Vilka är fördelarna med bearbetningscentret för mineralgjutning av marmorbädd?
Mineralgjutgods (konstgjord granit även känd som hartsbetong) har varit allmänt accepterat inom maskinverktygsindustrin i över 30 år som ett strukturmaterial.
Enligt statistik använder var tionde maskin i Europa mineralgjutgods som underlag. Olämplig erfarenhet, ofullständig eller felaktig information kan dock leda till misstankar och fördomar mot mineralgjutgods. Därför är det nödvändigt att analysera fördelarna och nackdelarna med mineralgjutgods och jämföra dem med andra material när man tillverkar ny utrustning.
Basen för byggmaskiner är generellt uppdelad i gjutjärn, mineralgjutning (polymer- och/eller reaktiv hartsbetong), stål/svetsad konstruktion (fogmassa/icke-fogmassa) och natursten (såsom granit). Varje material har sina egna egenskaper, och det finns inget perfekt konstruktionsmaterial. Endast genom att undersöka materialets fördelar och nackdelar i enlighet med de specifika konstruktionskraven kan det ideala konstruktionsmaterialet väljas.
De två viktiga funktionerna hos strukturella material – att garantera komponenternas geometri, position och energiabsorption – ställer krav på prestanda (statisk, dynamisk och termisk prestanda), funktionella/strukturella krav (noggrannhet, vikt, väggtjocklek, hur lätt det är att använda styrskenor) för materialinstallation, mediecirkulationssystem, logistik) och kostnadskrav (pris, kvantitet, tillgänglighet, systemegenskaper).
I. Prestandakrav för konstruktionsmaterial
1. Statiska egenskaper
Kriteriet för att mäta en bas statiska egenskaper är vanligtvis materialets styvhet – minimal deformation under belastning, snarare än hög hållfasthet. För statisk elastisk deformation kan mineralgjutgods betraktas som isotropa homogena material som följer Hookes lag.
Densiteten och elasticitetsmodulen för mineralgjutgods är respektive 1/3 av gjutjärns. Eftersom mineralgjutgods och gjutjärn har samma specifika styvhet, under samma vikt, är styvheten hos järngjutgods och mineralgjutgods densamma utan hänsyn till formens inverkan. I många fall är den dimensionerande väggtjockleken för mineralgjutgods vanligtvis 3 gånger så stor som för järngjutgods, och denna konstruktion kommer inte att orsaka några problem när det gäller produktens eller gjutgodsets mekaniska egenskaper. Mineralgjutgods är lämpliga för arbete i statiska miljöer som bär tryck (t.ex. bäddar, stöd, pelare) och är inte lämpliga som tunnväggiga och/eller små ramar (t.ex. bord, pallar, verktygsväxlare, vagnar, spindelstöd). Vikten av konstruktionsdelar begränsas vanligtvis av utrustningen hos mineralgjutgodstillverkare, och mineralgjutgodsprodukter över 15 ton är i allmänhet sällsynta.
2. Dynamiska egenskaper
Ju högre rotationshastighet och/eller acceleration axeln har, desto viktigare är maskinens dynamiska prestanda. Snabb positionering, snabbt verktygsbyte och höghastighetsmatning förstärker kontinuerligt den mekaniska resonansen och dynamiska excitationen hos maskinens strukturella delar. Förutom komponentens dimensionsutformning påverkas komponentens nedböjning, massfördelning och dynamiska styvhet i hög grad av materialets dämpningsegenskaper.
Användningen av mineralgjutgods erbjuder en bra lösning på dessa problem. Eftersom det absorberar vibrationer 10 gånger bättre än traditionellt gjutjärn, kan det kraftigt minska amplituden och egenfrekvensen.
Vid bearbetningsoperationer som maskinbearbetning kan det ge högre precision, bättre ytkvalitet och längre verktygslivslängd. Samtidigt, när det gäller bullerpåverkan, presterade mineralgjutgodset också bra genom jämförelse och verifiering av baser, transmissionsgjutgods och tillbehör av olika material för stora motorer och centrifuger. Enligt stegljudsanalysen kan mineralgjutgodset uppnå en lokal minskning av ljudtrycksnivån på 20 %.
