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大型数控机床铸件的研制
作者:佚名    机床铸件来源:本站原创    点击数:    更新时间:2020/8/1    

  大型数控机床铸件的研制大型铸锻件翩造手艺专题 大型数控机床铸件的研制 齐齐哈尔重型锻造无限义务公司(黑龙江161005)柴树繁 近年来,跟着国度政策的调整,机床产物成长 很是快,研制了良多大型高精端数控机床,打破了 国外持久对我国手艺封锁的场合排场.我公司次要大型 高精端数控机床有立式,卧式等几种产物.该类机 床大型铸件次要有立柱,工作台,横梁,主轴箱 体,尾座体等.这些铸件质量要求很是严酷,必需 满足高强度,高精度,耐磨等手艺要求,同时对尺 寸精度,内部洁净度,概况粗拙度及冶金质量要求 也很是严酷. ,大型立柱类铸件1.工艺研究 立柱铸件的净重66t,毛重78t,浇注总重88t, 轮廓尺寸10040mm3315mm1930mm,材质 HT350.其腔内肋板厚30mm,导轨强度,硬度要 2.工艺设想立柱分为19 层腔,布局为双层壁,为包管充型 完整,工艺设想了从铸型的三个面进行浇注,为了 包管铸件导轨松散级别,导轨位于铸型侧面.另 外,因为此件为封砂布局,为确保构成各腔的砂芯 出气畅达,锻造工艺开设了出气孔.为包管此件的 浇注成功,对此件进行了锻造工艺数值模仿.成立 三维模子,铸件,浇注系统,冒口,冷铁如图1 (1)浇注系统将浇注系统别离设置在长度标的目的的两个端面,以及与导轨的对面平面处,其 中内浇道为~40mm陶瓷管57 道,直浇道别离为2 妒120mm~N4妒120mm陶瓷管.浇注系统的截面 积比:直:YA 横:Al~=1:1.4:1.5.浇注过程 180s 完成,三面浇注. 锻造工艺数值模仿(2)冒口的设置导轨部门为18 个~60mm 1200mm卡脖冒口,立柱长度标的目的的两个端面是11 个070mm的卡脖冒口,立柱的大平面上为25mm 50mm800mm的出气冒口,以满足铸件的补缩和 出气要求. 3.造型 我们采用了地坑组芯造型.整个铸型由140 砂芯构成,完成外型和内腔的机关(浇注系统的陶瓷管也都是被间接埋入砂芯子中).每层砂芯之间 的气道是通顺的,也是造芯过程中,间接将气道做 好,包管了浇注时发生气体的及时排出,使整个浇 注过程平稳. 浇注完成后,为了防止铸件变形,开裂,毛坯 冷却时间为30 4.化学成分节制wc 一2.9%~3.0%,Ws.=1.3%~1.4%,WM一 1.0%~1.1%,WP0.07%,Ws0.12%,Wc--_0.5% 0.6%磊…挚11 5.数值模仿 用数值模仿软件(华铸)模仿成果表白,立柱 凝固时,内腔各肋板先行凝固(厚30mm),而导 轨(270mm120mm8500mm),铸件上箱,与 毗连梁把合部门(210mm280mm1830mm位于 下箱)为最初凝固部门.工艺在导轨面及与毗连梁 把合部门铺放了石墨冷铁,促使铸件冷却,上箱最 后凝固部门,浇注时进行多次补浇,包管铁液供 是从立柱两头剖开后所察看到的凝固环境. 通过数值模仿后,确定了整个工艺方案可行.6.出产前提 配有一台德国进口光谱阐发仪,46PY45 12:l20够学争磊j 热加工….—— 字温度计,部属重型锻造厂有一台20t 中频感应电 炉,一台20t 保温炉,两台30t 包,丽台10t铁液包等;中型锻造厂有两台9t 冲天炉 (前炉15t),两台15t 7.