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机床工作台的加工原则及影响铸件精度因素

发布日期:2020-09-10

大型机床铸件主要有细长形(如横梁、床身)、圆形(如工作台)和高大型(如尾座体、主轴箱体),如细长形的横梁和床身,为了防止铸件变形,模样设计出预变形挠度,即铸件的反变形量,这种铸件的中间型腔砂芯通用性好,可以减少芯盒的数量;圆形铸件的中心孔较大时,可将中心孔圆形砂型分成1/2或1/4,从而减小芯盒的尺寸。至于外围的扇形型芯,通用性也很高。机床工作台导轨面的加工采用的是反铣刀盘精铣,受主轴直径的限制,反铣刀盘的直径较小为:机床主轴直径+2x背导轨面加工宽度,机床主轴直径一般为220mm,背导轨面加工宽度一般为110mm,因此反铣刀盘较小直径应为440,按照刀盘制造标准,床身背导轨面的加工选用的是刚性好的φ500mm的可转位反铣刀盘。同时在加工中我们采用相对测量方法来确定各节床身导轨尺寸的一致性,即均以一节床身导轨的厚度尺寸为基准,加工其余各节导轨时进行相对比较测量,较终确定床身导轨尺寸的一致性,从而确定导轨面高平行度的要求。

一、机床工作台的加工原则及影响铸件精度因素

1、工件的刚性对加工精度有较大的影响,在加工过程中应根据实际的加工状况选用适当的刀具,并改变主轴转速以去除振动现象;

2、要去除机床的热变形对加工精度的影响。由于长床身的加工行程较长,加工中机床主轴的发热会对加工精度造成很大的影响,需要确定加工过程中主轴发热的稳定性;

3、在精加工过程中,精度是判断工件是否完成加工的依据,而床身导轨形位公差的检测和修正占用了精加工大量的时间,若所选用的机床精度很高,则工件可以一次加工到位而无需进行多次检测和修正,提升了生产速率;

4、长床身拼合后总长度很大,在一次装卡下加工时会因自重原因产生变形,加工精度及稳定性难以确定,需要采用合理、的装卡方法,确定长床身的精加工在自然状态下进行,未发生强压变形的现象,才能确定较终的制造精度;

5、加强对机床精度的维护。在不影响生产计划的前提下,每年进行两次机床的精度、液压系统调试,以保持机床的精度;

二、机床工作台加工中床身铸件会出现哪些问题?

(1)床身铸件温度场分布不均匀,上箱凝固比下箱快,床身导轨及节点处容易产生热应力、相变应力、组织应力,铸件上出现缩松缺陷也易引起收缩应力。

(2)盲孔法测量的残余应力结果与数值模拟基本相符,灰铸铁件的残余应力比球墨铸铁件大,较低的打箱温度有利于减小残余应力,而粗加工容易增大残余应力。

(3)床身横导轨有较大的残余应力:拉应力160~180MPa,压应力-70~-180MPa;竖导轨的残余应力相对较小:拉应力14~26MPa,压应力-27~-52MPa;床身在长度方向变形量较大,在宽度和高度方向的变形量较小,没有发生挠曲变形。

(4)水平阻流设计充型不平稳、有紊流倾向、容易卷气、不利于排渣,可采用去除阻流片设计优化浇注系统。

机床工作台加工的主要目的是进一步去除加工余量,同时对粗加工的加工误差进行修正,为精加工打下良好的基础。半精加工序中经常有部分内容要加工至设计要求,例如床身的结合端面在半精加工中要完成,需要按照床身导轨找正后精加工确定垂直。半精加工中的精度要求不会很高,要求严格的精度都是在较后精加工中确定的,所以一般半精加工设备可以与粗加工设备相同。铸件生产工序多、影响因素多,质量控制难度大,特别是大型铸件,各个细节都需处理好。尤其是铁液的质量对于铸件生产的成败很关键,除了达到材质的牌号要求外,铁液的温度、性能等都对铸件有影响。裂纹是大型铸件的一个敏感问题。

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