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机床铸件压铸应力形成和生产过程技术要领

05-26
2019

在现代制造业的生产中,都离不开机床作为加工机械装备,而作为机床的基础机床铸件也是与之紧紧相关的。机床铸件行业是制造业的基础性行业,也是推动国民经济发展的脊柱行业。自新中国成立以来,国家对我国机床及机床铸件行业就给予了很大程度的支持。我国机床行业历经几十年的发展,实现了从无到有、从小到大的行业规模,技术也在不断探索中有了长足的进步。

机床铸件广泛用于仪器仪表、标准件、轴承业、电子、轻工、汽配行业等零部件的加工,特别适合有色金属。具有尺寸精度高,刚度好,加工余量小,表面质量好等优势,便于操作,缩短了生产周期,提高了生产效率,机床铸件耐磨性与消震性好。熔点比较低,流动性良好,收缩率小。

机床铸件多为床身使用,它的结构简单,工艺性能好,便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度,一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小,故排屑困难。从结构尺寸上看,刀架水平放置使得滑

板横向尺寸较长,从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。

水平床身配上倾斜放置的滑板,并配置倾斜式导轨防护罩,这种机床铸件布局形式一方面有水平床身工艺性好的特点,另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小,且排屑方便。

机床铸件在压铸过程中的两个应力的形成:

1热应力:铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生。

塑性状态:金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无应力)

弹性状态:低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.

举例:a)凝固开始,粗细处都为塑性状态,无内应力

因为两杆冷速不同,细杆快,收缩大,所以受粗杆限制,不能自由收缩,相对被拉长,粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩。

b)细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力。

c)细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温,粗杆受拉应力(+),(-)。

由此可见,各部分的温差越大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力。

预防方法:1壁厚均匀2同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁;

优点:省冒口,省工,省料;

缺点:心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小,锡青铜糊状凝固,用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。

2机械应力:合金的线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成的内应力。

机械应力是暂时的,落砂后,就自行消失.机械应力与热应力共同作用,可能使某些部位增加了裂纹倾向。

预防方法:提高铸型和型芯的退让性。

机床铸件生产过程:

1、模具:铸造厂是将模具作为一个单独的项目报价,非标铸件不是批量生产的产品,一般是消失模型,这是一项一次性的成本,在付款后模具是属于客户的,(模具有木模和铝模),一般单件或者几件也可以用木模生产,产品很大也可用木模,批量生产就得开铝模生产,木模在生产过程中容易损坏、变形且不容易保存,但造价低,可以节约成本,铝模变形系数小能够保证生产产品的尺寸精度,加工余量可以比木模低,重复使用性能好。铝模制造过程,需出木模再做铝模铝模制造过程,需出木模再做铝模

2、铸造毛坯,用模具造型并浇筑成铸件毛坯的过程,模具包括产品模样和浇冒系统,浇冒系统包括直浇道、横浇道、内浇道和冒口,浇冒系统在产品清砂过程中都要去除的部分并且是作废品处理的,铸钢件浇冒系统的重量一般为产品毛坯重量的70-150%,灰铁为20-35%,球铁为20-40%,即生产100公斤的铸钢需要用钢水170-250%公斤,其它的20-35%公斤是浇冒系统的重量只能作废品回炉处理,除了这些附加成本外铸件还会因为其它原因产生废品、如缩孔、缩松、气孔等。一般废品率都控制在70%左右,这些都是铸件生产中直接成本因素。

3、产品加工:精密零件图是最主要的资料,产品加工是根据图纸进行加工的,图纸应清楚的表示出零件名称、公差、表面粗糙度、关键尺寸、加工基准、检查技术要求、热处理条件等。根据技术要求可以确定加工方法,产品加工业有成本损失:加工废品和因加工后暴露出来铸造原因的废品。


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