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采用消失模鑄造機床床身鑄件的工藝探討

時間:2019-08-13 15:11 作者:東建鑄造 點擊: 次
為了提高機床鑄件的可靠性、適用性,提高產品在市場上的競爭能力,對機床鑄件質量的要求不斷提高。機床鑄件質量的概念至少包括兩個方面的內容:一是產品質量,即鑄件滿足用戶要求的程度;或按其用途在使用中應取得的功效,這功效是反映鑄件結構特征、材質和工作特性和物理學特性的總和,是評價鑄件質量水平和技術水平的基本指標。二是工程質量,指的是鑄制毛坯和鑄制零件的生產過程對產品質量的保證程度,即鑄件在具體使用條件下的可靠性。這一指標在相當大的程度上決定于前述的功效指標,還與穩定性、耐用性和工藝性等指標有關。采用消失模鑄造工藝,可以生產出外觀質量優良,尺寸誤差小,內應力小的機床鑄件,確保機床的整體質量和精度要求。但由于機床鑄件生產中較容易出現縮孔縮松的問題,因此在設計新鑄件的工藝時,既要根據鑄件特征計算好工藝參數,還要采取一定措施避免缺陷。
1機床床身鑄件的消失模鑄造工藝分析
1.1消失模鑄造機床鑄件的優點
1)機床鑄件精度高。消失模鑄造是一種幾乎無余量,精確成型的新工藝,該工藝無需取模,無分型面,無砂芯,因而鑄件沒有飛邊,毛刺和拔模斜度,并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。
2)設計靈活。這為機床鑄件結構設計提供了充分的自由度,可以通過泡沫塑料模片組合鑄造出高度復雜的鑄件。
3)無傳統鑄造中的砂芯,避免出現傳統砂型鑄造中因砂芯尺寸不準或下芯位置不準確造成鑄件壁厚不均等情況。
4)降低成本。消失模鑄造機床鑄件,還能降低投資和生產成本,減輕機床鑄件毛坯的重量,機械加工余量也小。
1.2消失模鑄造軸承磨床床身鑄件的原理
軸承磨床床身鑄件屬于大型薄壁類零件,鑄件的質量周界商在1300-1800之間,較大尺寸為2400mmx1280mmx700mm。在采用消失模鑄造過程中,根據干砂定型原理和消失模鑄造過程的氣體控制技術,結合澆注系統大孔出流理論,及金屬液體在消失模鑄造型腔中的有阻流動過程的溫度變化分析,確定采用頂注多點分流式澆注系統,通過大流量快速澆注,確保砂型中具有合理的壓差,實現澆注過程中流場、壓力場、溫度場的合理分布,確保鑄件的品質。
2免出現縮孔縮松問題的對策
在機床床身鑄件的生產過程中,很容易出現縮孔縮松的問題,只要采取正確的措施,是可以避免的。具體劉策如下:
1合理掌控機床鑄件的澆注溫度。澆注溫度高,有利于補縮,但太高會增加液態收縮量,對消除縮孔、縮松不利,所以應根據具體情況合理選擇澆注溫度,一般以1300~1350℃為宜。本次澆注選用的溫度在1350℃左右。
2控制機床鑄件的碳當量和床身鑄件成分中的磷含量。提高碳量,增大了石墨化膨脹,可減少縮孔縮松。若含磷量偏高,使凝固范圍擴大,同時低熔點磷共晶在較后凝固時得不到補給,以及使鑄件外殼變弱,因此有增大縮孔、縮松產生的傾向。一般控制含磷量小于0.08%,本次澆注選用的鑄件成分中磷含量約0.69%。
3嚴格規范鑄件的壁厚。當鑄件表面形成硬殼以后,內部的金屬液溫度越高,液態收縮就越大,則縮孔、縮松的容積不僅增加,其相對值也增加。若壁厚變化太突然,孤立的厚斷面得不到補縮,使產生縮孔縮松傾向增大。
4澆冒口及冷鐵設置恰當。若澆注系統、冒口和冷鐵設置不當,不能使金屬液順序凝固;另外,冒口的數量、大小以及與機床鑄件的連接當否,將影響冒口的補縮效果。
應用消失模鑄造的壓差定型理論,確定鑄件的澆注位置和澆注時間,考慮消失模鑄造過程中的充型阻力大于砂型鑄造的特點,應用大孔出流理淪進行澆注系統的設計計算,得到的澆注系統尺寸是合理的,完全可以滿足消失模鑄造生產機床床身鑄件的需要。
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