数控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。影响机床铸件质量的因素有铸件的设计工艺性、铸造工艺、工艺操作规程、铸造原材料的质量等。
机床铸件的设计工艺性。进行设计时,除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外,还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,即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题,以避免或减少铸铜件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。
要有合理的铸造工艺。即根据铸件结构、重量和尺寸大小,铸造合金特性和生产条件,选择合适的分型面和造型、造芯方法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。
机床铸件的浇注工艺生产中,浇注时应遵循高温出炉,低温浇注的原则。因为提高金属液的出炉温度有利于夹杂物的彻底熔化、熔渣上浮,便于清渣和除气,减少机床铸件的夹渣和气孔缺陷;采用较低的浇注温度,则有利于降低金属液中的气体溶解度、液态收缩量和高温金属液对型腔表面的烘烤,避免产生气孔、粘砂和缩孔等缺陷。因此,在保证充满铸型型腔的前提下,尽量采用较低的浇注温度。把金属液从浇包注入铸型的操作过程称为浇注。浇注操作不当会引起浇不足、冷隔、气孔、缩孔和夹渣等机床铸件缺陷造成伤害。
大型机床铸件生产过程:
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,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。
机床铸件出现缺陷的原因:
1、缩孔:铸件在冷凝过程中收缩,得不到金属溶液的补充而产生的孔洞,一般位于铸件的热节处。
2、渣孔:渣料太稀,出钢前未扒净。浇注时,挡渣不好。炉嘴上的杂质未清理干净。
3、垮砂:由于铸型表面在内力、外力或自重的作用下造成破坏而引起。
4、粘砂:由于涂料、型砂颗粒、干砂振实造型及负压浇注和浇注温度失控在浇注后金属液与型砂相互粘结在机床铸件表面形成的缺陷。
5、多肉:模具原因,砂型起破,砂型损坏,吃砂量不够。
6、冷隔:浇注温度或铸型温度低,内浇道面积小,浇注速度慢,浇注时断流。
7、损伤:1)铸件结构不良;2)铸件在搬运装卸过程中受撞击而损坏;3)铸件在机械加工时夹紧力和切削力过大;4)浇道,冒口,出气冒口截面积过大,与铸件本体连接处无缩颈或缩颈尺寸太大;5)圆角过小;6)敲除冒口方法不当;7)铸件强度和韧性差;8)铸件内部有较大残留应力或已有裂纹。
解决办法:
1、可利用冒口与冷铁配合,进行补缩,消除缩孔
2、合理设计浇注系统,或使用铸造纤维过滤网。选择合适的熔剂,严格控制质量。采用倾斜浇注。
3、1)提高型砂强度。2)根据铸件结构,设计或选用合适的旧砂箱。3)分型面上下要修光对称。
4、采用防粘砂涂料,均匀涂覆,在易产生粘砂部位适当增加涂层厚度。型砂中粘结剂含量要适当,不宜过高。适当降低浇注温度、浇注速度和浇注高度,降低上型高度和浇口杯高度,以减小金属液动压力、静压力及对铸型的热冲击。
5、1)应用较细的面砂,并适当增加粘结剂和混砂时间,以提高面砂强度;
2)要求型砂紧实度均匀,并有足够的吃砂量。
6、提高浇注温度,扩大内浇道面积,提高浇注速度,防止断流。
7、1)改进机床铸件结构,避免薄弱结构,避免壁厚悬殊过大和尖角过渡;2)小心清理,存放,运输铸件;3)正确设计冒口;4)敲除冒口的方向和方法要正确;5)提高合金力学性能。
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