數控車床床身鑄件的鑄造工藝改進-齒輪加工機（jī）床網-數控機床市場網

您現在的位置：齒輪加工機床網> 加工與維修>數控（kòng）車床床身（shēn）鑄件的鑄（zhù）造工藝改進

數控車床床身鑄件的（de）鑄造工藝改進

2016-9-1 來源：沈陽（yáng）機床銀豐鑄造有限公司作者：李鵬明劉源王鑄張文軍

摘要：介紹了機（jī）床床身的鑄件結構及技術要求，詳細闡述了（le）該件（jiàn）的原生產工藝：分型麵選擇在地腳麵所在平麵，鑄件收縮率為1％，采用開放底返式澆注係統，直澆（jiāo）道采（cǎi）用4,75 mm耐火管，橫（héng）澆道截麵積為49．5 cm2，內澆道是5根咖30 mm耐火管，內澆（jiāo）道之間的距離為40 mm。生產結果顯示：內澆道附近（jìn）導軌局部表（biǎo）麵有砂眼、粘砂等缺陷，清理困難。分析其原（yuán）因後，通過更改內澆（jiāo）道位置，擴大內澆道與橫澆道的距離，並采用雙排橫澆道，較好地消除了（le）床身鑄件導軌產生的砂眼、粘砂等缺陷，使鑄件的出品率提（tí）高到89％以上。

關鍵詞：灰鑄鐵；數控車床床身；導（dǎo）軌；工（gōng）藝（yì）改進

隨著數字技術的發展（zhǎn）、普及和（hé）柔性化生產的需（xū）要（yào），開始（shǐ）研製具有高精度、高效率、高自動化等優點的（de）數控車床。它對國計民生的一些（xiē）重要行業(IT、汽車、輕工、醫療（liáo）等)的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢㈣。總體而言，數（shù）控車床是一種高精度、高效率的自動化（huà）機床，由數控裝（zhuāng）置、床身、主軸箱、刀架進給係統（tǒng）、尾座、液壓係統、冷卻係統、潤滑係統、排屑器等部分（fèn）組（zǔ）成，床身是其組成部分的基礎部件，鑄件技術要求嚴格，不允許有（yǒu）氣孔、砂（shā）眼、縮孔等（děng）鑄造缺陷，鑄件質量應符（fú）合JBn／T 3997標準，嚴格按照鑄件驗（yàn）收技術條件驗收㈣。

筆（bǐ）者公（gōng）司（sī）生（shēng）產的床身鑄件形（xíng）狀（zhuàng）結構複雜（zá），材料牌號為HT300，最大輪廓尺寸1 745 mmx920minx741 mm，壁厚較（jiào）厚處25 mm，壁厚較薄處18mln，平均壁厚20 mm，導軌（guǐ）處壁厚達41 mm，鑄件質（zhì）量1 265 kg，鑄件結構如圖1所示，其化學成（chéng）分及力學性能如表1所示。

1、工藝難點分析

由於鑄件為床身類零件，2條導軌處壁厚41mrfl，長度1 348 mm，寬度168 mm，內腔筋板壁厚較薄（báo），最薄處18 mm，易產生縮孔、裂（liè）紋、澆不足等缺陷。導軌表（biǎo）麵質量要求嚴格，不允許有氣孔（kǒng）、砂眼、縮孔等鑄造缺陷，鑄件滑動導軌（guǐ）處硬度（dù）為190～255 HBW，鑄件內腔筋板交（jiāo）叉處熱節形成可（kě）能性較大，極易（yì）產生粘砂現象。如何設計合理的鑄造工藝，減少（shǎo）鑄件產生的缺陷，滿足鑄件內在和外（wài）在的技術要求，是床身鑄件鑄造生產（chǎn）中的（de）難點。

2、鑄造工藝設計

2.1分（fèn）型麵和澆注位置的選擇

選（xuǎn）擇呋喃樹脂砂手工木底板（bǎn）造型方法，考慮到鑄件（jiàn）的使用要求和（hé）技（jì）術要求，鑄件遵循順序凝固的原（yuán）則，確定選用上、下2箱造型方法，床（chuáng）身的導軌麵是關鍵表麵（miàn），不允許有砂眼、氣孔、渣孔、裂紋和（hé）縮鬆等缺陷，而且要求組織（zhī）致（zhì）密、均勻，以保證硬度值（zhí）在規定的範（fàn）圍內。床身導（dǎo）軌截麵比較厚（hòu）大，最佳澆注位置是導軌麵朝下，分（fèn）型麵選擇在地腳麵所在平麵，如圖2所（suǒ）示。

