机床铸件的成形原理和生产细节

一、机床铸件的成形原理

机床铸件又能称为床身铸件、大型铸件、机床床身、机床铸件、铸件床身、机床铸件、落地镗床身铸件、大型机床铸件等。机床床身材料大多选用灰铁铸铁材质，也有少量的铸钢机床床身，现代机床床身设计中用结构钢焊接的床身比例逐渐上升。

机床铸件一般利用树脂砂型铸造，这样一来，树脂砂型机床铸件刚度好，浇注初期砂型强度不错，有条件利用铸铁凝固过程的石墨膨胀，除掉缩孔、缩松缺陷，实现灰铸铁、球墨铸铁件的少冒口、无冒口铸造。提高了机床铸件的使用率，称为客户青睐的产品。

机床铸件成形原理：

机床铸件生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成机床铸件（或零件）的一种金属成形方法。

机床铸件中的铸铁溶解气体是一个可逆过程。温度降低时，溶解的气体处于过饱和状态，气体能向铁液表面扩散而脱离吸附状态（蒸发）。但在实际生产条件下，因冷却较快，以这种形式析出的气体量受到很大限制。一般可以气泡或其他因素形成合物的形式排除。

机床铸件溶于铁液中过饱和的气体能形成气泡的条件是：

二、机床铸件生产应注重每个细节

铸造技术与工艺是大型机床床身铸件生产中节能节材的基础，并有很大潜力。结合我公司大型铸件生产，主要谈一些大型铸件的铸造工艺技术要点和应用。

我公司主要生产的大型铸件主要为机床床身铸件产品，如大型立车的105t工作台、78t立柱，79t横梁，大型卧车的87t尾座体、95t主轴箱体、9.5m床身等。

实际生产中，应根据每个机床铸件的结构特点编制相应的工艺。大型铸件主要有细长形（如横梁、床身）、圆形（如工作台）和高大型（如尾座体、主轴箱体），如细长形的横梁和床身，为了防止铸件变形，模样设计出预变形挠度，即铸件的反变形量，这种铸件的中间型腔砂芯通用性较好，可以减少芯盒的数量；圆形铸件的孔较大时，可将孔圆形砂型分成1/2或1/4，从而减小芯盒的尺寸。至于外围的扇形型芯，通用性也很高。

对于机床铸件，除了轮廓尺寸大，壁厚也较大，因此所采取的工艺措施显得非常重要。。

（1）冷铁分为内冷铁和外冷铁，对于尾座体、主轴箱体、工作台的厚大部位，在其内部我们设计了焊接内冷铁架（材质为钢筋），外部放置石墨冷铁。

（2）保温冒口针对铸件上箱的厚大部分，放置不同规格的保温冒口，可以起到较好的补缩效果，且减少金属液用量。

（3）对于高大型铸件，我们设计两套浇注系统，上面为一套（距上箱约1/3总高），中下区域为一套，铁液先充入中下区域的浇注系统，上面浇注系统后进，同时，上面的铁液温度比先浇的要高一些，这样的浇注系统对铸件有很好的补缩效果。

（4）铸造工艺模拟对大型铸件的各种预设工艺方案进行模拟，可以避免大型铸件不能先试验在生产带来的风险，可以提高大型铸件的成功率，我厂的105t工作台、78t立柱、87t尾座体、95t主轴箱体都曾进行工艺模拟，起到了为质量保驾护航的作用。

质量的提高是好的节能节材。铸件生产工序多、影响因素多，质量控制难度大，特别是大型铸件，无论从工装、造型工艺和熔炼方面都有很高的要求，每一个细节都需处理好。尤其是铁液的质量对于铸件生产的成败很关键，除了满足材质的牌号要求外，铁液的温度、性能等都对铸件有影响。裂纹是大型铸件的一个敏感问题。我公司的铸件如方形工作台和立柱、刀板等均出现过裂纹，分析原因除了是零件结构本身壁厚差大之外，由铁液材质的性能所导致的裂纹产生占较大比例。另外，根据零件的结构特点选择合适的原材料和配比，对于大型铸件的浇注成功也至关重要。

铸造作为一种传统金属成形行业，随着技术的不断发展，也在逐渐融合其他行业的材料和技术，本身也在蜕变和成长。未来原材料包括生铁、废钢和回炉的成分、性能，以及熔炼过程中发生一系列反应而形成铁液，又经过充型、降温、凝固、冷却等各个环节，会清晰地被业界所了解。在模样制造方面，树脂、钢材等材料也将代替传统的木材，根据需要可以在铸件内镶各种钢管，床身铸件结构也会合理，这些都是大型铸件的未来发展趋势和方向，同时为铸造节能节材带来重要影响。