機(jī)床床身鑄件的殘余應(yīng)力研究 高精度的數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)床的重要標(biāo)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(jī)床鑄件有較低的鑄造應(yīng)力和良好的尺寸精度穩(wěn)定性。但床身鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般導(dǎo)軌較長(zhǎng)，壁厚差較大，在凝固、冷卻過(guò)程中由于溫度場(chǎng)不均勻，容易產(chǎn)生熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、組織應(yīng)力等而導(dǎo)致變形，嚴(yán)重影響其尺寸精度及保持性。然而，近年來(lái)關(guān)于機(jī)床鑄件的殘余應(yīng)力及尺寸穩(wěn)定性的研究報(bào)道很少，因鑄件的殘余應(yīng)力引起的變形甚至開裂成為鑄造行業(yè)的共性技術(shù)問題之一。 床身鑄件采用水平阻流設(shè)計(jì)，橫澆道內(nèi)流體速度較大，末端延長(zhǎng)段斜度較小，不能壓實(shí)流體，液體容易卷氣，導(dǎo)致氣體進(jìn)入導(dǎo)管和型腔，且水平阻流導(dǎo)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(yīng)力不平衡，在后續(xù)的加工中容易引起變形。 大型機(jī)床鑄件床身導(dǎo)軌的溫度場(chǎng)比其他部位大，且距離澆道越遠(yuǎn)、壁厚越大處溫度越高，越容易產(chǎn)生熱應(yīng)力；鑄件底部方孔附近和扁冒口位置溫度場(chǎng)都比較低，凝固速度較快，冒口基本不能起到補(bǔ)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(dǎo)系數(shù)大，冷卻較快；而下箱床身導(dǎo)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(shí)間相差較大，容易產(chǎn)生相變應(yīng)力和組織應(yīng)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(dǎo)軌、豎導(dǎo)軌、節(jié)點(diǎn)等溫差較大之處也出現(xiàn)縮松，容易引起收縮應(yīng)力，可通過(guò)放置冷鐵使鑄件實(shí)現(xiàn)順序凝固或利用內(nèi)澆道的補(bǔ)縮作用加以減小、消除。床身的橫導(dǎo)軌有明顯的彎曲變形，導(dǎo)軌根部受到的拉應(yīng)力比較大，約160~180MPa，應(yīng)力集中也比較大，需要后續(xù)的組合時(shí)效處理來(lái)消除；導(dǎo)軌面上受壓應(yīng)力，約-70~180MPa；豎導(dǎo)軌較短，應(yīng)力相對(duì)較小，拉應(yīng)力約14~26MPa，壓應(yīng)力約-27~52MPa，因此變形也較小。 生產(chǎn)中三維振實(shí)臺(tái)是重要造型設(shè)備之一，特別是形狀較為復(fù)雜的機(jī)床床身，對(duì)振實(shí)臺(tái)更有嚴(yán)格的要求，三維振動(dòng)使用時(shí)振幅要均勻，夾角與弧之間填砂一定要緊實(shí)，型砂在鑄型內(nèi)的填充速度較好是等量的，隨著振實(shí)臺(tái)加速度的增加而急劇地增大密實(shí)度，為了更短的時(shí)間內(nèi)提高型砂的充填密度，選擇振實(shí)臺(tái)是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵。 dongjianzhuzao