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大型机床铸件的生产需经过淬火及时效处理

发布日期:2020-08-29

生产大型机床铸件要从化学成分、力学性能、金相组织、尺寸精度和时效处理等几方面进行控制。由于重型机床长床身比较长,在精加工装卡过程中,很容易受重力的影响而变形,也极容易产生强压变形,导致加工后松开卡压时产生扭曲,无法确定加工精度的稳定性。从床身毛坯划线开始,就严格控制床身的自由调平,粗加工、半精加工要求采用可调垫铁自由调平,使床身在自由状态下装夹、加工,这样在加工过程中产生的内应力也可以释放,从而减轻应力的积累,为精加工打下良好的基础。在长床身的精加工中,采用高度很低的调整垫铁多点位支撑,将调整垫铁以间隔1000-1200mm沿床身均布。待多段床身临床整体拼装好后,在装卡过程中严格控制工件的调平工序,先将工件在自然状态下按已加工导轨面找平、找直后,抽纸检查各处垫铁受力的情况。

由中间向两端对称的调实垫铁与床身底面的接触,再将压板压在调整垫铁的正上方,在压板周边床身上用百分表定表监测,将压板压紧,确定压板紧固前后百分表读数无变化。采用这种装卡方法不但可以确定床身在全长范围内找正紧固后仍处于自由受力状态,不存在由于卡压而造成变形,确定了工件的自由调平,而且垫实,切削过程中不会发生振动,加工质量尤其稳定。

一、控制大型机床铸件轮廓尺寸的措施

1、保温冒口针对铸件上箱的厚大部分,放置不同规格的保温冒口,可以起到好的补缩效果,且减少金属液用量。

2、对于高大型铸件,我们设计两套浇注系统,上面为一套(距上箱约1/3总高),中下区域为一套,铁液先充入中下区域的浇注系统,上面浇注系统后进,同时,上面的铁液温度比先浇的要高一些,这样的浇注系统对铸件有很好的补缩效果。

3、铸造工艺模拟对大型铸件的各种预设工艺方案进行模拟,可以避免大型铸件不能先试验在生产中带来的风险,可以提升大型铸件的成功率。

4、冷铁分为内冷铁和外冷铁,对于尾座体、主轴箱体、工作台的厚大部位,在其内部我们设计了焊接内冷铁架(材质为钢筋),外部放置石墨冷铁。

二、大型机床铸件的生产需经过淬火及时效处理

(1)淬火处理

由于重型机床床身一方面承受大的载荷,同时其导轨面处于开放区域,无法进行保护,容易造成磨损,因此部分重型机床床身为了提升导轨的性,有床身导轨淬火的技术要求。淬火是提升零件硬度抵抗磨损工艺方法。

淬火中较常用的冷却介质是盐水、水和油。盐水淬火的工件,容易有高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。

(2)时效处理

机床床身作为大型机床铸件需要经过时效处理才能改进内在的质量,提升使用性能。在进行床身铸造时,由于床身铸件设计壁厚、形状、冷却速度的不同,会在床身铸件的内部产生铸造应力,若这种应力不及时予以去除,会使床身铸件在后面的切削加工或使用过程中产生变形或裂纹,因此为了去除铸件的残余铸造应力,应当采用低温退火工艺进行铸造。而且床身铸件在加工过程中应严格遵守回火工艺,为了防止铸件产生变形或断裂,在床身易变形部位应当加入支撑筋,派专人值守回火炉温度计合理控制温度,防止回火温度过高或过低对床身铸件产生影响。

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