CN108838336B - 可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺 - Google Patents

可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于铸造加工技术领域，尤其涉及可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺。其包括以下步骤：A、模具制作，模具上设有两个用于丝杠模组安装的定位单元和保温单元；B、制芯造型，根据制作后的模具型腔结构制作砂芯，然后制造砂型和浇口，备用；C、下芯合箱，将砂芯放入模具型腔中，同时进行排气，将模具和砂型进行压紧合模；D、浇铸，将浇铸液从浇口通入模具中填充内部空间，形成床身；E、冷却，浇铸后，在床身冷却的过程中，对床身薄壁处用于安装丝杠模组的第一成型槽和第二成型槽中的铸块进行保温；F、脱模落砂；G、清理。本方案可以将丝杠模组的安装块直接和床身一起铸造，避免后期的加工误差，提升了丝杠模组的安装精度。

Description

可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺
技术领域
本发明属于铸造加工技术领域，尤其涉及可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺。
背景技术
丝杠模组属于机床核心部件，主要用于带动刀具移动和定位，所以机床对丝杠模组的安装精度要求极高。现有的丝杠模组和机床采用分体式加工，将丝杠模组的安装块安装在机床上，或者直接在车床上进行再加工。上述加工方式均存在加工误差，这样丝杠模组的安装精度较低，丝杠模组在带动刀具时的定位精度差，工件的加工精度差。
同时现有机床在铸造过程中，由于机床各处的壁厚不同，所以冷却的速度和时间均不相同。这样就会存在机床壁薄处会先冷却凝固，壁厚处后冷却凝固，先冷却处的材料会率先稳定下来不再流动；壁厚处的材料在冷却过程耗时长且会持续收缩，这样就会拉扯在先冷却的结构，造成壁薄处结构变形。
发明内容
本发明提供一种可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，以解决现有的丝杠模组和机床采用分体式加工，丝杠模组的安装块安装在机床上，或者直接在车床上进行再加工，存在加工误差，这样丝杠模组安装精度较低的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案: 可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，包括以下步骤：A、模具制作，模具上设有两个用于丝杠模组安装的定位单元，每个定位单元均包括第一成型槽和第二成型槽，第一成型槽和第二成型槽平行设置，两个第一成型槽位于同一水平线上，两个第二成型槽位于同一水平线上并位于第一成型槽的下侧，第一成型槽的壁部和第二成型槽的壁部均设有保温室，所述保温室内嵌设有导热板，每个导热板均连接有第二导热丝；模具上还设有保温单元，保温单元包括贯穿床身的通孔，通孔的两端均安装有型芯座，每个型芯座均固定有型芯，型芯内固定有导热棒，导热棒的端部连接有第一导热丝，第一导热丝同时连接多个第二导热丝；B、制芯造型，根据制作后的模具型腔结构制作砂芯，然后制造砂型和浇口，备用；C、下芯合箱，将砂芯放入模具型腔中，同时进行排气，将模具和砂型进行压紧合模；D、浇铸，将浇铸液从浇口通入模具中填充内部空间，形成床身；E、冷却，浇铸后，利用水冷系统对模具中的床身进行冷却，同时，在床身冷却的过程中，对床身薄壁处用于安装丝杠模组的第一成型槽和第二成型槽中的铸块进行保温，床身壁厚处的热量通过第二导热丝传递到保温室内的导热板中，导热板将热量传递给第一成型槽和第二成型槽中的铸块；F、脱模落砂，床身温度冷却至200℃～250℃时，打开模具，等待床身自然冷却，敲碎砂芯和砂型，完成脱模；G、清理，清理床身中残留的砂粒。
本方法的基本原理：主要对现有的车床上的丝杠模组安装时出现精度不高的问题进行改进。将丝杠模组的安装块用铸造的方式进行一体铸造，提升丝杠模组的安装精度。同时丝杠模组安装于床身壁厚较薄处，床身在此处冷却速度块，容易变形，影响丝杠模组的安装精度。所以需要从铸造工艺上进行改进。本方案中采用在现有模具结构中加入定位单元，可以将安装丝杠模组的定位块直接和床身一起浇铸。同时加入对定位单元进行保温的保温单元，这样可以对铸造的定位块在冷却中进行保温，避免其快速冷却，导致定位块的金相组织过早成型，铸造液不再会流动，而床身壁厚处的金相组织成型慢，此处的金相组织会在成型过程中拉扯壁薄处的金相组织，使壁薄处变形。保温会让壁薄处和壁厚处的铸造液同步冷却，金相组织同时发生变化，避免床身各处的金相组织相互之间发生拉扯变形。