熔炼工艺的节制(1)原材料生铁利用 Z14 或Z18;废钢采用 通俗碳素钢;回炉铁采用含Cr 量很是低的灰铸铁废 件或浇冒口及粒度为5~20mm的75SiFe,锰铁,增 (2)炉料配比生铁30%,废钢60%,回炉铁10%. (3)铁液熔炼的节制我公司出产的大型铸 件,浇重视量在60~lOOt 采用了电炉,冲天炉双联 熔炼.因为重型锻造厂没有冲天炉,采用中型锻造 厂9t~qh 天炉熔炼铁液再运输到重型锻造厂进行提温 和成分调整,具体操作方式如下. 重型锻造厂用20t 中频感应电炉(以下简称 感应电炉)熔炼铁液,当炉内温度达到1450~时, 测定铁液c,Si,Mn,P,s 等元素的含量.使各主 要元素含量测试误差节制在0.05%范畴内.当 90%.感应电炉熔炼铁液20t,调好成分后合入保 然后从中型锻造厂9t冲天炉运输铁液15t 感应电炉,其余5t按照化验成果进行成分调整,此 后铁液都如许进行调配. 在冲天炉熔炼铁液和运输过程中,感应电炉 对倒包的铁液进行升温,每包铁液最好不要跨越 3.5h 就要合回感应电炉进行升温,避免有铁液凝固 高温精练.在熔炼过程中,每电炉铁液升温至1500以上,进行短时间精练,达到去气,去 杂质的目标. 8,强化孕育 (1)随流孕育在出铁时,随流插手粒度8 10mm75SiFe孕育剂0-3%,插手时间为出铁时间 的80%~90%. (2)浮硅孕育铁液处置后,每包铁液插手 块度为60~80mm75SiFe 孕育剂0.2%. (3)瞬时孕育浇注时插手粒度为0.5~2ram 钡硅铁合金孕育剂,插手量为0.1%. 9.铁液处置温度节制 每包铁液在处置过程中,要计较好时间,出格 是多包处置,计较每包铁液合入时间,升温时间, 处置时间及浇注时间,按照时间长短,计较降温温 度,如许确定处置温度,使每包铁液在浇注时温度 误差节制在2O范畴内.浮硅孕育在浇注前插手, 避免孕育阑珊. 10.出产成果 浇注6 件,颠末查验全数及格. 二,主轴箱体和尾座体箱体类铸件 质量改良 这些年来,我公司出产的大型主轴箱体和尾座 体铸件良多,在铸件上概况发生缩孔,缩松缺陷非 常严峻,虽然采纳各类工艺办法,结果都欠好. 1.发生严峻缩孔和缩松缺陷的缘由 (1)大型主轴箱体比力高,凝固复杂,虽然 采用阶梯式浇注系统,但铁液达到铸件上概况时, 因为铸件比力高,降温比力大,很难达到挨次凝 固,容易发生缩孔和缩松. (2)冒口补缩欠好,虽然采用保温冒口, 加高冒IZl,添加冒IZl 大小,数量等办法,但结果 都不抱负.缘由是因为铸件比力高(一般在2m左 右),无论采纳低温或高温浇注,铁液达到冒口时 根基接近凝固温度,冒口得到补缩感化.高温浇注 时,冒IZl 铁液虽然没有达到凝固温度,但上下温差 相差很大,冒口也根基先凝固,补缩结果也不睬 为此我们在产物轮廓尺寸为29000ITIITIX2650mmX2680mm,最大壁厚为300ram,材质为 HT250,总重62t,铁液处置为70t 的主轴箱体进行 试验. 2.工艺改良 (1)改良铸件凝固体例,使铸件中下部实现 平衡凝固和挨次凝固,上部实现挨次凝固,对于铸 件厚大部门,局部热节点处,用冷铁加快冷却,使 其达到同时凝固. (2)采用阶梯式和分层阶梯式浇注系统. 为了使铸件实现上述凝固体例,我们在铸件上 半部门另零丁添加一层浇注系统(见图5). 浇注系统由浇171杯,直浇道~80mm(64-), 横浇道90ram120mm(3 个),分直浇道O40mm (18 个),内浇道~40mm(46 个)构成两个半封 闭式浇注系统. 3.熔炼工艺 (1)化学成分选择准绳在包管铸件机能前 提下尽量提高碳当量.