數控車床床身鑄件（jiàn）的鑄造工藝改進-螺紋加工機床（chuáng）網-數控（kòng）機床市場（chǎng）網

您現在的（de）位置：螺紋加工機床網> 加工與（yǔ）維修>數（shù）控車（chē）床（chuáng）床身（shēn）鑄件的鑄造工藝改進

數控車床床身鑄件的鑄造工藝改進

2016-9-1 來源（yuán）：沈陽機床銀（yín）豐鑄造（zào）有限公司作者：李鵬明劉源王鑄張文軍

摘要：介紹了機床床身的鑄件結構及技術要求，詳細闡述了該件的原生產工藝：分型麵選擇在地腳（jiǎo）麵所在平麵，鑄件收縮率為1％，采用開放底返式澆注係統，直澆道采用（yòng）4,75 mm耐火管，橫澆道截（jié）麵積為49．5 cm2，內澆道是5根咖30 mm耐火管，內澆道之間的距離為40 mm。生產結果顯示：內澆道附近導（dǎo）軌（guǐ）局部表麵有砂眼、粘砂等（děng）缺陷，清（qīng）理困難。分（fèn）析其原（yuán）因後，通過更改（gǎi）內澆道位置，擴大內澆道與橫澆（jiāo）道的距（jù）離，並采用雙排橫澆道，較好地消除（chú）了床身鑄件導軌（guǐ）產生的砂眼、粘砂等缺陷，使鑄件的出（chū）品率提高到89％以上。

關鍵詞：灰鑄鐵；數控車床床身；導軌；工藝改進

隨著數字技術的發展、普及和柔性化生產的需要，開始研（yán）製具有高精（jīng）度、高（gāo）效率、高自動化等優點的數控車（chē）床。它對國（guó）計民生的一（yī）些重要行業(IT、汽車、輕工、醫（yī）療等)的發展起著越來越重要的作用，因為這（zhè）些行業所需裝備的數字化已是現代（dài）發展的大趨勢㈣。總體而言，數控車床是（shì）一種高精度、高效（xiào）率的自動化機床，由數控裝置、床身、主軸箱、刀（dāo）架進（jìn）給係統、尾座（zuò）、液壓（yā）係統、冷卻係統（tǒng）、潤滑係統、排屑器等部分組成，床身是其組成部分（fèn）的基礎部件，鑄件技術要（yào）求（qiú）嚴（yán）格，不允許有氣孔（kǒng）、砂眼、縮孔等鑄造缺陷，鑄件質量應符合JBn／T 3997標準，嚴格按照鑄（zhù）件驗收技術條件驗收㈣。

筆者公司生產的床身鑄（zhù）件形狀結構（gòu）複雜，材料牌號為HT300，最大輪廓尺寸1 745 mmx920minx741 mm，壁厚較厚處25 mm，壁厚較薄處18mln，平均壁厚20 mm，導軌處壁厚達41 mm，鑄件質量1 265 kg，鑄件結（jié）構如圖1所示，其化學成分及力學性能如表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（kuān）度168 mm，內（nèi）腔（qiāng）筋板壁（bì）厚較薄，最薄處18 mm，易產生縮孔、裂紋、澆不足等缺陷。導軌表麵質量要求嚴格，不允許有氣孔、砂眼、縮孔等鑄造（zào）缺陷，鑄件滑動導（dǎo）軌處硬度為190～255 HBW，鑄件內腔筋板交叉處熱節形成可（kě）能性較大，極易（yì）產生粘砂現象。如何設（shè）計合理的鑄造工藝，減少鑄件產生（shēng）的缺陷，滿足鑄件內在和（hé）外在的技術要（yào）求，是（shì）床身（shēn）鑄件鑄造生產中的難點。

2、鑄造工藝設計

2.1分型麵和（hé）澆注（zhù）位置的選擇

選擇呋（fū）喃樹脂砂手工木底（dǐ）板造型（xíng）方法，考慮到鑄件（jiàn）的使用要求和（hé）技術要求，鑄件遵循順序凝固的原則，確定（dìng）選用上、下2箱造型方法，床身的導軌麵是關鍵表麵（miàn），不允許有砂眼、氣孔、渣孔、裂紋和縮鬆等缺（quē）陷，而且要求組織致密、均勻，以保證硬度值在規定的範圍內。床身導軌截麵比較厚大，最（zuì）佳澆注（zhù）位置是導軌麵朝下，分型麵選擇在地腳（jiǎo）麵所在平麵，如圖2所示。

2．2工藝參（cān）數（shù）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，內腔筋板拔模斜度單側+3 mm。

