一种实型铸造龙门铣床移动工作台铸造工艺方法与流程 专利技术说明

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及实型铸造相关技术领域，具体为一种实型铸造龙门铣床移动工作台铸造工艺方法。背景技术：2.移动工作台垫板是锻造液压机的重要受力功能部件，安装在下横梁上，移动工作台本体上开有t形槽用于固定防护托板和模具。一个移动工作台从压机外部的导轨运行到压机正下方需要经过启动、缓冲制动及定位几个阶段，对移动工作台垫板的要求较高，要具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高、耐磨性和减振性良好等性能。3.移动工作台的t型槽、273个液压垫顶杆过孔、侧面4个起吊孔和底面四角的气缸限位器在正常铸造时易产生缩孔缩松缺陷，移动工作台垫板的长度大于所有常用的砂箱长度，因此需要两头合浇，两头合浇时必须要有400mm以上间距，但实际两头的间距只有325mm，若直浇道按照正常方法单头中间放置，进行浇注时跑水风险很大，很容易造成铸件报废，同时移动工作台垫板中间部位有较长的的悬空部位，为了防止t型槽和273个顶杆过孔发生缩孔缩松缺陷，需采取直接随形冷铁和常规冷铁进行预防，但型面放置较多的冷铁很容易造成中间悬空部位下榻导致铸件变形，由于移动工作台垫板主要起到承载模具的作用，导致铸件报废的可能性很大，由于铸件净重较大，且材质为球铁，如若跑水报废，则会造成巨大损失。技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种实型铸造龙门铣床移动工作台铸造工艺方法，以解决上述背景技术提出的目前传统的铸造工艺在铸造龙门铣床移动工作台时铸件报废风险较大的问题。5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实型铸造龙门铣床移动工作台铸造工艺方法，所使用的铸造砂型结构包括砂箱，砂箱上开设有直浇道，所述工艺包括如下步骤：s1：造型：造型时采用两次翻身造型的方案，造型前先制作泡沫模型，造型时先造型底面，型面朝下，提前设置好内浇道，埋砂时先埋内浇道，防止内浇道晃动，再将中间空荡处进行埋砂造型，快埋到底面时将横浇道和直浇道进行连接，然后对砂箱模型进行翻身，在移动工作台的t型槽部位放置直接随形冷铁，液压垫顶杆过孔和其余厚大部位放置隔砂常规冷铁进行激冷，待措施处理完成后制造型面部位，最后再次进行翻身设置直浇道和浇口盆；s2：浇注：浇注材料包括c 3.5-3.7%，si 2.0-2.3%，mn 0.4-0.6%，cr 0.1-0.3%，cu 0.6-0.8%，mg 0.04-0.06%，re 0.02-0.04%，p≤0.05%，s≤0.012%，调整金属液的化学成分，提高铁液的碳当量，使其处于亚共晶状态，并控制合金元素的成分比例，同时浇注温度设为1360-1385℃；s3：去应力退火：首先将铸好的铸件放入热处理炉中以≤60℃/h的速率加热升温到540-560℃之间，然后保温12h，最后以≤30℃/h的速率降温到200℃，之后通过静置空气冷却冷却到常温。6.进一步地，所述砂箱的浇注系统选用侧注式浇注系统，直浇道位于砂箱的两个对角位置，且呈对称设置，直浇道两端分别放置有500mm的锅台。7.进一步地，所述步骤s1中埋砂造型时，在移动工作台垫板端部增设泡沫条辅助块，所述泡沫条辅助块与模型之间形成工字型结构。8.进一步地，所述步骤s1中对t型槽部位造型制模时，t型槽模型型面放量15mm，t型槽部位比型面低1mm。9.进一步地，所述步骤s1中模型制作时将原尺寸为φ90的侧面翻转起吊孔做成φ60，且在侧面翻转起吊孔内放置φ60的圆钢冷铁，圆钢冷铁外漏80-150mm以保障孔内的激冷效果。