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由于機(jī)床床身的尺寸較大，在初始澆注時(shí)模型的溫度并不均勻。假設(shè)開(kāi)始澆注短時(shí)間0.01s范圍內(nèi)穩(wěn)態(tài)熱分析的結(jié)果作為后續(xù)瞬態(tài)熱分析的初始條件。鑄件初始溫度：1400℃，鑄型初始溫度：25℃。對(duì)鑄造過(guò)程進(jìn)行熱分析的邊界條件是鑄型與空氣之間的空氣對(duì)流。由于砂型鑄造，對(duì)流系數(shù)隨溫度變化不大，取為常數(shù)65W/m2.C。在強(qiáng)通風(fēng)對(duì)流條件下，床身溫度變化尤其快，較初1h溫度下降高達(dá)180℃，4h后床身整體溫度已降至50℃以下，且較低溫度已接近室溫。隨后由于本身溫度較低，溫度變化相對(duì)緩慢，7h后較高溫度降至28.5℃，整體溫差只有3℃。同時(shí)可以看到鑄件在落砂后，自然對(duì)流條件下較薄部位的筋板和橫斷隔板降溫較快，較厚部位的無(wú)排屑孔導(dǎo)軌降溫較慢。 大型床身鑄件在高溫下澆注，在凝固冷卻過(guò)程中，因溫度下降而產(chǎn)生收縮和發(fā)生相變，如收縮和相變受到阻礙，便會(huì)在鑄件中產(chǎn)生鑄造應(yīng)力。鑄造應(yīng)力按其形成原因可分為熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械阻礙應(yīng)力三種。鑄造應(yīng)力是熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力三者之和。常用的去掉應(yīng)力的方法如下：
一、自然時(shí)效法自然時(shí)效去掉應(yīng)力效果好，但要達(dá)到去掉殘余應(yīng)力的目的，就要使鑄件長(zhǎng)期暴露的空氣中數(shù)年。長(zhǎng)時(shí)間的放置全部不適合現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)，一般不予采用。
二、熱時(shí)效法熱時(shí)效能去掉應(yīng)力，但對(duì)設(shè)備成本高、耗能高，根據(jù)時(shí)效窯的功率不同一般需要30h以上。是普通使用的去掉殘余應(yīng)力的工藝方式。但在能源日益緊張的情況下，也不適合應(yīng)用，而且其經(jīng)濟(jì)成本高，不符合企業(yè)生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。所以需要尋找一種能夠替代熱時(shí)效的工藝方法。
三、振動(dòng)時(shí)效法振動(dòng)時(shí)效的實(shí)質(zhì)是以振動(dòng)的形式給工件施加附加應(yīng)力。當(dāng)附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加后，達(dá)到或超過(guò)材料的屈服限時(shí)，工件發(fā)生微觀(guān)或宏觀(guān)的塑性變形，從而降低和均化工件的殘余應(yīng)力，從而使工件幾何尺寸穩(wěn)定。該工藝方法耗能低、設(shè)備簡(jiǎn)單使用方便，目前普遍應(yīng)用。
如數(shù)控床身鑄件澆注后，在惰性氣體，或還原性保護(hù)氣氛下冷卻，把防止氧反應(yīng)和防止表面脫碳結(jié)合起來(lái)，直保護(hù)到數(shù)控床身鑄件表面達(dá)不到氧反應(yīng)溫度為止。表面保護(hù)良好的鑄件脫殼后其表面呈銀灰色、銀白色或帶彩色的氧反應(yīng)色。清理對(duì)熔模鑄件表面粗糙度影響也很大。澆注和金屬液凝固過(guò)程中，因溫度較高，鑄件表面會(huì)氧反應(yīng)，且氧反應(yīng)層不均勻，加上數(shù)控床身鑄件表面金屬氧反應(yīng)物有可能與型殼中氧反應(yīng)物作用，促使鑄件表面不均勻的脫落，顯著地增加鑄件表面的粗糙度。數(shù)控床身鑄件在保護(hù)氣氛下冷卻是表面的重要一環(huán)。如鑄件澆注后，在惰性氣體，或還原性保護(hù)氣氛下冷卻，把防止氧反應(yīng)和防止表面脫碳結(jié)合起來(lái)，直保護(hù)到鑄件表面達(dá)不到氧反應(yīng)溫度為止。表面保護(hù)良好的鑄件脫殼后其表面呈銀灰色、銀白色或帶彩色的氧反應(yīng)色。清理對(duì)熔模鑄件表面粗糙度影響也很大。
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