床身是機(jī)床主要部件,大型床身一般采用鑄造方法生產(chǎn)。對(duì)于大型床身,根據(jù)功能需要,設(shè)計(jì)的床身壁厚懸殊較大,這將造成鑄件在凝固過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力,影響床身尺寸精度和使用壽命。近年來,殘余應(yīng)力的去除引起業(yè)界的大關(guān)注,特別是振動(dòng)時(shí)效技術(shù)因其具有綠色、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)而被普遍應(yīng)用。振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)的確定確切了解工件殘余應(yīng)力的分布和大小。床身鑄造的基本工藝條件:采用樹脂砂型鑄造方法。鑄造工藝流程為澆注溫度為1400℃,72h后落砂,自然冷卻。鑄件凝固過程中系統(tǒng)的熱物理參數(shù)、熱邊界條件以及系統(tǒng)內(nèi)能都隨時(shí)間而變化。
由于機(jī)床床身的尺寸較大,在初始澆注時(shí)模型的溫度并不均勻。假設(shè)開始澆注短時(shí)間0.01s范圍內(nèi)穩(wěn)態(tài)熱分析的結(jié)果作為后續(xù)瞬態(tài)熱分析的初始條件。鑄件初始溫度:1400℃,鑄型初始溫度:25℃。對(duì)鑄造過程進(jìn)行熱分析的邊界條件是鑄型與空氣之間的空氣對(duì)流。由于砂型鑄造,對(duì)流系數(shù)隨溫度變化不大,取為常數(shù)65W/m2.C。在強(qiáng)通風(fēng)對(duì)流條件下,床身溫度變化尤其快,較初1h溫度下降高達(dá)180℃,4h后床身整體溫度已降至50℃以下,且較低溫度已接近室溫。隨后由于本身溫度較低,溫度變化相對(duì)緩慢,7h后較高溫度降至28.5℃,整體溫差只有3℃。同時(shí)可以看到鑄件在落砂后,自然對(duì)流條件下較薄部位的筋板和橫斷隔板降溫較快,較厚部位的無排屑孔導(dǎo)軌降溫較慢。
下面,為您介紹大型機(jī)床鑄件澆注的準(zhǔn)則:
一、機(jī)床鑄件清理。大型機(jī)床鑄件清理實(shí)質(zhì)就是對(duì)鑄件的美化,所謂清理就是使鑄件表面質(zhì)量得以提升。對(duì)于小件,先用六角滾筒進(jìn)行一次粗清理,再用拋丸清理轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)其二次精處理,然后用自帶除塵設(shè)備的砂輪機(jī)精整,合格后刷防銹漆入庫。對(duì)于中、大件先用震動(dòng)落砂機(jī)去涂大塊砂團(tuán),然后送入拋丸清理室拋丸清理,然后人工用手提砂輪機(jī)精整,合格刷防銹漆入庫。
二、鑄鐵熔煉及澆注鐵水質(zhì)量對(duì)鑄件表面質(zhì)量影響,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是鐵水中雜質(zhì)的含量,特別是氧化鐵含量,它易在鑄件表面產(chǎn)生夾渣或渣氣孔;二是鐵水中氣體含量,氣體含量高易使鑄件在表面或皮下產(chǎn)生氣孔。我們采取的主要措施是提升鐵水溫度,建立完善的沖天爐檢測(cè)系統(tǒng),確定沖天爐處于正常狀態(tài)。
三、“高溫靜置,低溫澆注”是澆注的控制準(zhǔn)則,以降低鑄件的氣孔、縮孔及表面粘砂缺陷。提升鑄造技術(shù)水平,出入口機(jī)床鑄件表面質(zhì)量
四、確定分型面盡量減少分型面,以減少因分型面所形成的飛邊、表面凹凸等鑄造表面缺陷;提升坭芯的整體性,減少坭芯之間的接合數(shù)目,減少坭芯之間或坭芯與型之間的配合間隙,以提升大型鑄件的表面凹凸度及輪廓清晰度。
五、工藝參數(shù)的選擇工藝參數(shù)對(duì)鑄件尺寸精度以及輪廓清晰度有較大的影響。經(jīng)過多次工藝試驗(yàn),對(duì)各工藝參數(shù)都認(rèn)真選擇。
六、普遍地應(yīng)用的鑄造工藝成果,提升鑄造工藝水平,以減少鑄造缺陷,特別是機(jī)床鑄件表面缺陷。
如鑄件澆注后,在惰性氣體,或還原性保護(hù)氣氛下冷卻,把防止氧反應(yīng)和防止表面脫碳結(jié)合起來,直保護(hù)到大型機(jī)床鑄件表面達(dá)不到氧反應(yīng)溫度為止。表面保護(hù)良好的鑄件脫殼后其表面呈銀灰色、銀白色或帶彩色的氧反應(yīng)色。清理對(duì)熔模鑄件表面粗糙度影響也很大。澆注和金屬液凝固過程中,因溫度較高,鑄件表面會(huì)氧反應(yīng),且氧反應(yīng)層不均勻,加上大型機(jī)床鑄件表面金屬氧反應(yīng)物有可能與型殼中氧反應(yīng)物作用,促使鑄件表面不均勻的脫落,顯著地增加鑄件表面的粗糙度。大型機(jī)床鑄件在保護(hù)氣氛下冷卻是表面的重要一環(huán)。如鑄件澆注后,在惰性氣體,或還原性保護(hù)氣氛下冷卻,把防止氧反應(yīng)和防止表面脫碳結(jié)合起來,直保護(hù)到鑄件表面達(dá)不到氧反應(yīng)溫度為止。表面保護(hù)良好的鑄件脫殼后其表面呈銀灰色、銀白色或帶彩色的氧反應(yīng)色。清理對(duì)熔模鑄件表面粗糙度影響也很大。