10.进一步地，所述步骤s1中在对移动工作台底面四处的φ80和φ65台阶式气缸过孔进行造型时放入φ60和φ45台阶式内冷铁进行激冷。11.进一步地，所述步骤s1中对底面四角的气缸限位器进行制模时，泡沫模型做成与底面齐平，并在上面打叉，解箱后通过机加工将气缸限位器处多余贴量去除，保证四角气缸限位器充型质量。12.进一步地，所述步骤s1造型时t型槽作为型面进行造型，步骤2中浇注时将移动工作台的t型槽朝下放置，将移动工作台底面作为排渣面。13.进一步地，所述步骤s1中对砂箱模型进行翻身前，都要将砂箱模型放置一段时间，等待砂子硬化。14.进一步地，所述步骤s3中对铸件进行加热升温时，应保证铸件各处均匀受热。15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明一种实型铸造龙门铣床移动工作台铸造工艺方法，在造型时采用两次翻身造型的新方案，先造型底面，型面朝下，提前设置好内浇道，埋砂时先埋内浇道，防止内浇道晃动，再将中间空荡处进行埋砂造型，快埋到底面时将横浇道和直浇道窝进行连接。其次，放置一段时间后，待砂子硬化后造型翻身，对t型槽部位放置直接随形冷铁，273个液压垫顶杆过孔和其余厚大部位放置隔砂常规冷铁进行激冷，待措施处理完成后造型面部位；最后，待型面砂子硬化后再进行翻身设置直浇道和浇口盆，然后进行浇注，通过以上措施，不仅能有效避免t型槽和273个顶杆过孔发生缩孔缩松缺陷，而且能够防止型面冷铁过多导致型面中间塌陷变形。附图说明16.图1为本发明浇注系统结构示意图；图2为本发明移动工作台底面结构示意图；图3为本发明移动工作台侧面结构示意图；图4为本发明移动工作台上表面结构示意图；图5为本发明台阶式内冷铁结构示意图。17.图中标号：1、直浇道；2、直接随形冷铁；3、泡沫辅助块；4、内冷铁；5、气缸过孔；6、顶杆过孔；7、起吊孔；8、t型槽；9、台阶式内冷铁。实施方式18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。19.为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。20.结合图1-图5，一种实型铸造龙门铣床移动工作台铸造工艺方法，所使用的铸造砂型结构包括砂箱，砂箱上开设有直浇道1，所述工艺包括如下步骤：s1：造型：造型时采用两次翻身造型的方案，造型前先制作泡沫模型，造型时先造型底面，型面朝下，提前设置好内浇道，埋砂时先埋内浇道，防止内浇道晃动，再将中间空荡处进行埋砂造型，快埋到底面时将横浇道和直浇道1进行连接，然后对砂箱模型进行翻身，在移动工作台的t型槽8部位放置直接随形冷铁2，加大导轨面的激冷效果，避免了t型槽8出现缩孔缩松的缺陷，液压垫顶杆过孔6和其余厚大部位放置隔砂常规冷铁进行激冷，待措施处理完成后制造型面部位，最后再次进行翻身设置直浇道1和浇口盆；s2：浇注：浇注材料包括c 3.5-3.7%，si 2.0-2.3%，mn 0.4-0.6%，cr 0.1-0.3%，cu 0.6-0.8%，mg 0.04-0.06%，re 0.02-0.04%，p≤0.05%，s≤0.012%，其余为fe和不可避免的杂质元素，调整金属液的化学成分，提高铁液的碳当量，使其处于亚共晶状态，并控制合金元素的成分比例，同时浇注温度设为1360-1385℃；s3：去应力退火：首先将铸好的铸件放入热处理炉中以≤60℃/h的速率加热升温到540-560℃之间，然后保温12h，最后以≤30℃/h的速率降温到200℃，之后通过静置空气冷却冷却到常温。21.