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大型床身铸件的时效处理过程是怎样的?

发布者:康恒工量具
12-11
2019

现代数控机床中主要受力的大型床身铸件,往往不是按强度设计的,大部分是按刚性设计的。提高大型床身铸件刚性的措施来自两个方面:一个是提高铸件的结构刚性,这就是机床件向双层壁、多层壁结构发展,形成机床件薄壁化,结构日益复杂的重要原因。另一项措施是提高大型床身铸件的材质刚性,即弹性模量,而弹性模量的高低主要取决于抗拉强度。因此现代的专业大型床身铸件皆采用了高强度灰铸铁HT300,HT350及高强度、高刚度球墨铸铁材质。大型床身铸件的时效处理在工艺上对加热温度和保温时间均有严格的要求和规范,以保障铸件时效后内应力的充分释放。在保温时间上,如按工艺保温时间不足二分之一时,燃气突然停止,应将自然气阀门及烟道阀门关闭,重新进行时效处理。如保温时间超过六小时燃气突然停止,就关闭自然气阀门及烟道阀门,使铸件缓慢冷却,降至规范曲线规定的出炉温度以下即可出炉,要求铸件时效前后硬度差不得超过HB10。

大型床身铸件的时效处理过程是怎样的?

(1)机床床身作为大型床身铸件需要要经过时效处理才能改进内在的质量,提高使用性能。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。

(2)若这种应力不及时予以消除,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,因此为了消除铸件的残余铸造应力,应当采用低温退火工艺进行铸造。

(3)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。

(4)重型机床很长床身的热处理主要为时效处理,且在床身的加工过程中安排两次时效处理。一次安排在铸造后,因为床身各个部位厚薄不一,铸造后因为冷却收缩在床身内部产生的应力会分布不均匀,为了消除铸造后的内应力,所以在铸造后安排了一次时效处理,以此改进材料的切削加工性能。

(5)二次时效处理安排在粗加工后,因为粗加工过程中切除了大部分的余量,由于切削力、切削热和装夹变形的作用,也会产生相应的加工内应力,尽管在数量上比较小。

(6)但为了保障床身的高精度和稳定性,工艺上也在粗加工后安排了一道热时效,以消除粗加工后零件的内应力,进一步减小床身变形。根据我们的经验床身热时效回来后一般会有1~2mm的变形量,这也证明了粗加工后热时效的需要性。

从使用角度上看,大型床身铸件的刚性比强度较为重要。实践与计算表明,即使较大的切削力,大型床身铸件的强度仍有较大的稳定系数,但却会出现由于刚性差、抗变形能力及减震性差而失去加工精度。因此专业数控精密机床在高速切削、强力切削下,大型床身铸件需要具有较高的刚性与优良的减震性。精度是指被加工零件能达到的加工精度。因为目前数控机床已进入航空航天、兵器、核工业、电子技术、船舶等军工领域。重型、超重型数控机床已进入大型电站设备、石化冶金设备、汽车制造等行业。这些高精度、高速切削、强力切削的数控机床对大型床身铸件的刚度与减震性提出了较高的要求:航天航空、核工业、兵器、发电设备所需各种特别性能的合金材料加工时又“粘”又“硬”,故要求机床与大型床身铸件具有足够的抗变形能力,即使在高速、强力切削下仍能保持高精度。

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