1,、機(jī)床精度與機(jī)床鑄件的剛性及減震性
精度是 指被加工零件能達(dá)到的加工精度,。因?yàn)槟壳案邫n數(shù)控機(jī)床已進(jìn)入航空航天、兵器,、核工業(yè),、電子技術(shù)、船舶等軍工領(lǐng)域,。重型,、超重型數(shù)控機(jī)床已進(jìn)入大型電站設(shè)備、石化冶金設(shè)備,、汽車制造等行業(yè),。這些高精度、高速切削,、強(qiáng)力切削的數(shù)控機(jī)床對(duì)機(jī)床鑄件的剛度與減震性提出了更高的要求：航天航空,、核工業(yè)、兵器,、發(fā)電設(shè)備所需各種特殊性能的合金材料加工時(shí)又“粘”又“硬”,，故要求機(jī)床與機(jī)床鑄件具有足夠的抗變形能力，即使在高速,、強(qiáng)力切削下仍能保持高精度,。從使用角度上看，機(jī)床鑄件的剛性比強(qiáng)度更為重要,。實(shí)踐與計(jì)算表明,，即使較大的切削力，機(jī)床鑄件的強(qiáng)度仍有較大的安全系數(shù),，但卻會(huì)出現(xiàn)由于剛性差,、抗變形能力及減震性差而失去加工精度。因此高端數(shù)控精密機(jī)床在高速切削,、強(qiáng)力切削下,，機(jī)床鑄件必須具有較高的剛性與優(yōu)良的減震性。
現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中主要受力的機(jī)床件,，往往不是 按強(qiáng)度設(shè)計(jì)的,，大部分是 按剛性設(shè)計(jì)的,。提高機(jī)床鑄件剛性的措施來(lái)自兩個(gè)方面：一個(gè)是 提高鑄件的結(jié)構(gòu)剛性，這就是 機(jī)床件向雙層壁,、多層壁結(jié)構(gòu)發(fā)展,，形成機(jī)床件薄壁化，結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的重要原因,。另一項(xiàng)措施是 提高機(jī)床鑄件的材質(zhì)剛性,，即彈性模量，而彈性模量的高低主要取決于抗拉強(qiáng)度,。
保持加工時(shí)高精度的另一因素是 機(jī)床鑄件必須具備優(yōu)良的減震性,。值得提出的是 ，在減震性能中,，灰鑄鐵的減震性優(yōu)于球墨鑄鐵,，而灰鑄鐵中，碳當(dāng)量高的減震性又優(yōu)于碳當(dāng)量低的,。實(shí)踐表明,，高碳當(dāng)量、低強(qiáng)度灰鑄鐵吸震率高,，其次是 低碳當(dāng)量,、高強(qiáng)度灰鑄鐵，球墨鑄鐵次于灰鑄鐵,，碳鋼較低,，這也是 機(jī)床件大部分是 灰鑄鐵的原因。長(zhǎng)期以來(lái),，機(jī)床件的高剛度,、高強(qiáng)度與優(yōu)良的減震性難以統(tǒng)一。前者要求低碳當(dāng)量,，后者要求高碳當(dāng)量，因此高端精密機(jī)床的精度要求其鑄件既要有強(qiáng)有力的抗變形能力的材質(zhì)剛性,，又要有優(yōu)良的減震性,，這就要求碳當(dāng)量與高強(qiáng)度、高剛度在一個(gè)新的高度上達(dá)到平衡,。即在高碳當(dāng)量下達(dá)到高強(qiáng)度,、高剛度。
2,、機(jī)床精度保持性與機(jī)床鑄件的殘余應(yīng)力
機(jī)床床身鑄件精度保持性是 高端數(shù)控機(jī)床較重要的質(zhì)量指標(biāo),，目前我國(guó)與國(guó)外還有相當(dāng)大的差距。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的精度保持性約為一年,，而國(guó)外可達(dá)五年,。這是 我國(guó)數(shù)控機(jī)床進(jìn)口量為世界前茅的原因之一,。鑄件中的殘余應(yīng)力對(duì)鑄件尺寸精度穩(wěn)定性的影響是 很大的。高精度的機(jī)床在加工中,，引起塑性的,，不可逆的變形有三個(gè)因素：工作負(fù)荷、材料剛度,、殘余應(yīng)力,，這三者中殘余應(yīng)力較為危險(xiǎn)，因?yàn)槠鋺?yīng)力往往大于工作負(fù)荷,，且它是 持續(xù)的,，不間斷的。為經(jīng)過(guò)熱時(shí)效后的機(jī)床鑄件,，殘余應(yīng)力較小,，鑄件變形較小。在灰鑄件中,，殘余應(yīng)力與強(qiáng)度及碳當(dāng)量有著密切的關(guān)系,，它隨碳當(dāng)量的降低而增大，隨抗拉強(qiáng)度的增大而增大,。