请参阅图1，所述砂箱的浇注系统选用侧注式浇注系统，直浇道1位于砂箱的两个对角位置，且呈对称设置，直浇道1两端分别放置有500mm的锅台，从而单头只需300mm空间即可放横浇道，这样既可以充分使用砂箱空间，又可满足铸件充型均匀。22.请参阅图1和图3，所述步骤s1中埋砂造型时，在移动工作台垫板端部增设泡沫条辅助块3，所述泡沫条辅助块3与模型之间形成工字型结构，由于移动工作台垫板端部一侧筋板只有40mm，埋砂时容易收到挤压，导致筋板变形，通过在垫板端部增加80*80mm泡沫条辅助块3，与模型之间形成工字型结构，支撑着垫板端部，避免在造型过程中发生变形。23.请参阅图1、图3和图4，所述步骤s1中对t型槽8部位造型制模时，t型槽8模型型面放量15mm，t型槽8部位比型面低1mm，t型槽8在模型制作时型面放量15mm，t型槽8部位比型面低1mm，采取在t型槽8部位放置直接随形冷铁2的措施，加大导轨面的激冷效果，避免了t型槽8出现缩孔缩松的缺陷；所述步骤1造型时t型槽8作为型面进行造型，步骤2中浇注时将移动工作台的t型槽8朝下放置，将移动工作台底面作为排渣面，移动工作台垫板的t型槽8平台是一种用来固定工件的操作平台，是钳工工人用来调试、装配、维修设备的基础工作平台，t型槽8硬度和耐磨性能要求更高，因此浇注时不能将t型槽8当做排渣面。24.请参阅图3，所述步骤s1中模型制作时将原尺寸为φ90的侧面翻转起吊孔7做成φ60，且在侧面翻转起吊孔7内放置φ60的圆钢冷铁，圆钢冷铁外漏80-150mm以保障孔内的激冷效果，避免起吊孔7出现缩孔缩松的缺陷。25.请参阅图2，所述步骤s1中在对移动工作台底面四处的φ80和φ65台阶式气缸过孔5进行造型时放入φ60和φ45台阶式内冷铁94进行激冷，防止台阶式气缸过孔5内部出现缩孔缩松，所述步骤1中对底面四角的气缸限位器进行制模时，泡沫模型做成与底面齐平，并在上面打叉，解箱后通过机加工将气缸限位器处多余贴量去除，保证四角气缸限位器充型质量。26.所述步骤s1中对砂箱模型进行翻身前，都要将砂箱模型放置一段时间，等待砂子硬化，能够防止型面冷铁过多，且砂型承受力不足导致型面中间塌陷变形；所述步骤s3中对铸件进行加热升温时，应保证铸件各处均匀受热，可以防止铸件受热不均导致变形开裂。27.具体的，移动工作台垫板长度为5550mm，宽度为2200mm，高度为670mm，重量为22974kg，而常用的最长的砂箱为0#箱，总长度为6200mm，因此需要两头合浇，两头必须要有400mm以上间距，但实际两头的间距只有325mm，若直浇道1按照正常的单头中间放置则跑水风险很大，很容易导致铸件直接报废。28.铸件高度为670mm，选用侧注式浇注系统，两头浇注系统对称设置，将直浇道1移至模型的两个对角位置如图1所示，单头只需300mm空间即可放横浇道，这样既可以充分使用砂箱空间，又可满足铸件充型均匀。有t型槽8的面作为型面，底面作为排渣面，内浇道呈多点分散注入，保证铁水逐层依次充满铸型，充分考虑铁水的流程，避免产生冷隔、浇不足等其它缺陷。最后，分别在直浇道1两端分别放置500mm的锅台，提高浇注时铁水的充型速度，使泡沫快速气化分解，确保铸件充型完好。29.移动工作台垫板端部一侧筋板只有40mm，埋砂时容易收到挤压，导致筋板变形。通过在垫板端部增加80*80mm泡沫条辅助块3，与模型之间形成工字型结构，支撑着垫板端部，避免在造型过程中发生变形的现象。30.移动工作台垫板的t型槽8平台是一种用来固定工件的操作平台，是钳工工人用来调试、装配、维修设备的基础工作平台，硬度和耐磨性能要求更高。侧面翻转起吊孔7设计到安全，不允许孔内出现缩孔缩松缺陷，否则将影响到人员安全；273个φ40mm的液压垫顶杆过孔6精度要求较高。