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较好,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。
对于 大型铸铁机床铸件,除了轮廓尺寸大,壁厚也较大,因此所采取的工艺措施显得非常重要。
(1)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,在其内部设计了焊接内冷铁架(材质为钢筋),外部放置石墨冷铁。
(2)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,可以起到较好的补缩效果,且减少金属液用量。
(3)对于高大型机床铸件,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。
(4)铸造工艺模拟对大型机床铸件的各种预设工艺方案进行模拟,可以避免大型机床铸件不能先试验在生产带来的风险,可以提高大型机床铸件的成功率。
质量的提高是好的节能节材。铸件生产工序多、影响因素多,质量控制难度大,特别是大型机床铸件,无论从工装、造型工艺和熔炼方面都有很高的要求,每一个细节都需处理好。尤其是铁液的质量对于铸件生产的成败很关键,除了满足材质的牌号要求外,铁液的温度、性能等都对铸件有影响。裂纹是大型机床铸件的一个敏感问题。
铸造作为一种传统金属成形行业,随着科学技术的不断发展,也在逐渐融合其他行业的材料和技术,本身也在蜕变和成长。未来原材料包括生铁、废钢和回炉的成分、性能,以及熔炼过程中发生一系列反应而形成铁液,又经过充型、降温、凝固、冷却等各个环节,会清晰地被业界所了解。在模样制造方面,树脂、钢材等材料也将代替传统的木材,根据需要可以在铸件内镶各种钢管,床身铸件结构也会合理,这些都是大型机床铸件的未来发展趋势和方向,同时为铸造节能节材带来重要影响。
铸铁床身铸件浇筑的注意事项:
为确保机床铸件质量、提高生产率以及做到生产,浇注时应严格遵守操作要领。
1.浇注人员按要求穿好工作服,并配戴防护眼镜,工作场地应通畅无阻。浇包内的金属液不宜过满,以免在输送和浇注时溢出伤人。
2.浇包、浇注工具、炉前处理用的孕育剂、球化剂等使用前充分烘干,烘干后才能使用。
3.为确保机床铸件质量浇注时应及时将铸型中冒出的气体点燃顺气,以免由于铸型憋气而产生气孔,以及由于气体的不燃烧而损害人体健康和污染空气。
4.对于液态收缩和凝固收缩比较大的机床铸件,如中、大型机床铸件,浇注后要及时从浇口或冒口补浇。
5.为提高生产率以及做到生产,应选择正确浇注速度,即开始时应缓慢浇注,便于对准浇口,减少熔融金属对砂型的冲击和利于气体排出;随后快速浇注,以防止冷隔;快要浇满前又应缓慢浇注,即遵循慢、快、慢的原则。
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