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機床鑄件的性能要求及精加工過程

時間:2019-11-28 15:13 作者:東建鑄造 點擊: 次
機床是裝備制造業中的主要產品,也是各行業廣泛采用的加上設備。隨著汽車、航空航天、軍事,以及制造業的整體發展,對機床產品的要求也越來越高,高精數控機床產品成為機床行業的主流,國外的數控機床產品技術水平高、發展速度快。近幾年,國內的數控機床自主研發能力也不斷提高,技術水平獲得階段性突破,與國外同行業的差距逐漸縮小。由于機床的結構件和許多主要部件都是以鑄件為坯料的,因此機床鑄件的好壞,對機床的質量、壽命、精度保持性都有重要的影響。
機床鑄件的性能要求主要有以下幾個方面:
(1)較高的抗壓強度與抗拉強度。
(2)良好的精度穩定性。
(3)高的彈性模量。
(4)良好的耐磨性。
(5)較好的減震性。
(6)良好的切削性能。
(7)良好的鑄造性能。
(8)較高的尺寸精度,較低的表面粗糙度。
國內外生產機床鑄件I要從化學成分、力學性能、金相組織、尺寸精度和時效處理等幾方面進行控制。
采用數控機床加上零件時,要保證其較高的精度和加上初期、中期、后期尺寸精度的一致性,就要求鑄件的硬度、加上性能的穩定。雖然數控機床有自動測量,刀具磨損自動補償等功能,但鑄件硬度與加上性能的波動大小仍會對加上精度的穩定性產生影響。實踐證明,保持鑄件化學成分的穩定是保證鑄件硬度、加上性能穩定的重要措施。因此,熔煉鐵液的C, Si, Mo含量(質量分數)波動均不應超過±0. 1%, C的波動范圍為±0. 05%。
從使用角度上看,機床鑄件的剛性比其強度更重要,計算表明,即使達到機床較大切削力,高牌號鑄鐵件的抗壓強度、抗拉強度仍有較大的安全系數,卻會出現因其剛度差、抗變形能力不夠而使強力高速切削的數控機床失去加上精度。因此,對現代數控機床鑄件材質的剛性指標很重要,即灰鑄鐵的彈性模量越大,材質抗變形能力也越大。
鑄鐵彈性模量在強力切削下對數控機床保持精度的穩定性的作用越來越重要。彈性模量與強度有著密切的關系,強度越高,彈模量也越高。但不能以強度的測試來代替彈性模量的測試。因為即使是同樣的強度,彈性模數也有高低之分。熔煉配料中的廢鋼量,滲碳的機制,高溫熔煉,孕育強化及化學成分中的Si/C比,以及金相組織中的石墨數量、大小等都是影響彈性模量的重要因素。
超長床身的精加工過程中,在保證高加工精度及穩定性、提高生產效率方面還存在一些技術難點問題,主要為:
1)超長床身加工精度的穩定性;
2)超長床身加工過程中刀具的磨損;
3)主軸熱變形對加工精度的影響;
4)超長床身導軌面高平行度的保證;
5)超長床身直線度的檢測方法及檢測數據的處理;
6)超長床身導軌高精度直線度的保證。
由于重型機床超長床身比較長,在精加工裝卡過程中,很容易受重力的影響而變形,也極容易產生強壓變形,導致加工后松開卡壓時產生扭曲,無法保證加工精度的穩定性。
我們采取的解決方法是從床身毛坯劃線開始,就嚴格控制床身的自由調平,粗加工、半精加工要求采用可調墊鐵自由調平,使床身在自由狀態下裝夾、加工,這樣在加工過程中產生的內應力也可以得到一定釋放,從而減輕應力的積累,為精加工打下良好的基礎。
在超長床身的精加工中,采用高度很低的調整墊鐵多點位支撐,將調整墊鐵以間隔1000-1200 mm沿床身均布。待多段床身臨床整體拼裝好后,在裝卡過程中嚴格控制工件的調平工序,先將工件在自然狀態下按已加工導軌面找平、找直后,抽紙檢查各處墊鐵受力的情況,由中間向兩端對稱的調實墊鐵與床身底面的接觸,再將壓板壓在調整墊鐵的正上方,在壓板周邊床身上用百分表定表監測,將壓板壓緊,保證壓板緊固前后百分表讀數無變化。采用這種裝卡方法不但可以保證床身在全長范圍內找正緊固后仍處于自由受力狀態,不存在由于卡壓而造成變形,有效的保證了工件的自由調平,而且墊實可靠,切削過程中不會發生振動,加工質量極其穩定。
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