【一】、大型機床鑄件成形原理
大型機床鑄件生產是將金屬加熱熔化,使其具有流動性,然后澆入到具有形狀的鑄型型腔中,在重力或外力(壓力、離心力、電磁力等)的作用下充滿型腔,冷卻并凝固成機床鑄件(或零件)的一種金屬成形方法。
選用灰鑄鐵做大型機床鑄件的優點:
1、灰鐵鑄造機床鑄件成本低,灰鑄鐵具有良好的鑄造性能,便于鑄造出各種復雜結構的形體;
2、鑄鐵材質有良好的減震性能,有利于避免機床運轉時產生震動,降低噪音。
3、與鋼相比鑄鐵雖然抗拉強度較低,但抗壓強度與鋼接近,大多數機床床身對抗拉強度要求不高,可以滿足性能要求;
4、灰鐵材質鑄造的機床鑄件有良好的潤滑性能,因為灰鐵原子結構中的微孔可以容納較多潤滑油,同時含有的碳元素有自潤滑作用。
5、鑄鐵比鋼有好的耐銹蝕性能,便于保持機床導軌的精度。機床鑄件有良好的尺寸穩定性,用來做機床床身不宜變形,有利于長期保持機床鑄件精度。
【二】、大型機床鑄件變形的原因有哪些?
大型機床鑄件在高溫下澆注,在凝固冷卻過程中,因溫度下降而產生收縮和發生相變,如收縮和相變受到阻礙,便會在鑄件中產生鑄造應力。鑄造應力按其形成原因可分為熱應力、相變應力和機械阻礙應力三種。鑄造應力是熱應力、相變應力和機械應力三者之和。常用的去除應力的方法如下:
一、自然時效法自然時效去除應力效果好,但要達到去除殘余應力的目的,就要使鑄件長期暴露的空氣中數年。長時間的放置全部不適合現代企業生產,一般不予采用。
二、熱時效法熱時效能去除應力,但對設備成本高、耗能高,根據時效窯的功率不同一般需要30h以上。是普通使用的去除殘余應力的工藝方式。但在能源日益緊張的情況下,也不適合應用,而且其經濟成本高,不符合企業生產的綜合經濟效益。所以需要尋找一種能夠替代熱時效的工藝方法。
三、振動時效法振動時效的實質是以振動的形式給工件施加附加應力。當附加應力與殘余應力疊加后,達到或超過材料的屈服限時,工件發生微觀或宏觀的塑性變形,從而降低和均化工件的殘余應力,從而使工件幾何尺寸穩定。該工藝方法耗能低、設備簡單使用方便,目前普遍應用。
機床鑄件材料大多選用灰鐵鑄鐵材質,也有少量的鑄鋼機床鑄件,現代機床鑄件設計中用結構鋼焊接的床身比例逐漸上升。機床鑄件有良好的尺寸穩定性,用來做機床鑄件不宜變形,有利于長期保持機床精度。