重型機(jī)床超長床身的制造工藝設(shè)計

6)精度穩(wěn)定性好。作為機(jī)床的關(guān)鍵零件，其精度對整機(jī)精度影響極大，變形一般不易發(fā)現(xiàn)，且難以恢復(fù)，因此保持精度的穩(wěn)定性對床身來說至關(guān)重要。

1.2重型機(jī)床床身的材料及結(jié)構(gòu)

由于床身的上述技術(shù)要求，因此在重型機(jī)床超長床身的材料上選用細(xì)膩的灰口鑄鐵HT200-HT300，抗拉抗彎強(qiáng)度更高，且具有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)：

1)工藝性能好。由于灰口鑄鐵含碳量高，接近于共晶成分，故熔點(diǎn)比較低，流動性良好、收縮率小，因此適宜于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或薄壁床身鑄件。另外，由于石墨使切削加工時易于形成斷屑，所以灰口鑄鐵的可切削加工性優(yōu)于鋼；

2)床身鑄件耐磨性與消震好。由于鑄鐵中石墨有利于潤滑及貯油，所以耐磨性好。同樣由于石墨的存在，灰口鑄鐵的消震性優(yōu)于鋼；

3)實(shí)型鑄造生產(chǎn)中采用聚苯乙烯泡塑模樣，當(dāng)金屬液澆入鑄型時，泡沫塑料模樣在高溫下迅速氣化，金屬液取代原來泡沫塑料所占的位置，冷卻凝固成與模樣形狀相同的實(shí)型鑄件。這種方法不但省去了昂貴的木材模型費(fèi)用，而且便于操作，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，具有尺寸精度高、加工余量小、表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。

在床身的結(jié)構(gòu)上，為了提高剛度及承載能力，重型機(jī)床床身主要采取框架式結(jié)構(gòu)，而機(jī)床導(dǎo)軌也采取了承載能力較強(qiáng)的矩形導(dǎo)軌。由于機(jī)床床身內(nèi)部筋板的結(jié)構(gòu)和布局方式直接影響著床身的動靜態(tài)性能，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要作好床身的動靜態(tài)剛性分析。

1.3重型機(jī)床超長床身的精度要求

重型機(jī)床床身的主要精度在正導(dǎo)軌的直線度以及其余各導(dǎo)軌與正導(dǎo)軌的平行度、垂直度。此外，為了保證拼合后的加工精度以及拆卸后再拼合的裝配精度，對單段床身的結(jié)合端面及端面上的定位鍵槽也有較高的要求。

2超長床身制造工藝的設(shè)計原則

本文針對超長床身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求，結(jié)合武重集團(tuán)加工設(shè)備的實(shí)際情況，為提高超長床身的加工質(zhì)量和效率，擬定以下工藝設(shè)計原則：

1)滿足重型機(jī)床超長床身高質(zhì)量、高精度的設(shè)計要求；

2)合理的安排熱處理工序，盡量消除零件在鑄造和加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減小對加工精度的影響，保證超長床身制造精度的穩(wěn)定性；

3)超長床身的粗加工為單段加工，安排在剛性好的加工設(shè)備上，以去除余量為主，提高生產(chǎn)效率；半精加工仍為單段加工，主要是修正粗加工的偏差，并將結(jié)合面加工到位，為精加工打好基礎(chǔ)；精加工安排在XKD2755上臨床拼合后一次裝卡下加工，在保證加工質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)效率；

4)精加工中合理選擇裝卡方式、加工刀具、檢測方法，減小變形，保證超長床身較終的加工精度。

3超長床身的制造工藝

超長床身的制造工藝主要包括鑄造、熱加工和冷加工，鑄造是零件毛坯的成型，熱加工主要是指熱處理，冷加工主要包括加工設(shè)備選型、零件的裝卡、刀具工裝的選用以及加工方法等，超長床身在大規(guī)格數(shù)控龍門銑床上加工的新工藝，精加工設(shè)備選型選用的是大規(guī)格數(shù)控龍門銑床XKD2755，其加工工藝路線設(shè)計如下：鑄造一時效處理一劃線一粗銑一時效處理一劃線一半精銑一鉗工拼裝一精銑一檢驗(yàn)入庫。

重型機(jī)床超長床身鑄件的材質(zhì)一般為HT250，壁厚在40~60mm，重量在10~50t，屬于大厚壁鑄件。床身類鑄件較大的特點(diǎn)是導(dǎo)軌都比較厚，一般在60~100mm，很容易產(chǎn)生鑄造組織缺陷，特別是十幾米長的床身導(dǎo)軌要保證沒有任何氣孔、砂眼等缺陷是非常困難的，而且導(dǎo)軌都比較長，從幾米到十幾米，極容易產(chǎn)生彎曲變形。根據(jù)重型機(jī)床的特點(diǎn)，床身鑄件大多都是單件小批量的生產(chǎn)，沒有通用的砂箱工裝，投資很大，特別是數(shù)控機(jī)床的床身，由于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，在模樣制作、砂芯緊固等造型操作方面都存在較大難度，其材質(zhì)還要具有良好的精度穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度和減震性，此外還要有良好的鑄造性能和切削性能，其硬度要求。