机床铸件焊接结构与铸造结构的特点

时间:2019-06-26 16:37 作者:东建铸造 点击:
进入21世纪以来,各行各业发展异常迅速,尤其机床装备业,发展更快。传统的大铸件生产方法、模式,制造成本及生产效率已不能满足生产的要求,而大件焊接结构,由于异型型材的不断完善,新型钢种、新焊接方法、新焊接材料的不断出现,发展异常迅猛。大件焊接结构具有适应单件、小批量的生产优点,非常适应越来越多的单台、小批次专用、特殊设备的制造。因此,大型焊接结构取代铸件趋势,已成定局。
1机床大件焊接结构的发展史
1929年,在德国采用钢板成功的焊接了“轻型结构”专用磨床,从而开创焊接结构在机床上的应用,但大量的焊接结构在机床应用直到第二次世界大战期间才得以逐步使用。继德国之后,美国、英国和苏联等国,开展了焊接结构机床的研究。1951年在汉诺威的技术展览上,有50个站台上展出了钢板焊接结构机床。
1952年,我国长沙机床厂,批量生产焊接结构拉床,1977年沈阳中捷人民友谊厂试制成功“T6916型落地锁铣床焊接立柱”。尤其,进入21世纪以来,大型设备采用焊接结构越来越多。
焊接结构不受铸造工艺性能各种限制,可以灵活应用于板材和各种型材如棒材、角钢、槽钢、H型钢、异型钢等材料以小拼大,焊接成高性能全封闭结构、双层壁板结构等,不仅提高零件刚度,而且节省金属,降低重量,提高性价比。
2机床大件焊接结构与铸造结构的特点
焊接采用型材、板材、棒材,以小拼大制造各种结构,结构设计灵活,能根据工况需要在不同部位选用不同材料,提高了性能比。焊接结构与铸造结构相比较,其壁厚过渡梯度、大壁厚的致密度都优于铸件,不仅具有提高强度,降低重量,而且具有生产成本低、周期短、施工简便等优点。
铸造结构重量较大,模样木材费用高,起重设备投入大。而采用焊接结构的同样毛坯,重量比铸件轻30%,比铸钢毛坯轻20%,且铸件的强度较低,但内摩擦大、阻尼作用大;而焊接结构的强度大,相同结构比较,强度是铸铁的2.5倍,并且钢结构的抗疲劳强度比铸件高,但焊接结构的抗震性能比铸造结构的要差。
机床铸件多为床身使用,它的结构简单,工艺性能好,便于导轨面的加工。水平床身配上水平放置的刀架可提高刀架的运动精度,一般可用于大型数控车床或小型精密数控车床的布局。但是水平床身由于下部空间小,故排屑困难。从结构尺寸上看,刀架水平放置使得滑板横向尺寸较长,从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。
  水平床身配上倾斜放置的滑板,并配置倾斜式导轨防护罩,这种机床铸件布局形式一方面有水平床身工艺性好的特点,另一方面机床宽度方向的尺寸较水平配置滑板的要小,且排屑方便。
淬火常用的冷却介质是盐水,水和油。盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
  关于回火的目的,主要有以下几个方面:
  1、能够很好的降低铸铁的脆性,消除或减少内应力,钢件淬火后存在很大内应力和脆性,如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
  2、获得工件所要求的机械性能,工件经淬火后硬度高而脆性大,为了满足各种工件的不同性能的要求,可以通过适当进行回火的配合来调整硬度,减小脆性,得到所需要的韧性,塑性。
  3、可以起到稳定工件尺寸的作用
  4、对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火(或正火)后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工。使得加工效果佳。
浇注后型砂和芯砂是否容易解体而脱离铸件表面的性能称为溃散性。
  溃散性好的型(芯)砂,在床身铸件凝固冷却后很容易从铸件上脱落。生产中常在黏土砂内加入木屑等附加物来改善干型和表干型的溃散性。
  在制订和控制型砂性能时,要根据灰铁铸件的特点(合金种类、尺寸、质量、形状结构、技术要求等)和生产条件(批量大小、手工或机器造型、技术水平)来具体确定,由此床身铸件相应确定原砂和黏土的种类及加入量、水分含量和附加物的加入量、型砂配制工艺和砂型紧实度。
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