長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)機(jī)床鑄件的材質(zhì)是灰鑄鐵,并已制訂了灰鑄鐵的標(biāo)準(zhǔn)。為什么機(jī)床行業(yè)還要制訂機(jī)床鑄件的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)呢?這是因?yàn)樽鳛楣ぷ髂笝C(jī)的機(jī)床對(duì)鑄件有著特殊的要求:高的抗拉強(qiáng)度、高的彈性模量、良好的導(dǎo)軌耐磨性、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性、良好的減振性、較好的加工性、較高的尺寸精度與表面光潔度。機(jī)床鑄件的這些性能直接影響著機(jī)床質(zhì)量。我國(guó)的機(jī)床質(zhì)量與世界水平還有相當(dāng)差距,可從我國(guó)機(jī)床的進(jìn)出口情況反映出來(lái)。我國(guó)的機(jī)床生產(chǎn)數(shù)量雖是世界前茅,但擋不住進(jìn)口,目前我國(guó)機(jī)床進(jìn)口占世界機(jī)床進(jìn)口的23%,即機(jī)床進(jìn)口也是世界前茅,尤其是在高檔數(shù)控機(jī)床方面,進(jìn)口數(shù)量很大。在機(jī)床出口方面差距更大,世界機(jī)床主要生產(chǎn)國(guó)的機(jī)床出口量與生產(chǎn)機(jī)床總量的比重為50%以上。如德國(guó)、美國(guó)、日本、意大利、我國(guó)臺(tái)灣、瑞士等。比重低于50%的有7個(gè)國(guó)家,分別是俄羅斯、墨西哥、韓國(guó)、巴西、加拿大、我國(guó)與印度,我國(guó)排倒數(shù)第二。我國(guó)作為機(jī)床產(chǎn)量世界前茅的大國(guó),機(jī)床進(jìn)出口的這種狀況說(shuō)明我國(guó)機(jī)床在質(zhì)量與性能水平上與先進(jìn)國(guó)家相比仍有較大的差距。
影響機(jī)床質(zhì)量的因素是多方面的,占機(jī)床重量70%~80%的機(jī)床鑄件質(zhì)量是重要因素之一。對(duì)國(guó)內(nèi)有影響的11家機(jī)床生產(chǎn)廠的調(diào)研表明,隨著我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,對(duì)機(jī)床鑄件的質(zhì)量要求日益提高。國(guó)內(nèi)機(jī)床鑄件存在的問(wèn)題與差距主要有以下方面。
(1)鑄件強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)機(jī)床鑄件強(qiáng)度的提高是在大幅降低碳當(dāng)量下達(dá)到的。因此,在生產(chǎn)低碳當(dāng)量的HT300,HT350時(shí),因收縮增加導(dǎo)致的縮松,因鑄造應(yīng)力增加引起的變形,因硬度增加導(dǎo)致加工性能的惡化是生產(chǎn)高牌號(hào)機(jī)床鑄件經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題。
在調(diào)研中,將縮松、變形列為有生產(chǎn)難度的企業(yè)占36%,45%。一些企業(yè)將縮松、變形、尺寸精度穩(wěn)定性列為較需要解決的問(wèn)題之一。在灰鑄鐵中,鑄鐵的力學(xué)性能與鑄造性能是相互矛盾的。高碳當(dāng)量、高強(qiáng)度是機(jī)床鑄件的發(fā)展方向,目前國(guó)內(nèi)尚有較大差距。下面列舉的薄壁化、尺寸穩(wěn)定性、減震性、加工性等存在的問(wèn)題,皆與國(guó)內(nèi)機(jī)床鑄件的低碳當(dāng)量有關(guān),在低碳當(dāng)量下獲得高強(qiáng)度是我國(guó)機(jī)床鑄件的首要差距。
