泊頭市東建鑄造有限責任公司

機床床身鑄件的殘余應力研究 高精度的數控機床是現代機床的重要標志，其高精度指零部件的加工精度及其穩定性高，這要求機床鑄件有較低的鑄造應力和良好的尺寸精度穩定性。但床身鑄件結構復雜，一般導軌較長，壁厚差較大，在凝固、冷卻過程中由于溫度場不均勻，容易產生熱應力、相變應力、組織應力等而導致變形，嚴重影響其尺寸精度及保持性。然而，近年來關于機床鑄件的殘余應力及尺寸穩定性的研究報道很少，因鑄件的殘余應力引起的變形甚至開裂成為鑄造行業的共性技術問題之一。 床身鑄件采用水平阻流設計，橫澆道內流體速度較大，末端延長段斜度較小，不能壓實流體，液體容易卷氣，導致氣體進入導管和型腔，且水平阻流導致紊流傾向增加，充型不平穩，排渣效果差，鑄件容易形成氣孔和夾渣，造成應力不平衡，在后續的加工中容易引起變形。 大型機床鑄件床身導軌的溫度場比其他部位大，且距離澆道越遠、壁厚越大處溫度越高，越容易產生熱應力；鑄件底部方孔附近和扁冒口位置溫度場都比較低，凝固速度較快，冒口基本不能起到補縮作用，只是起到排氣作用；鑄件上箱鐵液凝固較快，原因是方口位置和芯子接觸，熱傳導系數大，冷卻較快；而下箱床身導軌凝固較慢，且由于存在較大的壁厚差，溫度分布不均勻，凝固時間相差較大，容易產生相變應力和組織應力。 在澆道上出現縮松缺陷，但不影響鑄件的質量；床身的橫導軌、豎導軌、節點等溫差較大之處也出現縮松，容易引起收縮應力，可通過放置冷鐵使鑄件實現順序凝固或利用內澆道的補縮作用加以減小、消除。床身的橫導軌有明顯的彎曲變形，導軌根部受到的拉應力比較大，約160~180MPa，應力集中也比較大，需要后續的組合時效處理來消除；導軌面上受壓應力，約-70~180MPa；豎導軌較短，應力相對較小，拉應力約14~26MPa，壓應力約-27~52MPa，因此變形也較小。 生產中三維振實臺是重要造型設備之一，特別是形狀較為復雜的機床床身，對振實臺更有嚴格的要求，三維振動使用時振幅要均勻，夾角與弧之間填砂一定要緊實，型砂在鑄型內的填充速度較好是等量的，隨著振實臺加速度的增加而急劇地增大密實度，為了更短的時間內提高型砂的充填密度，選擇振實臺是整個生產過程的關鍵。 dongjianzhuzao