機(jī)床鑄件的鑄造流程以及澆注準(zhǔn)則

(一)、大型機(jī)床鑄件的鑄造流程

大型機(jī)床鑄件的材質(zhì)為鑄鐵HT250-300，，使用壽命不錯(cuò)，普遍用于儀器儀表、電子、輕工、標(biāo)準(zhǔn)件、軸承業(yè)、汽配行業(yè)等零部件的加工，特別適合有色金屬。它的生產(chǎn)采用一條樹脂砂生產(chǎn)線，均采用樹脂砂、消失模鑄造，尺寸精度不錯(cuò)，均勻一致，不扣箱，鑄件無飛邊、毛刺；表面光滑度接近鑄造，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。機(jī)床床身的整個(gè)生產(chǎn)過程穩(wěn)定，可以排除或降低了砂眼、氣空等鑄造缺陷。機(jī)床鑄件質(zhì)量決定各道工藝流程的質(zhì)量。對鑄件質(zhì)量進(jìn)行控制，實(shí)際上是全程控制(TQC)，將過程處于嚴(yán)格控制之中，不出現(xiàn)系統(tǒng)誤差（由異常原因造成的誤差）。過程中由隨機(jī)原因產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，其頻率分布式有規(guī)律的。這種利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法將鑄造過程中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差區(qū)分開來是質(zhì)量控制的基本方法。這種方法又稱之為統(tǒng)計(jì)過程中控制(SPC)。質(zhì)量控制先在于穩(wěn)定生產(chǎn)過程，避免系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)和隨機(jī)誤差的積累。其次要提升工藝過程精度，縮小誤差頻率分布范圍或分散程度。由于制造工藝的特別性，大型機(jī)床鑄件表面容易銹蝕，生銹后很難處理，如不引起重視，不但工件的防銹蝕能力較差，裝飾性也不好。很多企業(yè)在對大型機(jī)床鑄件提出較不錯(cuò)的不怕蝕性要求的同時(shí)，根據(jù)大型機(jī)床鑄件不同的工作條件，要求對大型機(jī)床鑄件進(jìn)行常溫發(fā)黑，磷化處理和其它特別的防銹處理，大型機(jī)床鑄件的表面防銹處理越來越受到人們的重視。

大型機(jī)床鑄件鑄造流程如下：

一、生產(chǎn)前準(zhǔn)備，根據(jù)要生產(chǎn)的大型機(jī)床鑄件圖紙、生產(chǎn)批量和交貨期限，制定生產(chǎn)工藝方案和工藝文件，繪制大型機(jī)床鑄件工藝圖；

二、生產(chǎn)準(zhǔn)備，包括準(zhǔn)備熔化用材料、造型制芯用材料和模樣、芯盒、砂箱等工藝裝備；

三、制造模型；采用消失模模型，制芯采用樹脂砂芯，樹脂砂芯生產(chǎn)的鑄件表面比較光滑。

四、熔化與澆注，采用沖天爐鑄造，沖天爐鑄造的大型機(jī)床鑄件沒有氣孔、沙眼和縮松現(xiàn)象。

五、退火，大型機(jī)床鑄件退火以此去掉大型機(jī)床鑄件的內(nèi)應(yīng)力，增強(qiáng)機(jī)床鑄件的韌性和抗拉力。

六、機(jī)加工，根據(jù)圖紙對大型機(jī)床鑄件進(jìn)行粗加工。7。二次震動時(shí)效處理，二次振動時(shí)效處理是為了加增強(qiáng)機(jī)床鑄件的韌性和強(qiáng)度。

七、精加工，精加工就是精銑和精磨，這次就要根據(jù)圖紙要求加工到位了。

大型機(jī)床鑄件的適用范圍及特點(diǎn)：能完成銑、鉆、鏜、鉸、攻牙等工序加工，同時(shí)加裝轉(zhuǎn)臺可實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動。X、Y軸采用滾柱式線性導(dǎo)軌，剛性好，位移速度不慢，節(jié)約功效，Z向采用硬軌式結(jié)構(gòu)，對于材料加工力矩性能好，精度不錯(cuò)。不會產(chǎn)生力矩不足銑頭震顫等現(xiàn)象。三軸數(shù)控軸經(jīng)過伺服電機(jī)消隙處理，減小間隙產(chǎn)生。主電機(jī)經(jīng)過德國ZF齒輪箱減速，力矩提升到電機(jī)扭矩四倍。齒輪箱有1:1和1:4倆檔速度可以自由切換。主軸箱液壓配重。該機(jī)床適用范圍大、功能普遍。機(jī)床不僅能實(shí)現(xiàn)大直徑及大平面的切削，而且能加工很多工件的內(nèi)腔、內(nèi)腔側(cè)面、內(nèi)腔孔及大端面止口。具有不錯(cuò)的銑削、鏜孔、鉆孔功能；可在一次裝夾內(nèi)完成多面加工；還可加工直徑范圍較型機(jī)床鑄件，檢測花崗石平尺上工作面與下工作面的平行度，以一個(gè)工作面為基面放在標(biāo)準(zhǔn)平板上，用裝在表架上的分度值為0.001mm的千分表在其工作面上測出不少于三處的高度差值，為平行度誤差。當(dāng)不具備適用的平板（高于被檢測花崗石平尺精度的平板）時(shí)，大型機(jī)床鑄件允許將花崗石平尺側(cè)面放在某一支承面上，用分度值為0.002mm杠桿千分尺或帶分度值為0.002mm千分表的檢具測花崗石平尺的高度差。

(二)、大型機(jī)床鑄件澆注的準(zhǔn)則

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流。由于砂型鑄造，對流系數(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。機(jī)床鑄件清理實(shí)質(zhì)就是對鑄件的美化，所謂清理就是使鑄件表面質(zhì)量得以提升。對于小件，先用六角滾筒進(jìn)行一次粗清理，再用拋丸清理轉(zhuǎn)臺對其二次精處理，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。對于中、大件先用震動落砂機(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。清理對熔模鑄件表面粗糙度影響也很大。