2．2工藝參數的選擇

分型負數選擇2 mm，均放在下箱（xiāng），其餘未注間隙為1 mm，未注拔模斜度+2 mm，內腔筋板拔模（mó）斜度單側+3 mm。

2．3澆注係統的設計（jì）

考慮到鑄（zhù）件壁厚較薄，為防止鑄件澆不足和導（dǎo）軌表麵出現砂眼等缺陷，設計成開放、底返式澆注係統，直澆（jiāo）道采用西75 mm耐火管，橫澆道（dào）截麵積為49．5 cm2，內（nèi）澆道選用4,30 mm耐火管(5根)，澆注係統設計如圖3所示。

3、生產質量的控製

3．1 模具製備

模具采用紅鬆和多層（céng）板（bǎn）製（zhì）作（zuò），保證鑄件模具（jù）的（de）整體強度和剛度，在（zài）吊運、起模過程中不得有任何變形，模（mó）具兩側做出起模裝（zhuāng）置，保證吊運起模的安全性，模具表麵光潔度達到1級，表麵刷油漆[61，鑄造圓角從外模和（hé）芯盒做出，模具采用上、下2箱，分型負數（shù）2 mm，均在下箱。

3．2造型和製芯

造型時要注意上箱排氣定位，保證型腔內（nèi）排氣順（shùn）暢，澆注係（xì）統采用專用陶瓷耐火管，擺放澆道要（yào）認真仔細，防止散砂進入澆注係統內。製芯過程中芯盒和附件要放（fàng）置準確，以防起芯困（kùn）難（nán），出氣棒放在出氣定位凹（āo）槽內，共（gòng）6處，芯頭下部要放出氣棒，防止澆注時排氣不（bú）順，導致鑄件（jiàn）產生缺陷。

3．3鑄型裝配

鑄型裝配前要檢查芯（xīn）頭、外型（xíng）排氣眼是否通暢，砂型是否清理幹淨，是否有漏塗塗料，下完芯後，芯吊要用新製樹脂砂填（tián）補，並刷2遍鋯英粉（fěn）塗料（liào），點火烘幹後（hòu），再次檢查（chá）尺寸（cùn）形狀是否符合圖紙，澆冒（mào）口係統內和型腔內是否幹淨，芯頭間隙（xì）是否填嚴，防（fáng）止鐵液鑽入或者跑火。在下箱箱口處（chù）圍一圈石棉繩和（hé）一圈耐火泥，壓上紙條檢查尺寸（cùn），確定合格後（hòu）再合箱，箱口用型砂塞緊，防止澆注跑火，然後放好澆口盆準備澆注15]。

4、生產結果

經過實際生產首件驗證，使用原工藝生產的鑄（zhù）件，鑄件導軌大部分表麵質量良好，鑄件組織致密（mì），力學性能和化學成分均達到（dào）技術要求。但在內澆道（dào）附近導（dǎo）軌（guǐ）局部表麵有砂眼、粘砂等缺陷，清理（lǐ）困難，使後續加工環節困難增大。5工藝改進及效果

5．1 工藝改進（jìn）

導軌表麵粘砂的主（zhǔ）要原（yuán）因是內澆道（dào）分布比較集中，容（róng）易引起過熱，造成鑄件粘砂，為此將內澆（jiāo）道之間的距離（lí）從（cóng）原來的40 mm改（gǎi）為150 mm、170 mm。改進後的新工藝如圖4所示，內澆道（dào）開設（shè）位置和數量按（àn）照順序凝固和補縮原則來確定，因此將內澆道開設在厚（hòu）壁處(導（dǎo）軌端（duān）麵（miàn）處)，使鑄（zhù）件厚大部分得到較充分地（dì）補縮，避免出現縮孔、縮鬆等鑄造缺陷。

內澆道適當遠離橫（héng）澆道可（kě）減小鑄件的鑄（zhù）造應力和（hé）變形，為此，新工藝采用雙橫澆道（dào），目的是控製金屬液充填鑄（zhù）型的速度及充滿鑄型所需的時間，使金屬液平穩均勻、連（lián）續地充滿型腔，阻止（zhǐ）熔渣、氣體以及砂粒、金屬氧化物等隨金屬液進入型腔，使金屬液有合適的上升速度，使鑄件進行順序凝固。

據資料分析㈣，鐵液中對應直徑1 mm的渣團，其懸（xuán）浮速度為0．37 m／s，相（xiàng）當於0．25 kg／cmz·S的比（bǐ）流量，該值比實際應用的最小比流量0．35kg／cm2·S還小（xiǎo）。因此，要（yào）在橫澆道內捕獲更小（xiǎo）的渣團，需要更低的流速和更大的（de）橫澆道截（jié）麵（miàn）積（jī），將橫澆道截麵積擴大、做高，如F橫／F內（nèi）=2～4，但橫澆道太大會浪費金屬，故采用雙排橫澆道，工藝如圖5所示。