8.1.3 箱体类零件的材料、毛坯及热处理

    箱体零件有复杂的内腔,应选用易于成型的材料和制造方法。铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉,并且具有良好的耐磨性和减振性。因此,箱体零件的材料大都选用 HT200~ HT400的各种牌号的灰铸铁。最常用的材料是HT200 ,而对于较精密的箱体零件(如坐标镗床主轴箱)则选用耐磨铸铁。

    某些简易机床的箱体零件或小批量、单件生产的箱体零件,为了缩短毛坯制造周期和降低成本,可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体零件有时也根据设计需要,采用铸钢件毛坯。在特定条件下,为了减轻质量,可采用铝镁合金或其它铝合金制做箱体毛坯,如航空发动机箱体等。

    铸件毛坯的精度和加工余量是根据生产批量而定的。对于单件小批量生产,一般采用木模手工造型。这种毛坯的精度低,加工余量大,其平面余量一般为 7~12mm,孔在半径上的余量为8~14mm。在大批大量生产时,通常采用金属模机器造型。此时毛坯的精度较高,加工余量可适当减低,则平面余量为5~10mm ,孔(半径上)的余量为 7~12mm 。为了减少加工余量,对于单件小批生产直径大于50mm的孔和成批生产大于30mm 的孔,一般都要在毛坯上铸出预孔。另外,在毛坯铸造时,应防止砂眼和气孔的产生;应使箱体零件的壁厚尽量均匀,以减少毛坯制造时产生的残余应力。

    热处理是箱体零件加工过程中的 1个十分重要的工序,需要合理安排。由于箱体零件的结构复杂,壁厚也不均匀,因此,在铸造时会产生较大的残余应力。为了消除残余应力,减少加工后的变形和保证精度的稳定,所以,在铸造之后必须安排人工时效处理。人工时效的工艺规范为:加热到500oC~550oC,保温4 h~6 h,冷却速度小于或等于30oC/h,出炉温度小于或等于200oC。

    普通精度的箱体零件,一般在铸造之后安排一次人工时效处理。对一些高精度或形状特别复杂的箱体零件,在粗加工之后还要安排 1次人工时效处理,以消除粗加工所造成的残余应力。有些精度要求不高的箱体零件毛坯,有时不安排时效处理,而是利用粗、精加工工序间的停放和运输时间,使之得到自然时效。

    箱体零件人工时效的方法,除了加热保温法外,也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。