機床床身鑄件的殘余應力研究 高精度的數(shù)控機床是現(xiàn)代機床的重要標志，其高精度指零部件的加工精度及其穩(wěn)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(wěn)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(chǎn)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(wěn)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(yè)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(nèi)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(wěn)，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(xù)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(chǎn)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(shù)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(chǎn)生相變應力和組織應力。 在澆道上出現(xiàn)縮松缺陷，但不影響鑄件的質(zhì)量；床身的橫導軌、豎導軌、節(jié)點等溫差較大之處也出現(xiàn)縮松，容易引起收縮應力，可通過放置冷鐵使鑄件實現(xiàn)順序凝固或利用內(nèi)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(xù)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(chǎn)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(nèi)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(nèi)提高型砂的充填密度，選擇振實臺是整個生產(chǎn)過程的關鍵。 dongjianzhuzao