礦物鑄件精度加工的幾種方法

       隨著礦物鑄造技術(shù)的不斷成熟，礦物鑄件作為底座、橫梁、龍門機構(gòu)、床身等支撐和功能性的重要部件正被國內(nèi)外越來越多的高端數(shù)控廠家所采用。但正式因為作為支撐和功能性零部件應(yīng)用在高端數(shù)控裝備上，礦物鑄件的表面精度處理則成為礦物鑄件生產(chǎn)廠家所必須解決的一個問題。目前的高端數(shù)控裝備正朝著高速高精度的方向不斷升級，對作為導(dǎo)軌支撐體的礦物鑄件，無論是底座、橫梁還是龍門的導(dǎo)軌面的直線度、垂直度、平面度、平行度等都提出了越來越高的要求，已經(jīng)由原來的0.01mm/m 逐步提高到0.005mm/m，甚至更高。

      但礦物鑄件材料作為一種新型的節(jié)能環(huán)保材料，出現(xiàn)的時間也就短短30多年的時間，國內(nèi)出現(xiàn)的時間就更多，而批量的應(yīng)用也就是近幾年的事。如果對礦物鑄件進行加工，目前的礦物鑄件生產(chǎn)廠家和機械加工廠家也在進行不同的嘗試。歸納起來，主要有下列幾種：

第一種：二次復(fù)印技術(shù)

二次復(fù)印技術(shù)和礦物鑄造技術(shù)一樣源自德國，針對導(dǎo)軌等需要較高精度的部分，使用一種特殊的材料和治具，在原來的礦物鑄件的基礎(chǔ)上再次澆注，從而在礦物鑄件表面形成另外一次復(fù)合材料，該表面具有與礦物鑄件相同的材料與機械性能，但表面精度較普通礦物鑄件更加精密。

二次復(fù)印技術(shù)的優(yōu)點在于鑄件完成后，無需再次機械加工，可以節(jié)約大量的機械加工成本和制作工藝周期。

但二次復(fù)印技術(shù)也存在下列幾種目前尚需要持續(xù)改進的問題：第一，精度問題。二次復(fù)印技術(shù)目前能夠達(dá)到的精度極限在0.01mm/m.無法滿足對于更高精度要求。第二，二次復(fù)印需要在恒溫車間內(nèi)進行，這對于大多數(shù)礦物鑄件生產(chǎn)廠家而言條件并不具備。第三，二次復(fù)印的原材料目前控制在少數(shù)幾個外資公司手里，價格昂貴且不容易獲得。

第二種：磨床研磨

像其它材料一樣，對于有較高精度要求的部分，礦物鑄件也可以通過數(shù)控磨床研磨的方式實現(xiàn)對精度的要求。

研磨的設(shè)備即可以是平面磨床也可以是導(dǎo)軌磨床。選擇那種磨床取決于磨床本身和礦物鑄件自身的形狀以及精密研磨后的精度要求。

磨床可以加工的產(chǎn)品即受磨床自身的工作臺面尺寸的限制也受砂輪直徑的限制。對于有臺階的加工面，磨床不見得能夠?qū)崿F(xiàn)。

磨床加工處理的礦物鑄件產(chǎn)品的精度即與磨床自身的精度有關(guān)也與選擇的砂輪的目數(shù)有關(guān)。同一砂輪目數(shù)的情況下，機床自身的精度越高，加工出來的產(chǎn)品的精度和持續(xù)穩(wěn)定性就越高。但磨床設(shè)備自身的精度越高，單位加工時間的加工成本就越大；同一磨床的情況下，砂輪的目數(shù)越小，加工的精度就越高，但砂輪目數(shù)越小，加工同樣工件的時間就越長，從而造成加工成本的增加。所以，每個礦物鑄件工件在進行研磨加工前，必須認(rèn)真思考清楚：要達(dá)成這樣的精度，我需要選擇什么精度的磨床和選擇什么樣的砂輪？

