铸件与机床床身

机床铸件的主要保养方法

铸铁床身、底座或立柱只有在到货之日起就正确对待，才能保持其几何精度。本指南逐步介绍机床铸件的保养：时效与去应力、密封、安装、防锈和重新刮研。面向需要知道先做什么、可以跳过什么的维护与工艺工程师。

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先去应力合成导轨油水平度在 0.02 mm/m 以内30 天后复检

本页内容

本文内容

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要点速览
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机床铸件保养实际保护的是什么
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来料检验：毛坯铸件要检查什么
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时效与去应力方法对比
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铸铁的清洁、密封与防锈
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安装与调平：避免床身扭曲
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分步操作：车间内的机床铸件保养
8
按现有床身选择保养方法

快速解答

要点速览

刮研前先去应力仍残留铸造应力的床身，无论配合多好，加工后都会变形。

先干燥铸件，再密封漆膜下残留的水分在潮湿车间里一个季度内就会使涂层起皮。

按数值调平，不靠目测4,000 mm 床身上 0.02 mm/m 是精密机床的实际目标。

油品类型比油量更重要刮研铸铁导轨用合成导轨油；导轨贴 Turcite 时改用其他牌号。

30 天后重新测量第一个月是机床的稳定期。验收前再检查一次几何精度。

基础

机床铸件保养实际保护的是什么

机床铸件不只是沉重的钢块或铁块，它是机床上每个轴的基准面。床身承载鞍座，鞍座承载工作台，立柱承载主轴箱。如果铸件扭曲或生锈，这些基准就会偏移，机床会切出锥度或台阶，任何控制器都无法修正。

机床铸件保养意味着同时保护三样东西：已加工面的几何精度、滑动导轨的平面度以及材料本身的稳定性。锈蚀是显而易见的敌人，内部应力则是隐性的。在铸造厂冷却过快或加工时未安排去应力工序的铸件，会在数月内持续释放应力。

机床的大多数床身和底座采用灰铸铁，常见牌号为 HT200 或 HT250。铸铁减振性好、切削性能好，因此仍占主导地位。一些较新的床身采用焊接钢、矿物铸件或聚合物混凝土。以下保养步骤以铸铁为主，并在钢件或矿物铸件表现不同的地方加以说明。

步骤顺序很重要。对未去应力的铸件做密封，只会把问题封在里面。在地面还会沉降的情况下调平机床，等于白调。按去应力、清洁、密封、安装、监测的顺序操作，一年后刮研出的几何精度依然保持。

开始之前

来料检验：毛坯铸件要检查什么

做任何保养工作之前，先测量到货状态的铸件。用超声波测厚仪在床身和立柱上测六到八个点的壁厚。同一截面壁厚偏差超过 10% 说明浇注不均匀，该铸件在时效期间变形会更大。

检查已加工面上是否有夹砂、冷隔和气孔。导轨面上的小气孔如果位于接触带之外可以接受。接触带内的气孔会积存磨粒并磨损配合面。如果导轨上 25 mm × 25 mm 方块内有多个气孔，应拒收该铸件，或计划填补后重新刮研。

用便携式硬度计记录导轨硬度。灰铸铁床身通常在 170–220 HB。导轨面读数远低于该范围，说明表层加工过深或该区域冷却过慢。偏软的导轨磨损更快，平面度丧失也更早。

最后，如果铸造厂做了标记，记录铸件的浇注日期。已在户外放置六个月的铸件相当于免费完成了一部分时效。新铸件则需要完整处理。把浇注日期写入维护记录，以便下次检查有基准。

去应力

时效与去应力方法对比

自然时效是把毛坯铸件放在户外或不供暖的车间区域六到二十四个月。雨水、日晒和温度循环缓慢释放残余应力，成本几乎为零。但占用场地、难以排期，因此多数车间现在改用人工时效。

热时效将毛坯铸件加热到 550–650 °C，按每 25 mm 截面厚度保温两到四小时，然后以不超过 30 °C/小时的速度冷却到 200 °C。冷却过快会重新引入应力。这是床身或立柱在精加工前的标准方法。

振动时效用激振器或偏心电机以共振频率驱动铸件 15–45 分钟。适用于放不进炉子的大型床身和受热易变形的薄壁壳体。它去除的应力少于完整热循环，应视为部分措施。

对于精密机床床身，实际顺序是：粗加工后热时效、半精加工，然后在最终刮研前再做一次短时时效。两次时效成本更高，但第一次避免现场重新刮研就能收回成本。

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热时效550–650 °C，每 25 mm 截面保温 2–4 h，冷却速度低于 30 °C/h。
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自然时效户外放置 6–24 个月。成本低、周期长、难以排产。
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振动时效共振状态下 15–45 min。适合大型床身，效果有限。

表面防护

铸铁的清洗、封闭与防锈控制

铸铁有孔隙。油、切削液和水会渗入表面并滞留其中。涂装或封闭前，先用碱性清洗剂脱脂，冲洗，然后在 60–80 °C 下干燥铸件至少两小时。若省略干燥，孔隙中残留的溶剂会在几个月内把底漆顶起。