本方法的有益效果：
1、本方案可以将丝杠模组的安装块直接和床身一起铸造，避免后期的加工误差，提升了丝杠模组的安装精度，从而提升丝杠模组上刀具移动的精确度，提高工件的加工精度，适合于对工件精度要求高的机床。
2、本方案可以通过对壁薄处进行保温，让壁厚处和壁薄处的金相组织同时变化，这样可以减少床身薄壁处的铸造变形。
3、本方案的铸造工序规划合理，提升床身整体的铸造精度。
进一步，步骤A中保温室内嵌在成型槽的壁内，相邻的保温室相互连通，可以让成型槽中的铸块温度相同，金相组织变化相同。
进一步，步骤A中所述通孔的直径大小范围为22mm～30mm，这样便于在铸造后可以将通孔进行填充，同时此直径大小的通孔不会影响床身的铸造强度。
进一步，步骤A中所述的导热板与保温室的室壁设有间隙，间隙距离大小范围为6mm～10mm。避免导热板热胀冷缩的状态下顶动保温室的室壁，造成保温室变形。
进一步，步骤F中所述床身温度冷却至220℃时，打开模具。这个温度值时，床身结构基本凝固，可以采用自然冷却进行降温。
进一步，步骤E中所述第一导热丝上均匀可拆卸设有导热块，可以对第一导热丝进行约束，对第一导热丝进行集中约束，热量便会集中传递。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺实施例中定位单元和保温单元的结构示意图。
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：第一成型槽1、第二成型槽2、保温室3、通孔4、型芯座5、导热棒6、第一导热丝7、第二导热丝8、导热块9。
实施例1
如图1所示：可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，包括以下步骤：A、模具制作，模具上设有两个用于丝杠模组安装的定位单元，每个定位单元均包括第一成型槽1和第二成型槽2，第一成型槽1和第二成型槽2平行设置，两个第一成型槽1位于同一水平线上，两个第二成型槽2位于同一水平线上并位于第一成型槽1的下侧，第一成型槽1的壁部和第二成型槽2的壁部均设有保温室3，所述保温室3为空腔结构且内部沿长度方向固接有导热板，每个导热板均连接有第二导热丝8。模具上还设有保温单元，保温单元包括贯穿待浇铸床身的通孔4，通孔4的两端均安装有型芯座5，每个型芯座5均固定有型芯，型芯内固定有导热棒6，导热棒6的端部连接有第一导热丝7，第一导热丝7同时连接多个第二导热丝8。保温室3内嵌在成型槽的壁内，相邻的保温室3相互连通，通孔4的直径大小范围为22mm～30mm，导热板与保温室3的室壁设有间隙，间隙距离大小范围为6mm～10mm。
B、制芯造型，根据制作后的模具型腔结构制作砂芯，然后制造砂型和浇口，备用。
C、下芯合箱，将砂芯放入模具型腔中，同时进行排气，将模具和砂型进行压紧合模。
D、浇铸，将浇铸液从浇口通入模具中填充内部空间，形成床身。
E、冷却，浇铸后，利用水冷系统对模具中的床身进行冷却，同时，在床身冷却的过程中，对床身薄壁处用于安装丝杠模组的第一成型槽1和第二成型槽2中的铸块进行保温，床身壁厚处的热量通过第二导热丝8传递到保温室3内的导热板中，导热板将热量传递给第一成型槽1和第二成型槽2中的铸块，第二导热丝8上均匀可拆卸设有导热块9。
F、脱模落砂，床身温度冷却至200℃～250℃时，打开模具，等待床身自然冷却，敲碎砂芯和砂型，完成脱模；G、清理，清理床身中残留的砂粒。
铸造过程中， 主要对现有的车床上的丝杠模组安装时出现精度不高的问题进行改进。将丝杠模组的安装块用铸造的方式进行一体铸造，提升丝杠模组的安装精度。同时丝杠模组安装于床身壁厚较薄处，床身在此处冷却速度块，容易变形，影响丝杠模组的安装精度。所以需要从铸造工艺上进行改进。本方案中采用在现有模具结构中加入定位单元，可以将安装丝杠模组的定位块直接和床身一起浇铸。同时加入对定位单元进行保温的保温单元，这样可以对铸造的定位块在冷却中进行保温，避免其快速冷却，导致定位块的金相组织过早成型，铸造液不再会流动，而壁厚处的床身金相组织成型慢，此处的金相组织会在成型过程中拉扯壁薄处的金相组织，使壁薄处变形。保温会让壁薄处和壁厚处的铸造液同步冷却，金相组织同时发生变化，避免床身各处的金相组织相互之间发生拉扯变形。
本方案可以将丝杠模组的安装块直接和床身一起铸造，避免后期的加工误差，提升了丝杠模组的安装精度，从而提升丝杠模组上刀具移动的精确度，提高工件的加工精度，适合于对工件精度要求高的机床。本方案可以通过对壁薄处进行保温，让壁厚处和壁薄处的金相组织同时变化，这样可以减少床身薄壁处的铸造变形。本方案的铸造工序规划合理，提升床身整体的铸造精度。