2．3澆注係統的設計

考慮到鑄件壁（bì）厚較薄（báo），為防止鑄件澆不足和導軌表麵（miàn）出現砂眼等（děng）缺陷，設（shè）計成（chéng）開放、底返式澆注係統（tǒng），直澆道采用（yòng）西75 mm耐火管（guǎn），橫澆道截麵積為49．5 cm2，內（nèi）澆道選（xuǎn）用4,30 mm耐（nài）火管(5根)，澆注係統設計如圖（tú）3所示（shì）。

3、生產質量（liàng）的控製

3．1 模（mó）具製備

模具采用紅鬆和多層板製作，保證鑄件模（mó）具（jù）的整體強度和剛度，在吊運、起模過程中（zhōng）不得有任何（hé）變形（xíng），模具兩側做出起模（mó）裝置，保證吊運起模的安全性，模具表麵光潔度達到1級，表（biǎo）麵刷油漆[61，鑄造圓角從外模和芯盒做出，模具采用上（shàng）、下2箱，分型負數2 mm，均在下箱。

3．2造型和（hé）製芯

造型時要注意上箱排氣定位，保證型腔內排氣順暢，澆注係統采用專用陶瓷耐火管，擺放澆道（dào）要認真仔細，防止散（sàn）砂進入澆注係統內。製芯（xīn）過程中芯盒和附件要放置（zhì）準確，以防起芯困難，出氣棒放在（zài）出氣定位凹槽內，共6處，芯頭下部要放出氣棒，防止澆注時排氣（qì）不順（shùn），導（dǎo）致鑄件產生缺陷。

3．3鑄型裝配

鑄型裝（zhuāng）配前要檢查芯頭、外型（xíng）排氣眼是否通暢，砂（shā）型是否清（qīng）理幹淨，是否有漏塗塗料，下完（wán）芯後，芯（xīn）吊要用新製（zhì）樹脂砂填補，並刷（shuā）2遍鋯英（yīng）粉塗料（liào），點火烘幹後，再次檢查尺寸形狀是否符合圖紙，澆冒口係統內和型腔內是否（fǒu）幹淨，芯頭間隙是否填嚴，防止鐵液鑽入或者跑（pǎo）火。在下箱（xiāng）箱口處圍一圈石棉（mián）繩（shéng）和一圈耐火泥，壓上（shàng）紙條檢查尺寸，確定合格後（hòu）再合箱，箱口（kǒu）用型砂塞緊，防止澆注跑（pǎo）火，然後放好澆口盆準備（bèi）澆注15]。

4、生（shēng）產結果

經過實際生產首件驗證，使用原工藝（yì）生產的鑄件，鑄件導軌大部分表麵質量良好，鑄件組（zǔ）織致密，力學性（xìng）能和化學成分均達到技術要求。但在內（nèi）澆道附近導軌局部表麵有砂眼、粘砂等缺陷，清理困難，使後（hòu）續加工環（huán）節困難增大（dà）。5工藝改進及（jí）效果

5．1 工藝改進

導軌表麵粘砂的主要原因是內澆道分布比較集中，容易引（yǐn）起過熱，造（zào）成鑄件粘砂，為此將內澆道（dào）之（zhī）間的距離從原來的40 mm改為150 mm、170 mm。改進後的新（xīn）工藝如圖4所示，內澆道（dào）開（kāi）設位置和數量按照順序凝固（gù）和（hé）補縮原則（zé）來確（què）定，因此將內澆道開設（shè）在厚壁處(導軌端麵處)，使鑄件厚大部分得到較充分地補縮，避免出現縮孔、縮鬆等鑄造缺陷。

內澆（jiāo）道適當遠離橫澆道可減（jiǎn）小鑄件的鑄造應力（lì）和變形，為此，新工藝采用雙橫澆道，目的（de）是控製金屬液充填鑄型的速度及充滿鑄型所需的時間，使金屬液平穩均勻、連續地充滿型腔，阻止熔渣、氣體以及砂（shā）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（zhōng）對（duì）應直徑1 mm的渣團，其懸（xuán）浮速度為（wéi）0．37 m／s，相當於0．25 kg／cmz·S的比流量，該值比（bǐ）實際應用（yòng）的最小比流量（liàng）0．35kg／cm2·S還小。因此，要在橫（héng）澆道內捕獲更小（xiǎo）的渣團，需要更低的流速和（hé）更大的橫澆道截麵積，將橫澆道截麵積擴大、做高，如F橫／F內=2～4，但（dàn）橫澆道太大（dà）會浪費金屬，故采用雙排橫澆道，工藝如圖5所示。