机床床身铸件铸造工艺的开发与设计
2020-08-01
铸造设备与工艺 2020年3期
(宜宾普什联动科技有限公司,四川宜宾 644007)
长导轨机床床身铸件是我公司为欧洲某公司开发设计的。该导轨铸件长达4.5 m,铸造及机加精度要求非常高,其铸件重量为7.5 t,材质为EN-GJL-300,相当于HT300,单铸抗拉强度≥300 MPa,本体硬度需要达到200 HB~230 HB,基体的珠光体含量≥98%,尺寸公差等级为CT10 级,导轨部位不允许有夹渣、夹砂、缩松等任何缺陷。铸件的性能要求较高,易产生弯曲变形,为此进行了技术攻关。
1 结构分析
该铸件壁厚为20 mm~50 mm,属于中厚壁铸件,铸件导轨长达4.5 m,非常容易产生弯曲变形缺陷,另外导轨处壁厚达到115 mm.由于铸件的导轨面是重要面,因此将导轨面放置于下箱来制造,但如果不利用补缩容易产生组织疏松缺陷,另外也会伴随着砂孔、气孔的产生。该铸件为单件小批量生产,没有现成的工艺装备,加上形状较为复杂,给模具开发和工艺设计造成了较大困难。经过综合考虑和成本投入,公司决定采用木模装备及新投入铸铁砂箱来保证产品质量及成本的最低化。
2 铸件工艺设计
2.1 分型面及基本工艺参数的确定
从床身的结构分析,为了确保导轨面的质量,该铸件考虑将导轨面布置于下模;另外为了起模方便,简化操作过程,将铸件从大截面处分开并在此建立分型面如图1 所示。这样铸件大部分均处于下箱,变形量较小且尺寸也得到了保证。

图1 机床件的分型面确定
该床身件采用树脂砂工艺造型,铸造收缩率取0.8%~1%,长度方向取1%而宽度方向取0.8%.加工余量取10 mm~12 mm.为防止床身变形,在床身中心导轨面处留有反变形量3 mm.铸件内腔由砂芯拼装组芯完成下芯,在每个砂芯上留有0.5 mm 的分芯负数。……
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