保温室3内嵌在成型槽的壁内，相邻的保温室3相互连通，可以让成型槽中的铸块温度相同，金相组织变化相同。通孔4的直径大小范围为22mm～30mm，这样便于在铸造后可以将通孔4进行填充，同时此直径大小的通孔4不会影响床身的铸造强度。导热板与保温室3的室壁设有间隙，间隙距离大小范围为6mm～10mm。避免导热板热胀冷缩的状态下顶动保温室3的室壁，造成保温室3变形。第一导热丝7与导热棒6插接，导热快9和第一导热丝7套接。这样可以对第一导热丝7进行约束，对第一导热丝7进行集中，热量便会集中传递。
实施例2
与上述实施例不同的是步骤F中所述床身温度冷却至220℃时，打开模具。这个温度值时，床身结构基本凝固，可以采用自然冷却进行降温。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，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.可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、模具制作，模具上设有两个用于丝杠模组安装的定位单元，每个定位单元均包括第一成型槽和第二成型槽，第一成型槽和第二成型槽平行设置，两个第一成型槽位于同一水平线上，两个第二成型槽位于同一水平线上并位于第一成型槽的下侧，第一成型槽的壁部和第二成型槽的壁部均设有保温室，所述保温室内嵌设有导热板，每个导热板均连接有第二导热丝；模具上还设有保温单元，保温单元包括贯穿床身的通孔，通孔的两端均安装有型芯座，每个型芯座均固定有型芯，型芯内固定有导热棒，导热棒的端部连接有第一导热丝，第一导热丝同时连接多个第二导热丝；
B、制芯造型，根据制作后的模具型腔结构制作砂芯，然后制造砂型和浇口，备用；
C、下芯合箱，将砂芯放入模具型腔中，同时进行排气，将模具和砂型进行压紧合模；
D、浇铸，将浇铸液从浇口通入模具中填充内部空间，形成床身；
E、冷却，浇铸后，利用水冷系统对模具中的床身进行冷却，同时，在床身冷却的过程中，对床身薄壁处用于安装丝杠模组的第一成型槽和第二成型槽中的铸块进行保温，床身壁厚处的热量通过第一导热丝传递到保温室内的导热板中，导热板将热量传递给第一成型槽和第二成型槽中的铸块；
F、脱模落砂，床身温度冷却至200℃～250℃时，打开模具，等待床身自然冷却，敲碎砂芯和砂型，完成脱模；
G、清理，清理床身中残留的砂粒。
2.根据权利要求1所述的可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，其特征在于，步骤A中保温室内嵌在成型槽的壁内，相邻的保温室相互连通。
3.根据权利要求1所述的可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，其特征在于，步骤A中所述通孔的直径大小范围为22mm～30mm。
4.根据权利要求1所述的可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，其特征在于，步骤A中所述的导热板与保温室的室壁设有间隙，间隙距离大小范围为6mm～10mm。
5.根据权利要求1所述的可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，其特征在于，步骤F中所述床身温度冷却至220℃时，打开模具。
6.根据权利要求1所述的可提高丝杠模组安装精度的床身制造工艺，其特征在于，步骤E中所述第一导热丝上均匀可拆卸设有导热块。
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Denomination of invention: Manufacturing process of the bed that can improve the installation accuracy of the screw module

Effective date of registration: 20230912

Granted publication date: 20200327

Pledgee: Liangjiang branch of Chongqing Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: CHONGQING HONGGANG CNC MACHINE Co.,Ltd.

Registration number: Y2023500000068