CN108607954B - 防踢式机床床身的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机床铸造的技术领域，具体公开了一种防踢式机床床身的制作工艺，包括以下步骤：1、准备模具，模具包括上模和下模，上模的内侧壁上设有凸板，凸板内镶嵌有金属铜板，上模的侧壁可拆卸连接有型芯，型芯内镶嵌有金属铜棒，金属铜板与金属铜棒之间通过金属铜条导热；2、制作砂型；3、合模；4、液态金属熔炼；5、浇注；6、冷却成型：型腔内的铸件原料冷却形成铸件坯体，金属铜棒的热量经金属铜条传递至金属铜板处；7、脱模；8、后处理。本发明能够将铸件坯体壁厚较厚处的热量传递至铸件坯体壁厚较薄处，对壁厚较薄处进行保温，避免壁厚较薄处散热速度过快，导致铸件坯体受到内部应力作用而发生形变，提高防踢式机床床身的质量。
Description
技术领域
本发明涉及机床铸造的技术领域，具体公开了一种防踢式机床床身的制作工艺。
背景技术
现有的机床床身，其底部的侧壁往往是一个与地面相垂直的平面，操作人员在靠近机床床身时，容易踢到机床床身的底部，这样不仅会妨碍操作人员的操作，还会造成机床床身底部受损变形。为此，设计出一种具有防踢功能的机床床身，即在机床床身底部的侧壁设计凹陷部，从而避免操作人员踢到机床床身的底部。但是，由于凹陷部的存在，使得机床床身底部的侧壁厚度较之其他部位明显变薄，而铸件原料在型腔内成型的过程中，壁厚较厚处的散热速度明显小于壁厚较薄处的散热速度，从而，壁厚较薄处收缩快、壁厚较厚处收缩慢，铸件受内部应力作用，导致铸件变形、铸造缺陷等问题。如此，若仍旧通过现有的机床床身铸造工艺铸造具有防踢功能的机床床身，则会导致铸造出来的机床床身质量差，不符合产品的质量标准。因此，需要一种新的机床床身的制作工艺以解决上述问题。
发明内容
本发明意在提供一种防踢式机床床身的制作工艺，以解决现有的机床床身铸造工艺不适于铸造防踢式机床床身的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：防踢式机床床身的制作工艺，包括以下步骤：
S1：准备模具：所述模具包括上模和下模，上模的内侧壁上固定连接有凸板，凸板内镶嵌有金属铜板，上模的侧壁开设有通槽，通槽内安装有型芯座，型芯座固定连接有型芯，型芯内镶嵌有金属铜棒，所述金属铜板与金属铜棒间连接有金属铜条，金属铜条的外壁上固定连接有保温层，所述金属铜板、金属铜棒和金属铜条的内部均设有空腔，且金属铜板、金属铜棒和金属铜条的空腔顺次连通，金属铜棒的空腔连通有进气管，金属铜板的空腔连通有出气管；
S2：制作砂型：选用宝珠砂或者硅砂制作砂型；
S3：合模：将S2中的砂型放置在S1中的下模上，使得上模、砂型和下模共同构成型腔；
S4：液态金属熔炼：将铸件原料熔炼成液态物；
S5：浇注：将S4中的液态物浇注至型腔内；
S6：冷却成型：型腔内的铸件原料冷却形成铸件坯体，过程中型芯处铸件原料的热量经金属铜棒和金属铜条转移至金属铜板上，同时，向金属铜棒内的空腔通气，气体将携带热量经金属铜条的空腔进入金属铜板的空腔内；
S7：脱模：待出气管内排出的气体温度下降至150～350℃时，开模取出铸件坯体；
S8：后处理：将S7中的铸件坯体进行打磨清理飞边。
本基础方案的工作原理和有益效果在于：步骤S1中的模具，由于上模的内侧壁上固定连接有凸板，因此，经由本模具生产出的机床床身将会具有与凸板形状一致的凹陷部，能够避免操作人员在靠近机床床身时踢到机床床身的底部，进而避免操作人员的脚部受伤，同时避免机床床身的底部受损变形。另外，本模具能够避免铸件坯体在后期进行凹陷部的加工，从而减少加工工序，降低加工成本。步骤S2中，选用宝珠砂或者硅砂制作砂型，硅砂具有耐高温、热膨胀系数小、耐腐蚀等特点，而宝珠砂是硅砂的高级替代品，因此，选用宝珠砂或者硅砂制作砂型均可。步骤S3中，将S2中的砂型放置在下模上，扣合上模，使得上模、砂型和下模组成型腔。步骤S4和S5中，将铸件原料熔炼成液态物后，进行浇注，将液态物浇注至型腔内，直至液态物充满型腔。