因此,，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，我國(guó)機(jī)床件的低碳當(dāng)量,、高強(qiáng)度所帶來(lái)較高的殘余應(yīng)力一直未能得到很好的解決,。一些國(guó)外用戶購(gòu)買我國(guó)機(jī)床鑄件后往往堆放半年或一年后再用，進(jìn)行自然時(shí)效,，降低與釋放殘余應(yīng)力,。因此，實(shí)現(xiàn)高碳當(dāng)量,、高強(qiáng)度的主要途徑是 高剛度,，低應(yīng)力的精度保持性。
3,、機(jī)床鑄件的高強(qiáng)度與加工性能
高精度的機(jī)床鑄件,，大部分都是 用數(shù)控加工中心機(jī)床進(jìn)行加工的。目前主軸轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼妿浊мD(zhuǎn)到幾萬(wàn)轉(zhuǎn),，甚至達(dá)十幾萬(wàn)轉(zhuǎn),。切削速度大幅度提高，每臺(tái)數(shù)控中心皆有幾百把刀具,，換刀速度從十幾秒到10s,，3s，甚至達(dá)1s,。因此要求機(jī)床鑄件具有優(yōu)良的切削性能,。而現(xiàn)在的問(wèn)題是 低碳當(dāng)量,，在提高鑄鐵的強(qiáng)度的同時(shí)，也導(dǎo)致了高硬度及加工性能的惡化,。
機(jī)床鑄件包括床身,、工作臺(tái)、立柱,、龍門頂,、連接梁、底座,。材質(zhì)均為優(yōu)質(zhì)細(xì)膩的灰口鑄鐵HT200-HT250,，精確的配比，更高的抗拉抗彎強(qiáng)度,， 國(guó)際流行的熱處理工藝,，使鑄件應(yīng)力變形減少到較小度。長(zhǎng)久使用更趨于穩(wěn)定,。影響機(jī)床鑄件質(zhì)量的因素如下：
①大型機(jī)床鑄件的設(shè)計(jì)工藝性,。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了要根據(jù)工作條件和金屬材料性能來(lái)確定機(jī)床鑄件幾何形狀,、尺寸大小外,，還必須從鑄造工藝特性的角度來(lái)考慮 設(shè)計(jì)的合理性，即明顯的尺寸效應(yīng)和凝固,、收縮,、應(yīng)力等問(wèn)題，以避免或減少鑄件的成分偏析,、變形,、開(kāi)裂等缺陷的產(chǎn)生。
②合理的鑄造工藝,。即根據(jù) 大型機(jī)床床身鑄件結(jié)構(gòu),、重量和尺寸大小，鑄造特性和生產(chǎn)條件,，選擇合適的分型面和造型,、造芯方法，合理設(shè)置鑄造筋,、冷鐵,、冒口和澆注系統(tǒng)等,。以保證獲得優(yōu)質(zhì)機(jī)床鑄件,。
③鑄造用原材料的質(zhì)量。金屬爐料,、耐火材料,、燃料,、熔劑、變質(zhì)劑以及鑄造砂,、型砂粘結(jié)劑,、涂料等材料的質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)使鑄件產(chǎn)生氣孔,、小孔,、夾渣、粘砂等缺陷,，影響鑄件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量,，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鑄件報(bào)廢。
④工藝操作,，要制定合理的工藝操作規(guī)程,，提高工人的技術(shù)水平，使工藝規(guī)程得到正確實(shí)施,。
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