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机床铸件的工艺特点和退火处理

10-09
2019

大型机床铸件的内在质量主要指机床铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于机床铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况;机床铸件的使用质量指机床铸件在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。大型机床铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如,机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命大型机床铸件由于制造工艺的特殊性,大型机床铸件表面容易锈蚀,生锈后很难处理,如不引起重视,不但工件的防锈蚀能力较差,装饰性也不好。很多企业在对大型机床铸件提出较高的耐蚀性要求的同时,根据大型机床铸件不同的工作条件,要求对大型机床铸件(铸铁,铸钢)进行常温发黑,磷化处理和其它特殊的防锈处理。大型机床铸件的表面防锈处理越来越受到人们的重视,这也是我们在机械加工和设备维修时常常要遇到的问题。

铸造是一种传统金属成形行业,机床床身铸件生产工序多,影响因素多,质量控制难度大,特别的大型机床铸件,无论从工装、造型工艺和浇铸方面都有很高的要求,每个细节都必须处理好。龙其是铁水的质量和温度,对铸件生产的成败很关键,对铸件材质和性能都有影响,裂纹是大型机床铸件的一个敏感问题。如果机床铸件出现裂纹,除了是铸件结构本身壁厚差大之外,铁水材质的性能也是导致裂纹产生的原因。

在设计机床结构时,除了要根据工作条件和金属材料性能来确定机床铸件的几何形状,尺寸大小以外,必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性,以避免铸件的变形、开裂等铸造缺陷的产生。同时,生产的时候要根据铸件结构、重量和尺寸大小合理的选择铸造工艺,以保证生产出优质的机床铸件。

在生产机床铸件的过程中,机床结构图纸在设计的时候一定要考虑到实际铸造生产过程中的实际问题,避免与机床铸件铸造工艺相冲突,筋板部分要合理布置,筋板布置合理可以大大提高机床铸件的静刚度。机床在运行过程中在外力的作用下,铸件将承受弯曲和扭转载荷,弯曲和扭转变形的大小则取决于机床铸件的截面抗弯和抗扭惯性矩抗弯、抗扭惯性矩大、变形则小,刚度就高。机床结构的合理布局可以显著地改善机床的受力状况,提高机床的刚度。另外,铸件生产时材料中添加了硅、铝、镁、硫、磷等无素,增强的机床铸件强度,采用的树脂砂消失模铸造工艺,使机床铸件达到高抗震性及高刚性,提高了机床的稳定性。

机床铸件是整个机床的支撑,精度要求很高,机床铸件要经过退火处理的理由分几点:

1、局部淬硬及表面淬硬零部件较多有许多机床铸件只要求局部表面有高的耐磨性比如机床工作台,T型槽工作台,落地镗床工作台等,除少数机床铸件采用盐浴炉局部淬硬外,大部分机床铸件采用局部表面淬火法。

2、精密的机床铸件要求具有高的稳定性通常在制作工序中有一次或多次稳定化处理,如去应力退火、自然时效处理等,尽量减少残余内应力,以保证铸铁工作台的稳定性。

3、铸钢机床铸件一般采用非合金(碳素)结构钢及合金结构钢。少数机床铸件,如镶钢导轨、淬硬丝杠等采用低合金工具钢及轴承钢等。

4、采用周期式作业炉大部分机床铸件的无氧化加热采用盐浴炉。真空炉或在气体渗碳炉中滴注煤油生成保护气氛中进行。

5、采用低温化学热处理机床铸件的设计多数从刚性考虑,对热处理要求变小,耐磨性高尺寸稳定性好。

6、部分钢制机床铸件必须经过预先热处理如铸钢件、锻件及轧材等,必须经过退火、正火或调质处理等预先热处理,以提高机床铸件的强度,消除组织缺陷及改善加工工艺性能:为最终热处理做好组织准备,减少热处理变形。

机床铸件加工工艺特点:

1、磨削效率高。砂轮相对工件作高速旋转,一般砂轮线速度达35m/s,约为普通刀具的20倍以上,机床可获得较高的金属切除率。随着磨削新工艺的开发,磨削加工的效率进一步提高,在某些工序已取代车、铣、刨削,直接从毛坯上加工成形。同时,磨粒和工件产生强烈的摩擦、急剧的塑性数控机床变形,因而产生大量的磨削热。

2、能获得机床很高的加工精度和很低的表面粗糙度。每颗磨粒切去切屑层很薄,一般只有几微米,因此表面可获得高的精度和低的表面粗糙度。一般精度可达IT6~IT7,表面粗糙度足0.08—0.051xm;高精密磨削可达到更高,故磨削常用在精加212/]2序。

3、切削功率大消耗能量多。砂轮是由许许多多的磨粒数控机床组成的,磨粒在砂轮中的分布是杂乱无章、参差不齐的,切削时多呈负前角且有一定的圆弧半径,因此切削功率大、消耗能机床量多。

4、加工范围广。砂轮磨粒硬度高,热稳定性好,不但可以加工未淬火钢、铸铁和有色金属等材料,而且可加工淬火钢、各种切削刀具以及硬质机床合金等硬度很高的材料。

5、柔性高。主要表现在加工机床铸件对象的灵活可变性,即通过更换应用软件可以很容易地在一定范围内从一种零件的加工更换为另一种零件加工的功能,这显著地缩短了多品种生产中的设备调整和生产准备时间。

6、实现机床操纵和加工过程的自动化。数控磨床加工解决机床铸件普通机床加工自动化程度及加工效率低和自动机床、专用机床或自动线加工柔性差的基本矛盾,成为功能完善机床的现代加工方法。


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