大型铸件生产应重视工艺流程的每个细节

时间:2019-08-09 15:10 作者:东建铸造 点击:
大型铸件主要有细长形(如横梁、床身)、圆形(如工作台)和高大型(如尾座体、主轴箱体),如细长形的横梁和床身,为了防止铸件变形,模样设计出预变形挠度,即铸件的反变形量,这种铸件的中间型腔砂芯通用性较好,可以减少芯盒的数量;圆形铸件的中心孔较大时,可将中心孔圆形砂型分成1/2或1/4,从而减小芯盒的尺寸。至于外围的扇形型芯,通用性也很高。
对于大型铸件,除了轮廓尺寸大,壁厚也较大,因此所采取的工艺措施显得非常重要。
1)冷铁分为内冷铁和外冷铁,对于尾座体、主轴箱体、工作台的厚大部位,在其内部我们设计了焊接内冷铁架(材质为钢筋),外部放置石墨冷铁。
2)保温冒口针对铸件上箱的厚大部分,放置不同规格的保温冒口,可以起到较好的补缩效果,且减少金属液用量。
3)对于高大型铸件,我们设计两套浇注系统,上面为一套(距上箱约1/3总高),中下区域为一套,铁液先充入中下区域的浇注系统,上面浇注系统后进,同时,上面的铁液温度比先浇的要高一些,这样的浇注系统对铸件有很好的补缩效果。
4)铸造工艺模拟对大型铸件的各种预设工艺方案进行模拟,可以避免大型铸件不能先试验在生产中带来的风险,可以提高大型铸件的成功率,我厂的105t工作台、78t立柱、87t尾座体、95t主轴箱体都曾进行工艺模拟,起到了为质量保驾护航的作用。
质量的提高是较好的节能节材。铸件生产工序多、影响因素多,质量控制难度大,特别是大型铸件,每一个细节都需处理好。尤其是铁液的质量对于铸件生产的成败很关键,除了满足材质的牌号要求外,铁液的温度、性能等都对铸件有影响。裂纹是大型铸件的一个敏感问题。我公司的铸件如方形工作台和立柱、刀板等均出现过裂纹,分析原因除了是零件结构本身壁厚差大之外,由铁液材质的性能所导致的裂纹产生占较大比例。另外,根据零件的结构特点选择合适的原材料和配比,对于大型铸件的浇注成功也至关重要。
铸造作为一种传统金属成形行业,随着科学技术的不断发展,也在逐渐融合其他行业的材料和技术,本身也在蜕变和成长。未来原材料包括生铁、废钢和回炉的成分、性能,以及熔炼过程中发生一系列反应而形成铁液,又经过充型、降温、凝固、冷却等各个环节,会更清晰地被业界所了解。在模样制造方面,树脂、钢材等材料也将代替传统的木材,根据需要可以在铸件内镶各种钢管,铸件结构也会更合理,这些都是大型铸件的未来发展趋势和方向,同时为铸造节能节材带来重要影响。
床身半精加工的主要目的是进一步去除加工余量,同时对粗加工的加工误差进行修正,为精加工打下良好的基础。半精加工序中经常有部分内容要加工至设计要求,例如床身的结合端面在半精加工中要完成,需要按照床身导轨找正后精加工保证垂直。半精加工中的精度要求不会很高,要求严格的精度都是在较后精加工中保证的,所以一般半精加工设备可以与粗加工设备相同。
床身的精加工是在多段床身拼接后进行的,分为半精加工和精加工。半精加工主要是将拼合后的多段床身余量修至一致,为精加工作准备,每次加工深度为0.5mm,留精加工余量lmm。精加工的主要目的是为了保证较终加工精度,为了保证加工精度及稳定性,精加工时要求超长床身必须在自然状态下加工,且每次加工深度不宜太大,一般为0.2~0.3mm,目的是为了防止产生加工应力影响较终精度的稳定性,较后光刀的切削深度为0.1 m m,减小刀片的磨损,保证床身导轨的高直线度和粗糙度要求。
精加工设备的选型对于超长床身的加工至关重要,因为它直接关系到零件的较终加工精度。超长床身的精加工一般应遵循以下原则:
1)选用高精度、高稳定性的机床。在精加工过程中,精度是判断工件是否完成加工的依据,而床身导轨形位公差的检测和修正占用了精加工大量的时间,若所选用的机床精度很高,则工件可以一次加工到位而无需进行多次检测和修正,提高了生产效率;
2)选择高效、可靠的装卡方法。超长床身拼合后总长度很大,在一次装卡下加工时会因自重原因产生变形,加工精度及稳定性难以保证,必须采用合理、可靠的装卡方法,保证超长床身的精加工在自然状态下进行,未发生强压变形的现象,才能保证较终的制造精度;
3)要消除机床的热变形对加工精度的影响。由于超长床身的加工行程较长,加工中机床主轴的发热会对加工精度造成很大的影响,需要保证加工过程中主轴发热的稳定性;
4)加强对机床精度的维护。在不影响生产计划的前提下,每年进行两次机床的精度、液压系统调试,以保持机床的精度;
5)工件的刚性对加工精度有较大的影响,在加工过程中应根据实际的加工状况选用合适的刀具,并改变主轴转速以消除振动现象。
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