故为了防止t型槽8、侧面翻转起吊孔7和273个顶杆过孔6出现缩孔缩松缺陷，对t型槽8在模型制作时型面放量15mm，t型槽8部位比型面低1mm，采取在t型槽8部位放置直接随形冷铁2的措施，加大导轨面的激冷效果，避免了t型槽8出现缩孔缩松的缺陷。模型制作时侧面翻转起吊孔7原φ90，做成φ60，放置φ60圆钢，外漏80-150mm保障孔内的激冷效果；模型制作时液压垫顶杆过孔6未做出，孔深260mm，较厚大，造型时放置隔砂常规冷铁进行激冷，防止孔内出现缩孔缩松；针对底面四处气缸过孔5为φ80和φ65台阶式过孔，造型时放入φ60/φ45台阶式内冷铁94进行激冷，防止内部出现缩孔。31.底面四角为气缸限位器，厚度只有15mm，铸造时不易充型。为防止气缸限位器充型不足，泡沫制作时做成与底面齐平，并在上面打叉，解箱后四角气缸限位器充型较好，机加工将多余贴量去除，保证四角气缸限位器充型质量。32.浇注时不能将t型槽8当做排渣面，浇注时一般在下方，底面为排渣面，故造型时t型槽8要做型面进行造型，但为了防止t型槽8和273个顶杆过孔6发生缩孔缩松缺陷，需采取直接随形冷铁2和常规冷铁进行预防，型面放置较多的冷铁很容易造成中间悬空部位下榻导致铸件变形，由于移动工作台垫板主要起到承载模具的作用，铸件报废的可能性很大。33.为了防止型面中间塌陷变形，故造型时采用两次翻身造型的新方案。首先，造型时先造型底面，型面朝下，内浇道提前设置好，埋砂时先埋内浇道，防止内浇道晃动，再将中间空荡处进行埋砂造型，快埋到底面时将横浇道和直浇道1窝进行连接。其次，放置一段时间后，待砂子硬化后造型翻身，对t型槽8部位放置直接随形冷铁2，273个φ40mm的液压垫顶杆过孔6和其余厚大部位放置隔砂常规冷铁进行激冷，待措施处理完成后造型面部位；最后，待型面砂子硬化后再进行翻身设置直浇道1和浇口盆，然后进行浇注。通过以上措施，不仅能有效避免t型槽8和273个顶杆过孔6发生缩孔缩松缺陷，而且能够防止型面冷铁过多导致型面中间塌陷变形。34.浇注材料：c 3.5-3.7%，si 2.0-2.3%，mn 0.4-0.6%，cr 0.1-0.3%，cu 0.6-0.8%，mg 0.04-0.06%，re 0.02-0.04%，p≤0.05%，s≤0.012%，其余为fe和不可避免的杂质元素；通过调整金属液的化学成分，提高铁液的碳当量，使其处于亚共晶状态，并适当控制一下合金元素的成分比例，同时浇注温度设为1360-1385℃，从而减少铁液的收缩倾向，有助于提高移动工作台垫板铸件的产品质量。35.一般机床铸件工艺有去应力退火、完全退火和球化退火。而我们移动工作台垫板铸件用到的退火工艺就是去应力退火，去应力退火又称低温退火(或高温回火)，主要是消除铸件内部的残余应力。如果铸件中的残余应力不予消除，将会引起铸件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。经过严格退火工艺控制，可以有效让铸件内部的分子结构更加的均匀稳定。只有进行有效的退火工艺，才能造出好的机床件。移动工作台垫板铸件去应力退火是先将铸好的铸件首先以≤60℃/h的速率到ac1以下的适当温度在540-560℃之间，之后保温12h，最后以≤30℃/h的速率降温200℃，之后进行空冷到常温。去应力加热温度低，在退火过程中无组织转变，目的主要是为了消除铸件中的残余应力，稳定铸件尺寸及形状，减少移动工作台垫板在切削加工和使用过程中的变形及裂纹倾向。36.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。









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