泊头市康恒工量具制造有限公司

 　　 数控床身铸件是机床主要部件，大型床身一般采用铸造方法生产。对于大型床身，根据功能需要，设计的床身壁厚悬殊较大，这将造成铸件在凝固过程中产生残余应力，影响床身尺寸精度和使用寿命。近年来，残余应力的去掉引起业界的大关注，特别是振动时效技术因其具有绿色、节能等优点而被普遍应用。振动时效工艺参数的确定确切了解工件残余应力的分布和大小。床身铸造的基本工艺条件：采用树脂砂型铸造方法。铸造工艺流程为浇注温度为1400℃，72h后落砂，自然冷却。铸件凝固过程中系统的热物理参数、热边界条件以及系统内能都随时间而变化。 
　　 由于机床床身的尺寸较大，在初始浇注时模型的温度并不均匀。假设开始浇注短时间0.01s范围内稳态热分析的结果作为后续瞬态热分析的初始条件。铸件初始温度：1400℃，铸型初始温度：25℃。对铸造过程进行热分析的边界条件是铸型与空气之间的空气对流。由于砂型铸造，对流系数随温度变化不大，取为常数65W/m2.C。在强通风对流条件下，床身温度变化尤其快，较初1h温度下降高达180℃，4h后床身整体温度已降至50℃以下，且较低温度已接近室温。随后由于本身温度较低，温度变化相对缓慢，7h后较高温度降至28.5℃，整体温差只有3℃。同时可以看到铸件在落砂后，自然对流条件下较薄部位的筋板和横断隔板降温较快，较厚部位的无排屑孔导轨降温较慢。 
　　 大型床身铸件在高温下浇注，在凝固冷却过程中，因温度下降而产生收缩和发生相变，如收缩和相变受到阻碍，便会在铸件中产生铸造应力。铸造应力按其形成原因可分为热应力、相变应力和机械阻碍应力三种。铸造应力是热应力、相变应力和机械应力三者之和。常用的去掉应力的方法如下： 
　　 一、自然时效法自然时效去掉应力效果好，但要达到去掉残余应力的目的，就要使铸件长期暴露的空气中数年。长时间的放置全部不适合现代企业生产，一般不予采用。 
　　 二、热时效法热时效能去掉应力，但对设备成本高、耗能高，根据时效窑的功率不同一般需要30h以上。是普通使用的去掉残余应力的工艺方式。但在能源日益紧张的情况下，也不适合应用，而且其经济成本高，不符合企业生产的综合经济效益。所以需要寻找一种能够替代热时效的工艺方法。 
　　 三、振动时效法振动时效的实质是以振动的形式给工件施加附加应力。当附加应力与残余应力叠加后，达到或超过材料的屈服限时，工件发生微观或宏观的塑性变形，从而降低和均化工件的残余应力，从而使工件几何尺寸稳定。该工艺方法耗能低、设备简单使用方便，目前普遍应用。 
　　 如数控床身铸件浇注后，在惰性气体，或还原性保护气氛下冷却，把防止氧反应和防止表面脱碳结合起来，直保护到数控床身铸件表面达不到氧反应温度为止。表面保护良好的铸件脱壳后其表面呈银灰色、银白色或带彩色的氧反应色。清理对熔模铸件表面粗糙度影响也很大。浇注和金属液凝固过程中，因温度较高，铸件表面会氧反应，且氧反应层不均匀，加上数控床身铸件表面金属氧反应物有可能与型壳中氧反应物作用，促使铸件表面不均匀的脱落，显著地增加铸件表面的粗糙度。数控床身铸件在保护气氛下冷却是表面的重要一环。如铸件浇注后，在惰性气体，或还原性保护气氛下冷却，把防止氧反应和防止表面脱碳结合起来，直保护到铸件表面达不到氧反应温度为止。表面保护良好的铸件脱壳后其表面呈银灰色、银白色或带彩色的氧反应色。清理对熔模铸件表面粗糙度影响也很大。 
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