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介紹大型機床鑄件在澆注過程中的情況和應用

2022-01-27 20:25:56

[一]、介紹大型機床鑄件在澆注過程中的情況
(1)大型機床鑄件的澆注溫度一般控制在1350-1380之間比普通砂型的溫度稍高。一方面為了防止由于鑄造膜燃燒時產生的氣體使鑄件產生氣孔或小孔。另一方面可以防止皮下氣孔生成,不要認為V法鑄型金屬液流動阻力小,冷凝得慢,澆注溫度稍低一些,本人以為這是錯誤的,只有澆注溫度提升了,鑄造膜的澆失速度提升,氣孔相應減少還可以縮短澆注時間,使金屬液盡快充滿型腔防止出現塌箱現象。
(2)在澆注過程中,并非型腔內所有的鑄造膜立即消失,只有金屬液直接接觸的區域以及毗鄰的區域才能消失。為使砂型強度在鑄造膜氣孔消失短時間內金屬液到達維持密封作用,應盡可能縮短澆注時間并且不斷流。為了加快澆注速度,可增大內澆道設置。具體加大多少,要看鑄件體積、大小、壁厚、重量來做決定。由此可見,平穩而快的澆注速度是鑄件質量的確定。
大型機床鑄件在床身的精加工過程中,機床由于長期切削導致主軸發熱產生熱變形,對較終的加工精度會造成影響。對于大型機床來說,由熱變形引起的加工誤差約占40~70%,由于熱變形只能改進而不能去除,對于機床確定的情況下,一般只能通過控制機床的切削條件來達到穩定機床溫度的目的,從而避免溫度改變對加工精度的影響。機床是裝備制造業中的主要產品,也是各行業普遍采用的加上設備。隨著汽車、航空航天、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,數控機床產品技術水平高。近幾年,國內的數控機床自主研討能力也不斷提升,技術水平獲得階段性突破,與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。
[二]、床身鑄件的應用與溫度分布不均勻的原因
床身鑄件先采用砂型鑄造,主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。當濕型不能達到要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。鑄造方法應和生產批量相適應,低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產,床身鑄件可以單件鑄造也可批量生產。
床身鑄件多為床身使用,它的結構簡單,工藝性能好,便于導軌面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的運動精度,一般可用于大型數控車床或小型數控車床的布局。但是水平床身由于下部空間小,故排屑困難。從結構尺寸上看,刀架水平放置使得滑板橫向尺寸較長,從而加大了機床寬度方向的結構尺寸。
床身鑄件溫度分布不均勻的原因:
1、床身鑄件溫度分布不均勻,上箱凝固比下箱快,床身導軌及節點處容易產生熱應力、相變應力、組織應力,鑄件上出現縮松缺陷也易引起收縮應力。
2、盲孔法測量的殘余應力結果與數值模擬基本相符,灰鑄鐵件的殘余應力比球墨鑄鐵件大,較低的打箱溫度有利于減小殘余應力,而粗加工容易增大殘余應力。
3、床身橫導軌有較大的殘余應力:拉應力160~180MPa,壓應力-70~-180MPa;豎導軌的殘余應力相對較?。豪瓚?4~26MPa,壓應力-27~52MPa;床身在長度方向變形量較大,在寬度和高度方向的變形量較小,沒有發生撓曲變形。
4、水平阻流設計充型不平穩、有紊流傾向、容易卷氣、不利于排渣,可采用去除阻流片設計優化澆注系統。
床身鑄件要一邊挖一邊進行清砂的工作,清砂形式有人工清砂及拋丸清砂。人工清砂費用不算高,有些局部處理的不是很干凈。而拋丸清砂則相反,費用高,檢驗平板表面清理的尤其干凈。對研磨出來的黑點要區分對待。對于濃黑點刮削的刀跡大小應同按粗、細、精3個階段規定大小刮削,其刀跡方向應同方向排列,逐步刮削到黑點全數刮完。
床身鑄件的出氣孔是排除型腔、砂芯以及金屬液析出的各種氣體,減小充型時型腔內的氣體壓力,改進金屬液的充型能力,便于觀察型腔內金屬液的上升狀態,排出浮渣等作用,可以說出氣孔的設計是否成功,直接影響到大型鑄件澆鑄的成品率。按是否與大氣相通可以分為明出氣孔和暗出氣孔。出氣孔設置的原則,不應設在床身鑄件的熱節處和厚壁處,為防止沙粒通過出氣孔落入型腔,盡量采用引出式出氣孔,防止金屬液鉆入出氣孔,阻礙排氣,導致鑄件氣孔缺陷。
床身鑄件補材與母體的應用:
1、補材與母體為冶金結合,不會產生脫落焊補質量符合鑄件產品的質檢標準,是值得普遍推廣的一種技術。
2、速度和精度是大型床身鑄件的兩個重要指標,它直接關系到加工速率和產品質量。目前,數控系統采用位數、頻率高的處理器,以提高系統的基本運算速度。
3、采用大規模的集成電路和多微處理器結構,以提高系統的數據處理能力,即提高插補運算的速度和精度。
4、并采用直線電動機直接驅動機床工作臺的直線伺服進給方式,其高速度和動態響應特性相當。采用前饋控制技術,使追蹤滯后誤差減小,從而改進拐角切削的加工精度。

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