提高消失模機床鑄件機加工表面質(zhì)量,需從 “源頭控制(鑄件預處理)→過程優(yōu)化(加工參數(shù)與刀具)→精度保障(設(shè)備與測量)” 全鏈條發(fā)力,核心是減少加工過程中的表面損傷、振動和誤差。
消失模鑄件的表面狀態(tài)(如殘留涂料、氧化皮)直接影響后續(xù)切削質(zhì)量,需在加工前徹底處理。
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強化表面清理:
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優(yōu)先采用噴丸處理替代普通噴砂,噴丸使用圓形鋼丸,可在去除殘留涂料和氧化皮的同時,對鑄件表面進行輕微強化,減少切削時的表層脫落。
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清理后用高壓熱風槍吹干表面粉塵,避免細小顆粒在加工時被刀具碾壓,造成表面劃痕。
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徹底消除內(nèi)應力:
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對于要求高的鑄件(如機床導軌),采用 “自然時效 + 人工時效” 雙重處理:先自然時效 2 周,再進爐進行 250-300℃保溫 4-6 小時的人工時效,減少加工后應力釋放導致的表面變形或微裂紋。
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預處理后表面檢查:
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用表面粗糙度儀抽檢清理后的表面,確保 Ra 值≤12.5μm,且無局部凸起的涂料殘留塊,避免加工時刀具局部過載。
加工參數(shù)、刀具選擇和切削方式是影響表面質(zhì)量的核心變量,需針對消失模鑄件特性(組織均勻但可能有微小氣孔)調(diào)整。
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刀具材質(zhì):
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半精加工優(yōu)先用TiAlN 涂層硬質(zhì)合金刀具,涂層硬度高(HV3000 以上),摩擦系數(shù)低,能減少切削熱對表面的灼傷。
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精加工必須用立方氮化硼(CBN)刀具或陶瓷刀具,這類刀具刃口鋒利且耐磨,切削時能減少鑄件表面的 “撕裂” 現(xiàn)象,尤其適合鑄鐵材質(zhì)。
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刀具幾何參數(shù):
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銑刀選擇大前角(12°-15°) 和小主偏角(45°-60°),減少切削抗力和振動,避免表面出現(xiàn)振紋。
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鏜刀或車刀的刃口需進行0.05-0.1mm 的倒棱處理,防止刃口崩損導致表面出現(xiàn)劃痕。
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切削速度(Vc):
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粗加工:灰鑄鐵件取 80-120m/min,避免速度過高導致刀具磨損過快,產(chǎn)生表面毛刺。
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精加工:CBN 刀具加工鑄鐵可提高至 150-200m/min,高速切削能形成更光滑的表面,但需確保機床主軸剛性足夠,避免振動。
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進給量(f):
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精加工進給量控制在0.1-0.15mm/r,進給量過大會導致表面殘留刀痕變深,過小則可能因切削力不足導致 “讓刀”,影響表面平整度。
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切削深度(ap):
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半精加工后留0.15-0.2mm 的精加工余量,單次切削深度過小易導致刀具與表面摩擦而非切削,過大則可能暴露鑄件內(nèi)部微小氣孔,形成表面缺陷。
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冷卻潤滑:
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加工鑄鐵時使用乳化液冷卻(濃度 8%-10%),避免干切產(chǎn)生大量切削熱,導致表面氧化或硬度異常;同時乳化液能沖洗切屑,防止切屑劃傷已加工表面。
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精加工時可采用微量潤滑(MQL)技術(shù),精準輸送潤滑油,減少乳化液殘留對后續(xù)裝配的影響,且能進一步降低表面粗糙度。
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減少加工振動:
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裝夾時用等高墊鐵找平工件,確保夾緊力均勻,避免工件變形;大型鑄件(如床身)需用專用工裝夾具,增加支撐點,減少切削時的振動。
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加工細長或薄壁部位時,采用跟刀架或輔助支撐,防止工件 “顫振” 導致表面出現(xiàn)波浪形紋路。
加工設(shè)備的精度狀態(tài)和實時測量監(jiān)控,是避免表面質(zhì)量波動的關(guān)鍵。
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設(shè)備精度校準:
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加工前用激光干涉儀檢測機床的定位精度和重復定位精度,確保 X、Y 軸定位誤差≤0.005mm/m,避免因設(shè)備誤差導致表面尺寸或平整度超差。
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定期檢查主軸跳動,用百分表檢測主軸端面和徑向跳動,確保≤0.003mm,防止主軸振動傳遞到刀具,影響表面質(zhì)量。
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過程實時測量:
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精加工過程中,用數(shù)顯百分表或探針實時檢測表面平整度,每加工 50mm 長度抽檢一次,及時調(diào)整刀具補償,避免累積誤差。
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加工完成后,用表面粗糙度儀在不同區(qū)域取 3-5 個點檢測,確保最終表面粗糙度滿足要求(如導軌面需 Ra≤0.8μm),同時用平面度儀檢測關(guān)鍵面的平面度誤差。
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