要提高机床床身铸件抗弯刚度,横向隔板主要提高机床床身铸件抗扭刚度,斜向隔板兼有提高机床床身抗弯刚度,抗扭刚度的效果。
  对于大型机床床身铸件,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。

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