3. Termiska egenskaper
Experter uppskattar att cirka 80 % av avvikelserna hos verktygsmaskiner orsakas av termiska effekter. Processavbrott, såsom interna eller externa värmekällor, förvärmning, byte av arbetsstycken etc., är alla orsaker till termisk deformation. För att kunna välja det bästa materialet är det nödvändigt att klargöra materialkraven. Den höga specifika värmen och den låga värmeledningsförmågan gör att mineralgjutgods har god termisk tröghet mot övergående temperaturpåverkan (såsom byte av arbetsstycken) och omgivningstemperaturfluktuationer. Om snabb förvärmning krävs, som i en metallbädd, eller om bäddtemperaturen är förbjuden, kan värme- eller kylanordningar gjutas direkt i mineralgjutgodset för att kontrollera temperaturen. Användning av denna typ av temperaturkompensationsanordning kan minska deformationen som orsakas av temperaturpåverkan, vilket bidrar till att förbättra noggrannheten till en rimlig kostnad.
II. Funktionella och strukturella krav
Integritet är ett utmärkande drag som skiljer mineralgjutgods från andra material. Den maximala gjuttemperaturen för mineralgjutgods är 45 °C, och tillsammans med högprecisionsformar och verktyg kan delar och mineralgjutgods gjutas tillsammans.
Avancerade omgjutningstekniker kan också användas på mineralgjutämnen, vilket resulterar i exakta monterings- och rälsytor som inte kräver bearbetning. Liksom andra basmaterial är mineralgjutgods föremål för specifika strukturella konstruktionsregler. Väggtjocklek, lastbärande tillbehör, ribbinsatser, lastnings- och lossningsmetoder skiljer sig alla i viss mån från andra material och måste beaktas i förväg under konstruktionen.
III. Kostnadskrav
Även om det är viktigt att beakta det ur ett tekniskt perspektiv, visar kostnadseffektiviteten sig alltmer betydelsefull. Genom att använda mineralgjutgods kan ingenjörer spara betydande produktions- och driftskostnader. Förutom att spara på bearbetningskostnader minskar även gjutning, slutmontering och ökande logistikkostnader (lagerhållning och transport). Med tanke på mineralgjutgodsets höga funktionalitet bör det ses som ett helhetsprojekt. Det är faktiskt rimligare att göra en prisjämförelse när basen är installerad eller förinstallerad. Den relativt höga initialkostnaden är kostnaden för mineralgjutformar och verktyg, men denna kostnad kan minska vid långvarig användning (500-1000 stycken/stålgjutgods), och den årliga förbrukningen är cirka 10-15 stycken.
IV. Användningsområde
Som strukturmaterial ersätter mineralgjutgods ständigt traditionella strukturmaterial, och nyckeln till dess snabba utveckling ligger i mineralgjutning, formar och stabila bindningsstrukturer. För närvarande har mineralgjutgods använts i stor utsträckning inom många verktygsmaskinsområden, såsom slipmaskiner och höghastighetsbearbetning. Tillverkare av slipmaskiner har varit pionjärer inom verktygsmaskinsektorn och använt mineralgjutgods för maskinbäddar. Till exempel har världskända företag som ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude etc. alltid dragit nytta av dämpningen, termiska trögheten och integriteten hos mineralgjutgods för att uppnå hög precision och utmärkt ytkvalitet i slipningsprocessen.
Med ständigt ökande dynamiska belastningar föredras mineralgjutgods också alltmer av världsledande företag inom verktygsslipmaskiner. Mineralgjutgodsbädden har utmärkt styvhet och kan väl eliminera kraften som orsakas av linjärmotorns acceleration. Samtidigt kan den organiska kombinationen av god vibrationsabsorptionsprestanda och linjärmotor avsevärt förbättra arbetsstyckets ytkvalitet och slipskivans livslängd.
Publiceringstid: 18 januari 2022