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大型床身铸件的铸造过程是怎样的?

发布者:康恒工量具
10-16
2021

大型床身铸件先采用砂型铸造,主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本还行、生产工艺简单、生产周期短。当湿型不能达到要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。铸造方法应和生产批量相适应,低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产,大型床身铸件可以单件铸造也可批量生产。

大型床身铸件多为床身使用,它的结构简单,工艺性能不错,便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提升刀架的运动精度,一般可用于大型数控车床或小型数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小,故排屑困难。从结构尺寸上看,刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长,从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。

下面,分析一下大型床身铸件温度分布不均匀的原因:

一、大型床身铸件温度分布不均匀,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。

二、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。

三、床身横导轨有大的残余应力:拉应力160180MPa,压应力一70~一180MPa;竖导轨的残余应力相对小:拉应力14~26MPa,压应力-27~52MPa;床身在长度方向变形量大,在宽度和高度方向的变形量小,没有发生挠曲变形。

四、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,可采用去掉阻流片设计优化浇注系统。

大型床身铸件铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子,有混砂用的各种混砂机,有造型造芯用的各种造型机、造芯机,有清理大型床身铸件用的落砂机、抛丸机等。还有供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。对于热裂一般是在凝固末期,金属处于固相线附近的高温时形成的。其形状特征是裂缝短,缝隙宽,形状曲折,缝内呈氧反应颜色。大型床身铸件结构不正确,合金收缩大,型(芯)砂退让性差以及铸造工艺不正确等均可引发热裂。钢和铁中的硫、磷降低了钢和铁的韧性,使热裂倾向增大。热裂的防止去正确地调整合金成分,严格控制钢和铁中的硫、磷含量,正确地设计铸件结构,采用同时凝固的原则和改进型(芯)砂的退让性,都是防止热裂的措施。

大型床身铸件在凝固和冷却过程中要发生体积收缩或膨胀,这种体积变化往往受到外界和铸件各部分之间的约束而不能自由地进行,于是便产生了铸造应力。如果产生应力的原因去掉后,铸造应力随之去掉,这种应力叫做临时铸造应力。如果产生应力的原因去掉后铸造应力仍然存在,这种应力叫做铸造残留应力。大型床身铸件在凝固和随后的冷却过程中,由于壁厚不同,冷却条件不同,其各部分的温度和相变程度都会有所不同,因而造成床身铸件各部分体积变化量不同。如果此时铸造合金已经处于弹性状态,铸件各部分之间便会产生相互制约。铸造残留应力往往是这种由于温度不同和相变程度不同而产生的应力。

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