对于只需防腐蚀的外表面，环氧底漆干膜 40–60 μm 加面漆即可。不要涂装已加工导轨面和安装垫面。这些部位改用防锈剂保护：溶剂型薄膜 20–30 μm 厚，后续还要刮研的表面可涂软质油脂膜。

裸露的已加工铸铁在潮湿空气中生锈很快。相对湿度高于 60% 的车间里，新磨的导轨面几小时内就会出现浮锈。任何装配作业期间防锈剂都要放在手边，每班结束时重新涂覆。

内部腔体同样重要。切削液泄漏和冷凝水会积聚在床身内部。在每个腔体最低点钻孔或确认排水孔通畅，封机前用防锈剂冲洗腔体。排水孔堵塞是油漆线下方一年后出现锈痕的常见原因。

安装

安装与调平：避免床身扭曲

三点支撑的床身是稳定的。六点支撑时通常会发生扭曲，因为某个支脚与其他支脚相互较劲。将床身放在三个主支撑点上，其余垫铁仅轻微接触。它们应起支撑作用，而不是把床身顶起。

用分辨率 0.02 mm/m 的精密水平仪调平床身，沿长度和宽度方向分别检查。扭曲表现为两个读数之间的差异。长床身每 500 mm 移动一次水平仪并记录每个读数，这样能看到误差的形状，而不只是两端点。

地脚螺栓应拧紧贴合，不要拧到屈服。过度拧紧会把床身一角拉低并使导轨弯曲。使用扭矩扳手，有设备制造商规定值就按规定值执行。没有规定值时，贴合后再拧四分之一圈，比凭猜测施加高扭矩更安全。

调平后，用直尺和塞尺或激光仪（如有）复查导轨。调平不应改变导轨接触斑点。如果改变了，说明床身正被安装方式扭曲，需要先找出偏高的支脚再继续。

操作步骤

车间内保存机床铸件的分步流程

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1. 记录铸件及其履历记录浇注日期、铸造炉号、进厂壁厚读数和导轨硬度。清洗前拍摄任何疏松或损伤，作为基准。这只需 20 分钟，日后可避免争议。
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2. 粗加工，然后去应力加工面留 1.5–3 mm 余量供精加工。在 550–650 °C 进行热时效，每 25 mm 截面保温 2–4 h，冷却速度低于 30 °C/h。严禁淬火。待铸件降至室温后再进行下一刀。
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3. 半精加工与第二次去应力将铸件加工到距最终尺寸 0.3–0.5 mm 以内。进行第二次短时去应力，若床身太大无法进炉，可做 15–45 分钟的振动时效。这一步多数车间会跳过，而它正是防止刮研后变形的关键。
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4. 脱脂、冲洗与干燥碱性清洗，用清水冲洗，然后在 60–80 °C 下干燥至少 2 小时。检查腔体排水孔是否通畅。孔隙中残留的任何水分都会使涂层起皮。
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5. 封闭非加工表面外表面涂环氧底漆干膜 40–60 μm，再涂面漆。遮蔽导轨、垫面和销孔。同一班次内对所有裸露已加工铸铁表面涂 20–30 μm 防锈膜。
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6. 三点支撑并调平三个主支撑承载。沿长度和宽度方向调平至 0.02 mm/m，每 500 mm 读取一次。地脚螺栓拧紧贴合，不要过扭。调平后复查导轨接触斑点。
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7. 刮研或磨削导轨，然后防护精密床身按每 25 mm × 25 mm 方框 20–25 点刮研。刮研后立即涂正确的导轨油。裸露的刮研铸铁在潮湿空气中几小时内就会生锈。
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8. 跑合并于 30 天后复测重新调平，复查直线度和垂直度，检查油漆线下方有无锈迹。将数据与第一天基准对比。第一个月内的小幅变化属正常；大幅变化说明存在应力或安装问题。

选型表

根据现有床身选择保存方法

按铸件尺寸、精度等级和现有设备匹配方法。

情况	推荐方法	需控制的参数	注意事项
精密床身，可进炉	两次热时效	550–650 °C，冷却速度低于 30 °C/h	淬火或快冷会重新引入应力
床身过大，无法进炉	振动时效加自然时效	共振状态下 15–45 min	仅部分去应力，预期会有一定漂移
低成本床身，周期充裕	户外自然时效	6–24 个月	占用场地，未涂装会生锈
焊接钢架	焊后热时效	600–650 °C，每 25 mm 保温 1 h	变形比铸铁大
矿物铸件或聚合物铸件	按供应商要求固化，无需炉子	供应商固化规范	热循环可能损伤基体
导轨已刮研	仅涂防锈膜	20–30 μm 薄膜	不要涂装或封闭接触带
在潮湿车间使用	封闭加导轨油管理	相对湿度尽量低于 60%	几小时内出现浮锈