[发明专利]一种整体铸铝的摇篮式五轴摆架的制造方法

摘要

一种整体铸铝的摇篮式五轴摆架，其特征在于摆架的材料为铸铝合金7075，力学性能：σb 530Mpa，σ0.2 460Mpa，δ5 8％；两A轴轴向孔d同轴在平面度0.01mm以内；C轴电机安装面a及A轴电机安装面b，其平面度为0.005mm。整体铸造、加工成型；制造方法：合金的熔炼和浇注、摆架的铸造、热处理、整体机加；使用的夹具：其特征在于制备加长卡爪，用平键、螺钉把合在四爪方形卡盘的爪上，使加长卡爪延长至摆架水平轴孔内径，以被加工轴向孔直径尺寸修整加长卡爪的顶紧端面。铸铁摆架的重量为205Kg，铸铝摆架的重量仅为75Kg，整体重量减低130Kg。A轴加速度铸铁摆台为7rad/s2，而应用在智能多轴立式加工中心上的铸铝摆架，加速度为18rad/s2。速度增益铸铝摆架也可提高一倍。机床的加速度和响应有显著提高。

主权项

1.一种整体铸铝的摇篮式五轴摆架的制造方法，摆架底部为环台，相向径向外延并成直角，形成两侧支撑端，一侧支撑端上有透孔，壁厚100mm，摆架的材料为铸铝合金7075，整个摆架整体铸造、加工成型；摆架毛坯的主要成分是铝，按重量百分比计，非铝成分包括铜Cu1.6％，镁Mg2.5％，铬Cr0.23％，锌Zn5.6％，硅Si0.2％，铁Fe0.25％；力学性能：σb极限抗拉强度测试530Mpa，σ0.2屈服强度测试460Mpa，δ5延伸率测试8％；其特征在于工艺：1).合金的熔炼和浇注在冶炼时为保证镁的有效含量，采用聚合物水泥基复合防水材料RJ‑1覆盖，用中压加氢改质催化剂RT‑5精炼除渣，液态呈镜面熔炼温度700‑750℃；2).摆架的铸造采用低注式充型工艺，浇注前对模具型腔充高纯氩气除气，以防止镁的烧损与氧化，摆件的两个支撑端上放置大型冒口，冒口尺寸为60*60*200mm，以利补缩铸件，铸件底部放置冷铁，冷铁尺寸为80*80*200mm，通过冷铁与冒口调整铸件的温度梯度，使铸件自上而下形成顺序凝固；为获得致密铸件，再采用加压凝固工艺：浇注充型后，在10秒内迅速把砂型整体推入压力釜内加压，1.2atm，保压30min，液态金属在压力下凝固，强制补缩铸件；3).摆架的热处理摆架采用固溶处理加完全人工时效热处理工艺即：460±5℃,保温20h后，在80℃温水中淬火，为保证固溶效果，转移时间≤15秒，时效温度为：121±5℃，保温6h，165±5℃，保温12‑18h；4).摆架的加工整体铸造摆架毛坯，整体装夹，整体加工，加工工艺：采用立加机床加工径向孔及径向端面，卧加机床加工A轴电机轴向孔d及轴向端面，多次重复减少加工余量，直至加工余量0.2‑0.3mm结束重复加工，每次加工都要保证孔与相应端面垂直，端面平面度0.01mm以内，最终精加工时全部由卧加机床完成，保证各面形位公差及相应尺寸公差。