步骤S6中，型腔内的铸件原料逐渐冷却形成逐渐坯体，过程中，由于型芯处铸件原料所形成的铸件坯体的壁厚大于凸板处铸件原料所形成的铸件坯体的壁厚，因此，型芯处铸件原料的散热速度小于凸板处铸件原料的散热速度，此时，型芯处铸件原料的温度大于凸板处铸件原料的温度。于是，金属铜棒将会吸收型芯处铸件原料的热量，经由金属铜条传递至金属铜板，金属铜板受热，并且金属铜板将热量传递给凸板处的铸件原料，对凸板处的铸件原料进行保温，避免凸板处的铸件原料先冷却成型，从而避免铸件坯体受到内部应力而发生形变。同时，通过进气管向金属铜棒的空腔内通气，气体与金属铜棒接触，气体携带热量经金属铜条的空腔进入金属铜板的空腔内，此时气体将其所携带的热量传递给金属铜板，进一步实现对凸板处铸件原料的保温，并且，气体带走金属铜棒的热量，加快了型芯处铸件原料的散热速度。步骤S7中，通过对出气管排出的气体温度进行监控，即可及时脱模取出铸件坯体，步骤S8中，对铸件坯体进行处理，除去铸件坯体上的毛刺和砂。
进一步，所述步骤S4中，铸件原料的熔炼温度为1400～1500℃。
进一步，所述步骤S5中，铸件原料出炉温度为1450℃，浇注温度为1400℃。
进一步，所述步骤S5中，当液态物充满型腔时，在型腔的浇注口处利用振动棒施加10～200Hz低频立体共振场3～4min，以促使液态物充满型腔，同时使得液态物内的气泡被振出，避免铸件坯体内部存在气泡。
进一步，所述步骤S5中，浇注时液态物的流速小于2m/s。
进一步，所述步骤S6中，进气管内的气体流速为0.6～0.8L/min。避免气体流速过大导致气体与金属铜棒、气体与金属铜板之间的接触时间过短，从而导致传热效果低。
附图说明
图1为本发明实施例中防踢式机床床身的制作工艺中所使用的模具的结构示意图；
图2为图1的纵向局部剖视图；
图3为图2中A的放大示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：上模1、下模2、型芯座3、型芯4、金属铜棒5、第一空腔6、进气管7、气体流速调节阀8、第一金属铜条9、第一通道10、凸板11、金属铜板12、第二空腔13、出气管14、第二金属铜条15、第二通道16、金属铜片17、通气孔18、隔热层19。
本实施例中，防踢式机床床身的制作工艺具体包括以下步骤：
S1：准备模具：如图1、图2和图3所示，模具包括上模1和下模2，上模1的侧壁开设有通槽，通槽内滑动连接有型芯座3，型芯座3固定连接有型芯4，型芯4内镶嵌有金属铜棒5，金属铜棒5内开设有第一空腔6，第一空腔6连通有进气管7，进气管7上安装有气体流速调节阀8。金属铜棒5固定连接有第一金属铜条9，第一金属铜条9内开设有第一通道10，第一通道10与第一空腔6连通。
上模1的内侧壁上固定连接有凸板11，凸板11内镶嵌有金属铜板12，金属铜板12的右侧壁上固定连接有隔热层19。金属铜板12内开设有第二空腔13，第二空腔13连通有出气管14。金属铜板12固定连接有第二金属铜条15，第二金属铜条15内开设有第二通道16，第二通道16与第二空腔13连通，且第二金属铜条15远离金属铜板12的一端固定连接有金属铜片17，金属铜片17上开设有通气孔18，第一金属铜条9的下端滑动连接在金属铜片17上，通气孔18能够接通第一通道10和第二通道16。第一金属铜条9和第二金属铜条15的外壁上固定连接有石棉保温层。
S2：制作砂型：选用硅砂制作砂型。
S3：合模：将S2中的砂型放置在S1中的下模2上，使得上模1、砂型和下模2共同构成型腔。
S4：液态金属熔炼：将铸件原料熔炼成液态物，熔炼温度为1480℃，铸件原料出炉温度为1450℃。
S5：浇注：将S4中的液态物浇注至型腔内，浇注温度为1400℃，浇注时液态物的流速小于1.5m/s。当液态物充满型腔时，在型腔的浇注口处利用振动棒施加85Hz低频立体共振场3.5min，以促使液态物充满型腔，同时使得液态物内的气泡被振出，避免铸件坯体内部存在气泡，提高产品的质量。
