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機床工作臺的加工原則及影響鑄件精度因素

發(fā)布日期:2020-09-10

大型機床鑄件主要有細長形(如橫梁、床身)、圓形(如工作臺)和高大型(如尾座體、主軸箱體),如細長形的橫梁和床身,為了防止鑄件變形,模樣設計出預變形撓度,即鑄件的反變形量,這種鑄件的中間型腔砂芯通用性好,可以減少芯盒的數量;圓形鑄件的中心孔較大時,可將中心孔圓形砂型分成1/2或1/4,從而減小芯盒的尺寸。至于外圍的扇形型芯,通用性也很高。機床工作臺導軌面的加工采用的是反銑刀盤精銑,受主軸直徑的限制,反銑刀盤的直徑較小為:機床主軸直徑+2x背導軌面加工寬度,機床主軸直徑一般為220mm,背導軌面加工寬度一般為110mm,因此反銑刀盤較小直徑應為440,按照刀盤制造標準,床身背導軌面的加工選用的是剛性好的φ500mm的可轉位反銑刀盤。同時在加工中我們采用相對測量方法來確定各節(jié)床身導軌尺寸的一致性,即均以一節(jié)床身導軌的厚度尺寸為基準,加工其余各節(jié)導軌時進行相對比較測量,較終確定床身導軌尺寸的一致性,從而確定導軌面高平行度的要求。

一、機床工作臺的加工原則及影響鑄件精度因素

1、工件的剛性對加工精度有較大的影響,在加工過程中應根據實際的加工狀況選用適當的刀具,并改變主軸轉速以去除振動現象;

2、要去除機床的熱變形對加工精度的影響。由于長床身的加工行程較長,加工中機床主軸的發(fā)熱會對加工精度造成很大的影響,需要確定加工過程中主軸發(fā)熱的穩(wěn)定性;

3、在精加工過程中,精度是判斷工件是否完成加工的依據,而床身導軌形位公差的檢測和修正占用了精加工大量的時間,若所選用的機床精度很高,則工件可以一次加工到位而無需進行多次檢測和修正,提升了生產速率;

4、長床身拼合后總長度很大,在一次裝卡下加工時會因自重原因產生變形,加工精度及穩(wěn)定性難以確定,需要采用合理、的裝卡方法,確定長床身的精加工在自然狀態(tài)下進行,未發(fā)生強壓變形的現象,才能確定較終的制造精度;

5、加強對機床精度的維護。在不影響生產計劃的前提下,每年進行兩次機床的精度、液壓系統(tǒng)調試,以保持機床的精度;

二、機床工作臺加工中床身鑄件會出現哪些問題?

(1)床身鑄件溫度場分布不均勻,上箱凝固比下箱快,床身導軌及節(jié)點處容易產生熱應力、相變應力、組織應力,鑄件上出現縮松缺陷也易引起收縮應力。

(2)盲孔法測量的殘余應力結果與數值模擬基本相符,灰鑄鐵件的殘余應力比球墨鑄鐵件大,較低的打箱溫度有利于減小殘余應力,而粗加工容易增大殘余應力。

(3)床身橫導軌有較大的殘余應力:拉應力160~180MPa,壓應力-70~-180MPa;豎導軌的殘余應力相對較?。豪瓚?4~26MPa,壓應力-27~-52MPa;床身在長度方向變形量較大,在寬度和高度方向的變形量較小,沒有發(fā)生撓曲變形。

(4)水平阻流設計充型不平穩(wěn)、有紊流傾向、容易卷氣、不利于排渣,可采用去除阻流片設計優(yōu)化澆注系統(tǒng)。

機床工作臺加工的主要目的是進一步去除加工余量,同時對粗加工的加工誤差進行修正,為精加工打下良好的基礎。半精加工序中經常有部分內容要加工至設計要求,例如床身的結合端面在半精加工中要完成,需要按照床身導軌找正后精加工確定垂直。半精加工中的精度要求不會很高,要求嚴格的精度都是在較后精加工中確定的,所以一般半精加工設備可以與粗加工設備相同。鑄件生產工序多、影響因素多,質量控制難度大,特別是大型鑄件,各個細節(jié)都需處理好。尤其是鐵液的質量對于鑄件生產的成敗很關鍵,除了達到材質的牌號要求外,鐵液的溫度、性能等都對鑄件有影響。裂紋是大型鑄件的一個敏感問題。

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