为此我们插手0.5%的铜来 提高铸件机能,使碳当量节制在3.8%摆布.其化 学成分节制范畴:c 一3.2%~3.3%,Ws.一1.6% 1.8%,WM一0.8%~0.9%,WP0.15%,Ws=0.05%~0.12%,Wc=0.5%. (2)浇注温度浇口箱温度1360—1370~C,采 用三包浇注,两头包为零丁浇注系统,温度比其余 两包高20摆布. (3)采用多条理孕育方式. 4,出产成果 浇注一件清铲后,有些冒口部位发觉缩松,毛 坯深度10~20mm,而本来最深200mm摆布,有显 着提高. 5.产物成果阐发 (1)浇注时间长,现实浇注时间为313s,铁 液在型内时间长,热量丧失多,影响冒口补缩. (2)铸件没完全达到料想的凝凝结果,其原 因是:两头铁液包温度低,没达到工艺的要求. 最上层零丁一道浇注系统内浇道少,铁液温度没有达到挨次凝固要求.铸件比力厚,冷却结果还 差些.碳当量偏低. 6.工艺批改 (1)浇注系统设想浇注系统由浇口杯, 直浇道120mm(2 ~40mm(22个),内浇道q~40mm(87 个)构成两 个大流量半封锁式矩形浇注系统(见图6). 半封锁式矩形浇注系统(2)浇注系统的计较 铁液耗损总分量:G=铸件毛重+浇冒口分量 55000+7000—62000kg浇注时间计较: t=S.6G 1.15j2029000—60X62000s一178s 经批改,取t 一160s. 铸件最小壁厚,mm;G——铁液耗损总分量,. 平均压力头的计较: H.一HoP2/(2C)=298—2662/2X268 浇口杯程度面至内浇道距离,cm;P——内浇道至铸件最高点距离,cm; 铸件在铸型内总高度,cm.浇注系统最小总截面积计较,按公式: 142 infl造磊热加工I.,...-触删上 大型铸锻件制造手艺专题 直G/(0-3It 二/Hp)一62000/(0.3l 1600.4/丽)cm242.6.7cm 考虑铸件分层浇注,取分直浇道2340mm, 总截面积为282.6cm 阻力系数.(3)补缩冒口设想设想准绳:冒口后干铸 件热节处凝固,强化对铸件液态体收缩的补给能 力.设置保温冒口32150100mmX7000mm. 化学成分和浇注工艺不变. 7.出产成果 改良后又浇注一件,清铲后没有发觉缺陷.此 后我们采纳该工艺又出产了三件浇重视量为92.4t 件,清铲后也没有发觉缺陷,经检测机能完全达到工艺要求,结果优良.目前,我公司所有的大型主 轴箱体铸件和尾座体铸件都采用该工艺. 三,结语 (1)大型铸件采用锻造工艺数值模仿是处理 铸件缺陷一种很好的方式. (2)严酷对铸件的布局进行锻造工艺方面的 审核.因为铸件设想的起点分歧,有些布局会有 晦气锻造出产,有的以至会对铸件发生扑灭性的后 果.我公司已经出产浇重视量为63.7t 的箱体铸件, 有些部位和筋板薄,形成铸件开裂,导致铸件报 (3)合理确定浇注系统,对大型铸件采用多层浇注系统,使铸件凝固合理.我公司经研究采用 两套零丁浇注系统,即中到下部采用一套阶梯式浇 注系统,中上部又零丁开设一套阶梯式浇注系统, 使铸件凝固合理,对消弭箱体类铸件缩松,缩孔效 果很是好. (4)采用多层强化孕育处置,因为铸件比力 大,采用倒包处置,一般时间较长,会形成孕育衰 退.因而,在浇注前采用浮硅和瞬时孕育很是重 要,如许能够包管铸件组织,使机能达到要求. (5)合理确定浇注温度,多包浇注时,温度 差不要跨越20.MW(20110418)

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