S6：冷却成型：型腔内的铸件原料冷却形成铸件坯体，过程中，由于型芯4处铸件原料所形成的铸件坯体的壁厚大于凸板11处铸件原料所形成的铸件坯体的壁厚，因此，型芯4处铸件原料的散热速度小于凸板11处铸件原料的散热速度，此时，型芯4处铸件原料的温度大于凸板11处铸件原料的温度。于是，金属铜棒5将会吸收型芯4处铸件原料的热量，经由第一金属铜条9、第二金属铜条15传递至金属铜板12，金属铜板12受热，并且金属铜板12将热量传递给凸板11处的铸件原料，对凸板11处的铸件原料进行保温，避免凸板11处的铸件原料先冷却成型，从而避免铸件坯体受到内部应力而发生形变。
由于初始时即在步骤S5时，第一金属铜条9和第二金属铜条15接通，因此第一金属铜条9的第一通道10、金属铜片17的通气孔18和第二金属铜条15的第二通道16接通，工作人员利用鼓风机通过进气管7向金属铜棒5的第一空腔6内通气，并控制进气管7内的气体流速为0.7L/min。过程中，气体与金属铜棒5接触进行热交换，气体携带热量经第一通道10、通气孔18和第二通道16进入金属铜板12的第二空腔13内，气体与金属铜板12接触，于是，气体将其所携带的热量传递给金属铜板12，进一步实现对凸板11处铸件原料的保温。另外，气体能够带走金属铜棒5的热量，加快了型芯4处铸件原料的散热速度，使得型芯4处铸件原料的温度与凸板11处铸件原料的温度更加趋于一致。
S7：脱模：待出气管14内排出的气体温度下降至150～350℃时，向外拉出型芯座3，开模取出铸件坯体。此时，第一金属铜条9和第二金属铜条15错开，第一通道10与外界接通，第二通道16与外界接通。
S8：后处理：将S7中的铸件坯体进行打磨清理飞边，除去铸件坯体表面的毛刺和砂。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (6)
1.防踢式机床床身的制作工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：准备模具：所述模具包括上模和下模，上模的内侧壁上固定连接有凸板，凸板内镶嵌有金属铜板，上模的侧壁开设有通槽，通槽内安装有型芯座，型芯座固定连接有型芯，型芯内镶嵌有金属铜棒，所述金属铜板与金属铜棒间连接有金属铜条，金属铜条的外壁上固定连接有保温层，所述金属铜板、金属铜棒和金属铜条的内部均设有空腔，且金属铜板、金属铜棒和金属铜条的空腔顺次连通，金属铜棒的空腔连通有进气管，金属铜板的空腔连通有出气管；
S2：制作砂型：选用宝珠砂或者硅砂制作砂型；
S3：合模：将S2中的砂型放置在S1中的下模上，使得上模、砂型和下模共同构成型腔；
S4：液态金属熔炼：将铸件原料熔炼成液态物；
S5：浇注：将S4中的液态物浇注至型腔内；
S6：冷却成型：型腔内的铸件原料冷却形成铸件坯体，过程中型芯处铸件原料的热量经金属铜棒和金属铜条转移至金属铜板上，同时，经进气管向金属铜棒内的空腔通气，气体将携带热量经金属铜条的空腔进入金属铜板的空腔内；
S7：脱模：待出气管内排出的气体温度下降至150～350℃时，开模取出铸件坯体；
S8：后处理：将S7中的铸件坯体进行打磨清理飞边。
2.根据权利要求1所述的防踢式机床床身的制作工艺，其特征在于：所述步骤S4中，铸件原料的熔炼温度为1400～1500℃。
3.根据权利要求2所述的防踢式机床床身的制作工艺，其特征在于：所述步骤S5中，铸件原料出炉温度为1450℃，浇注温度为1400℃。
4.根据权利要求3所述的防踢式机床床身的制作工艺，其特征在于：所述步骤S5中，当液态物充满型腔时，在型腔的浇注口处利用振动棒施加10～200Hz低频立体共振场3～4min。
5.根据权利要求4所述的防踢式机床床身的制作工艺，其特征在于：所述步骤S5中，浇注时液态物的流速小于2m/s。
6.根据权利要求5所述的防踢式机床床身的制作工艺，其特征在于：所述步骤S6中，进气管内的气体流速为0.6～0.8L/min。
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