数控床身铸件是典型的机电一体化产品,它的特点是在床身、立柱等基础结构件上配置运动部件,在数控程序的控制下使工件与刀具产生相对运动而进行加工。基础结构件是承载运动部件的主体,其配置决定了机床的布局特征。数控床身铸件的种类虽然很多,但从铸造工艺的角度来看,在结构上主要有以下一些特点:
1、数控床身铸件中的基础件都是箱体形结构,并增设了很多加强筋,致使床身铸件结构形状较为复杂。铸造时需要用较多的型芯,还常常要用型芯撑来固定型芯;浇注时型芯产生的气体也难以排除,容易产生气孔、砂眼等缺陷。
2、床身铸件上的一些部位,如导轨面、轴孔和T型槽(增加加工余量后)等处较厚大,除易产生缩孔、缩松外,还由于铸铁性能对壁厚较敏感,而易使该处组织疏松,石墨粗大,硬度低,不抗磨。当这些部位的厚度与周围连接壁相差过大时还易产生裂纹等缺陷。
3、一些承受油压、切削液压力的铸件,要求具有较高的气密性,不允许有渗漏现象。
4、由于切削加工向自动化、高速化、切削方向发展,数控机床的出现,使数控床身铸件结构产生一些变化,带来一些铸造工艺的问题。
由于装入数控装置,箱体铸件内电线很多,需要在床身铸件壁和筋上设孔以便布线,而这些孔的位置不肯定都处在容易设置型芯排气的位置。此外,由于这些孔削弱箱体的强度和刚度,在其边缘易产生裂纹,常需设筋、凸边予以加强,常需设筋、凸边予以加强,致使结构复杂化。另外,承接切削的托盘也会随之增大,使大型床身铸件轮廓尺寸变大。
数控床身铸件一般来说多使用水平床身,水平床身结构相对简单。水平床身的工艺性好,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。数控床身铸件,床身立柱,机床工作台等铸件整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。数控床身铸件回火时应严格遵守回火工艺,筋板密集或易变形部位应加支撑筋,防止应回火温度导致变形和断裂。应有专人看管回火炉温度计,及时控制温度,防止温度过高或过低,这样会对回火工件有很大的影响。
数控床身铸件的回火目的:
1、能够很好的降低数控大型床身铸件铸铁的脆性,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,所需要的韧性,塑性。
3、可以起到稳定数控床身铸件尺寸的作用
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。
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