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树脂砂实型工艺生产机床铸件的特点

时间:2022-08-15      浏览:101次
  广义的机床是指包括车、铣、刨、磨、锯、割等金属冷加工所用到的设备。以立式铣床为例,其基本组成一般是底座,立柱、横梁、工作台、滑鞍座、主轴箱以及电机座、动力箱等结构。
 
图片来源于百度
 
  机床铸件的结构特点:
 
  ①结构复杂,一般设计为框箱式结构,周身加工。即便是简单的工作台,其底面和顶面都要进行加工,铸造工艺设计难度较大。
 
  ②隐形要求高。很多的人认为机床件傻大笨粗,没有什么技术含量。其实机床铸件的隐形技术要求非常高,如带导轨的底座、工作台、滑鞍座等部件,导轨硬度差在25HB以内,而硬轨产品则要求在5-20HB以内。硬度要求170-210HB可以轻松做到,但普通小厂很难有足够的能力来保证批量生产时的稳定性。导轨还有一个硬性要求是不允许补焊。又如动力箱等铸件要求耐压渗漏试验。
 
  由于高速加工中的切削速度,进给速度和加减速度都很大。机床的发热量及运动部件的惯性量都很大,容易导致机床结构过量温升,热变形产生冲击,最终影响加工精度。
 
  所以机床结构件铸件一般采取灰铸铁就可以满足性能要求,同时灰铸铁的减震性能好,片状石墨的散热良好。良好的加工性能,不允许有加工硬点。石墨形态为均匀无方向性的A型石墨。
 
  随着技术的进步,越来越多的人认识到特种铸铁在机床铸件上的优势,如球墨铸铁、蠕墨铸铁,微合金化改良的灰铸铁等。
 
  ③内腔筋板多,有的筋板设计成夹角状。狭缝多。按照实型铸造工艺流程,涂料涂刷困难,造型埋砂困难,清理困难。
 
  ④壁厚不均匀,筋板薄只有15-20mm,而导轨等部位局部可以达到100mm以上。采用消失模实型铸造工艺时,铁水散热快,温度损失多,会产生气化不良、夹渣等缺陷,而且无法避免。
 
  ⑤大平面多,长高比悬殊,易产生变形。采用大平面在下底注方式生产时,气体排出不畅,易产生涨箱、气孔等缺陷。
 
  采用树脂砂实型铸造机床铸件的优点:
 
  1、采用树脂砂造型刚度好,使得在浇注初期由于砂型强度高,这就有利于铸铁凝固过程中的石墨化膨胀,能有效地消除毛坯件出现缩孔、缩松缺陷,从而实现铸造件的少冒口、无冒口铸造。
 
  2、在铸造生产中大量采用聚苯乙烯泡塑模样,应用呋喃树脂自硬砂造型。当金属液浇入树脂砂铸型时,泡沫塑料模样在高温、高压的金属液作用下迅速气化,燃烧并快速消失,金属液取代了原来泡沫塑料所占据的位置,经冷却凝固形成与泡沫模样形状相同的铸造物。
 
  3、相对来说,树脂砂消失模铸造对于生产单件或小批量的汽车覆盖件、机床床身等比较传统砂型有很大优势,它不但省去了生产企业昂贵的模型费用,而且便于操作,缩短了生产周期,提高了生产效率,生产的铸件、机床铸件尺寸精度高,加工余量小,表面质量好等优势。
 
  但在实际生产中,采用实型树脂砂工艺生产机床铸件仍存在较多的质量问题。主要体现在:
 
  ①基体组织和石墨形态控制不良,硬度不均匀,加工性能不良。
 
  ②铸造缺陷多,气孔、夹渣等缺陷无法根治。
 
  ③内腔粘砂严重,清理困难。
 
  ④观念落后,总把机床铸件当做傻大笨粗的铁疙瘩,有关材质、工艺等方面的研究较少。
 
  浇注系统设计时的注意事项:
 
  ①机床床身件的浇注系统不宜使用雨淋式浇注系统,因为雨淋内浇道在床身整个导轨长度上分布,又为半封闭式浇注系统,由于浇道分散,而且浇注系统内90度转弯太多,所以金属液在浇注系统内流速小,特别是内浇道出口处的压力小,流速低,并因为内浇道分散而金属液温降较多,因此在浇注过程中,金属液流动至型腔最后部位时,温度已降低太多,气体及渣无法及时上浮逸出,所以在金属液到达的最后部位(床头结合部位)产生大面积的皮下气孔、渣孔、浇不足等缺陷。
 
  ②内浇道的位置不应使金属液在型腔内急转弯,避免因阻力过大而流速降低。内浇道的位置要使金属液在型腔内流动顺利,并利于排气排渣。
 
  ③金属液在型腔中易产生死角或者涡流的部位应设置内浇道或者开设过水口。
 
  机床铸件在浇注时应该注意以下四点:
 
  ①在浇注开始阶段可采取先细流慢浇的方法,待浇注系统被金属液充满后,即可加大浇注速度越快越好,但以浇口杯内金属充满而不外溢为准则。这样做可以有效的避免浇注初期特别是在金属液刚接触泡沫塑料的瞬间,由于模样材料气化产生大量气体,当直浇口没充满或刚开始浇注时金属液的静压头小于聚苯乙烯分解产物的气体压力时过快地浇注产生呛火使金属液飞溅的现象。
 
  ②浇注过程不可中断。在消失模铸件浇注时,必须保持连续地注入金属液,直至铸型全部充满。否则,就易在停顿处造成铸件整个平面的冷隔缺陷。
 
  ③在浇注的后期,当金属液达到模样的顶部或冒口根部时,就应略需收包,以保持金属平稳上升和不致使金属液冲出冒口。
 
  ④尽可能选用底注包。底注包金属液的热损失小、压头大,浇注速度快,渣子浮在金属液上表面,浇注铁水比较干净。受设备条件限制,对一些要求不高或一般中小机床铸件亦 可用转包浇注。
 
  目前树脂砂实型工艺生产机床铸件并没有大的技术突破,很多厂家自我感觉良好,只是因为产品比较低端。刮腻子,补焊的大有人在,而主机厂也睁只眼闭只眼,只要不是关键部位出问题,也就那样了。
 
  来源:铸造微课堂
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