(2)鑄件的薄壁化。我國(guó)機(jī)床的重量比國(guó)外約重8%~10%,機(jī)床鑄件主要壁厚也大于國(guó)外。國(guó)外中等機(jī)床鑄件的主要壁厚已達(dá)14~25mm,小型機(jī)床已達(dá)8~12mm。國(guó)內(nèi)低碳當(dāng)量高強(qiáng)度灰鑄鐵是實(shí)現(xiàn)薄壁化及機(jī)床輕量化的重要障礙。在調(diào)研中,在“現(xiàn)代機(jī)床的發(fā)展對(duì)機(jī)床鑄件的要求哪些方面提高了”一欄中,填寫(xiě)“薄壁化”的企業(yè)占72%。
(3)尺寸精度穩(wěn)定性。低碳當(dāng)量高強(qiáng)度的灰鑄鐵導(dǎo)致了內(nèi)應(yīng)力的增加。碳當(dāng)量越低,內(nèi)應(yīng)力越高,變形也越大。在調(diào)研中,有81%的企業(yè)認(rèn)為機(jī)床鑄件高強(qiáng)度、高剛度與低應(yīng)力矛盾是急需解決的難題。低碳當(dāng)量、低Si/C比是造成內(nèi)應(yīng)力增加的重要原因之一。
(4)減振性。近50年來(lái),機(jī)床的加工精度提高了100倍,發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)床已進(jìn)入亞微米、納米級(jí)的水平,對(duì)機(jī)床鑄件的尺寸精度穩(wěn)定性及減振性有較高的要求。同等強(qiáng)度下,高碳當(dāng)量的灰鑄鐵較低碳當(dāng)量的減振性優(yōu)越,因?yàn)槠瑺钍趹?yīng)力下產(chǎn)生的微觀塑性變形與位錯(cuò)加速了振動(dòng)的衰減,較多的石墨有利于減振性的提高。
(5)加工性能。低碳當(dāng)量高強(qiáng)度灰鑄鐵使機(jī)床鑄件加工性能惡化,調(diào)研中有45%的企業(yè)認(rèn)為高強(qiáng)度與切削性能協(xié)調(diào)是急需解決的難題。在同強(qiáng)度下,具有較低的硬度是我們希望的,但在低碳當(dāng)量高強(qiáng)度下是難以達(dá)到的。
(6)大型化。重型機(jī)床的發(fā)展使機(jī)床鑄件向大型化方向發(fā)展,生產(chǎn)40~150 t的重型鑄件日益增多。調(diào)研中有72%的企業(yè)認(rèn)為現(xiàn)代機(jī)床對(duì)機(jī)床鑄件在大型化方面的要求提高了。因生產(chǎn)大斷面、大噸位鑄件導(dǎo)致強(qiáng)度低、硬度低、截面敏感性差、組織不均勻的問(wèn)題時(shí)有發(fā)生,尤其是生產(chǎn)灰鑄鐵重型鑄件時(shí),其碳當(dāng)量的降低,致使縮松、內(nèi)應(yīng)力增加,薄壁處滲碳體增多及裂紋等傾向更為突出。大型鑄件的試棒性能與本體性能相差甚遠(yuǎn),往往試棒合格,而本體鑄件石墨粗大,性能下降,導(dǎo)軌組織不均勻,導(dǎo)致淬火后硬度不均,并產(chǎn)生微裂紋。大型鑄件一般不會(huì)輕易報(bào)廢,故焊補(bǔ)、修補(bǔ)工作量加大,回用品增多,質(zhì)量下降。
(7)消除鑄造應(yīng)力的時(shí)效處理。在調(diào)研的企業(yè)中,采用熱時(shí)效的企業(yè)占70%,振動(dòng)時(shí)效的占20%,自然時(shí)效的占10%。在時(shí)效過(guò)程中,時(shí)效不到位,時(shí)效流于形式,甚至有增加新應(yīng)力及熱時(shí)效后斷裂的現(xiàn)象。用熱時(shí)效消除鑄造應(yīng)力的效果與升溫速度、保溫溫度、降溫速度關(guān)系密切,執(zhí)行不到位往往事倍功半。退火窯內(nèi)的溫度差應(yīng)為120℃,溫差過(guò)大導(dǎo)致鑄造應(yīng)力增加,工件在退火窯中的擺放方式,放置位置也與消除應(yīng)力關(guān)系密切,執(zhí)行不到位,效果相差甚遠(yuǎn)。