能夠上磨床的礦物鑄件產(chǎn)品需要滿足下列幾個條件：

第一、 鑄件上不存在障礙磨床運動軌跡的機構(gòu)。如研磨的部分必須給砂輪留下足夠的空間。

第二、 礦物鑄件產(chǎn)品的重量不能超過磨床工作臺面的額定負(fù)載。

研磨工藝相比較二次復(fù)印技術(shù)，可以到達(dá)更高的加工精度，而且磨床研磨的效率高，在磨床及砂輪選擇合理的前提下，磨床研磨在經(jīng)濟上具有明顯的優(yōu)勢。但正如上述提到的，磨床自身的特點決定了對于非平面的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品沒法實現(xiàn)加工。

第三種：加工中心車銑

在立式、臥式或者龍門加工中心上對礦物鑄件進行車銑則是實現(xiàn)礦物鑄件表面加工精度的另外一種方法。

這種精加工的方法和其它金屬材料的加工方式?jīng)]有太多區(qū)別。關(guān)鍵是選擇合適的機械加工設(shè)備和工藝在滿足精度的基礎(chǔ)上，盡可能的降低加工成本。

選擇機械加工中心加工的優(yōu)點是在刀具的選擇上沒有什么問題，幾乎可以加工任何形狀的產(chǎn)品。

而缺點就是刀具在加工過程中，會在加工面形成走刀痕，這對于平面度和平行度要求比較高的產(chǎn)品可能會有一定的問題。

在加工中心上加工，特別需要注意的是加工中心本身的精度，如果加工中心自身的精度不高或者在長期使用過程中，加工中心的各個軸向或者龍門產(chǎn)生變形，那么加工出來的產(chǎn)品盡管機床打表尺寸沒問題，在其它檢驗方式時也會發(fā)現(xiàn)問題，比如出現(xiàn)直線度兩端高中間低或者中間高兩端低或者平面度不在一個平面上，或者平行度呈現(xiàn)喇叭型的狀況。遇到這類情況，首先應(yīng)該考慮的就是加工設(shè)備自身的精度是否還在正常的范圍之內(nèi)。

第四種：加工中心以銑代磨

為有效克服磨床和加工中心的缺點，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，在礦物鑄件機構(gòu)上沒法滿足磨床同時又可避免加工中心刀痕的問題，盟鼎工程設(shè)計人員和合作的機械加工廠的工程技術(shù)人員一起研發(fā)了一種運用加工中心靈活可以加工各類形狀產(chǎn)品的優(yōu)點同時又兼顧磨床的高精度特點的新的專門針對礦物鑄件產(chǎn)品的加工工藝。此方法的核心就是把加工中心的刀具換成特別定制的砂輪。這種砂輪可以像刀盤一樣運動同時也具備砂輪的所有特點。

這種方法的關(guān)鍵是根據(jù)加工精度的要求定制合適目數(shù)的砂輪，根據(jù)加工零部件的空間要求，定制不同直徑的刀盤。

后續(xù)的三種方法在理論上都可以滿足客戶對礦物鑄件零部件繆級的加工要求，但最終是否可以達(dá)成目標(biāo)，還取決于一下幾個因素中的一種或者多種：

首先：礦物鑄件配方和生產(chǎn)工藝自身必須性能溫度、可靠。

礦物鑄件的材料與配比，從根本上決定了礦物鑄件自身的抗壓強度、礦物強度和彈性模量等機械性能指標(biāo)，配方的正確與否直接決定了礦物鑄件的機械性能是否足夠。后續(xù)的生產(chǎn)工藝的調(diào)整僅僅可以在一定范圍內(nèi)對礦物鑄件的物理化學(xué)機械性能指標(biāo)進行調(diào)整。不能從根本上改變礦物鑄件的剛度。

其次：礦物鑄件的生產(chǎn)工藝必須穩(wěn)定可靠。在配方不變的情況下，攪拌的均勻程度，澆注的方式、振動設(shè)備的性能與振動時間等都會影響鑄件的性能。良好的流水線和流程控制，可以在最大限度上實現(xiàn)配方所決定的礦物鑄件的機械性能，不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和有缺陷的流程，則會大幅降低同一配方下礦物鑄件的剛度指標(biāo)。

第三：加工設(shè)備自身的精度需要達(dá)到相應(yīng)的精度級別。

一臺自身精度為每米0.03mm的設(shè)備，無論如何都沒法加工出精度是0.001mm/m的產(chǎn)品的。及時理論自身精度足夠的設(shè)備，如果實際偏差比較大也會產(chǎn)生很多問題。