(8)球墨鑄鐵材質(zhì)。隨著大型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,球墨鑄鐵機(jī)床件的數(shù)量急劇增加。該材質(zhì)在增加機(jī)床鑄件強(qiáng)度、剛度的同時(shí),減輕了機(jī)床重量,但因球墨鑄鐵材質(zhì)制造的特殊性,也帶來(lái)了縮松,夾渣,球化不良等一系列問(wèn)題。機(jī)床球墨鑄鐵件往往是大件,同樣存在大斷面球鐵易產(chǎn)生的種種問(wèn)題。目前生產(chǎn)40~150t的球墨鑄鐵機(jī)床件日益增多,目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大噸位,大斷面球墨鑄鐵件有很多是用在機(jī)床上的。大斷面球墨鑄鐵件產(chǎn)生的球化衰退、組織異常、石墨球數(shù)減少、形狀畸變及球化衰退等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。
(9)彈性模量。國(guó)內(nèi)企業(yè)未列入內(nèi)控指標(biāo)。彈性模量是機(jī)床鑄件材質(zhì)的重要性能指標(biāo),但在較近的調(diào)研中,未見(jiàn)國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行測(cè)試。
機(jī)床鑄件的鑄型分型面選擇得正確,可以簡(jiǎn)化造型操作,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,使鑄件尺寸準(zhǔn)確,減少?gòu)U品等。在選擇鑄型分型面時(shí),一般應(yīng)注意下面幾點(diǎn):
1、盡量把鑄件的大部分或全部放在下型內(nèi),這樣可將主要的泥芯放在下型,便于泥芯的安放和檢驗(yàn),還可使上型的高度減低,便于合箱。是鑄件分型面的選擇,它將鑄件全部放在下型,避免錯(cuò)箱,保證鑄件質(zhì)量。
2、應(yīng)使機(jī)床鑄件的加工面及加工基準(zhǔn)面,放在同一個(gè)鑄型內(nèi)。在機(jī)械加工時(shí),鑄件上部的方頭 ( 夾具夾緊處〉是作為外困表面車(chē)削螺紋的基準(zhǔn),由于加工面與加工基準(zhǔn)面都處在同一個(gè)上型內(nèi),從而減少因錯(cuò)箱造成的加工余量不夠。
3、當(dāng)機(jī)床鑄件的加工面很多,又不可能都與基準(zhǔn)面放在分型面的同一側(cè)時(shí),則應(yīng)盡量使加工的基準(zhǔn)面與大部分的加工面放在分型面同一側(cè)。
4、應(yīng)使鑄模容易從鑄型中取出,并盡量減少活塊模、高大的吊砂和彎曲的分型面等。
5、盡量減少泥芯的使用。這樣可以省去制造和安放泥芯的工作,也可減少由此造成的誤差及產(chǎn)生的披縫,降低鑄件的制造成本。
6、鑄件的的不加工表面應(yīng)盡量避免有披縫。在套筒不加工的外圓表面上看不到披縫 , 提高了鑄件的外觀質(zhì)量。
7、鑄型的的分型面,應(yīng)盡量能與澆注位置一致。這樣可避免合箱后,再翻動(dòng)鑄型。因翻箱操作是一個(gè)很繁重的工作,同時(shí)在翻動(dòng)大型鑄件鑄型時(shí),可能使泥芯的位置發(fā)生移動(dòng),影響鑄件的精度或造成缺陷。泊頭市普菱機(jī)械制造有限公司機(jī)床鑄件專業(yè)鑄造生產(chǎn)廠家,質(zhì)量好,價(jià)格低。