Какви са предимствата на обработващия център за мраморно легло с минерално леене?
Минералните отливки (изкуствен гранит, известен още като смолист бетон) са широко приети в машиностроенето от над 30 години като конструкционен материал.
Според статистиката, в Европа, една от всеки 10 машинни инструменти използва минерални отливки като основа. Използването на неподходящ опит, непълна или невярна информация обаче може да доведе до подозрение и предразсъдъци към минералните отливки. Следователно, при производството на ново оборудване е необходимо да се анализират предимствата и недостатъците на минералните отливки и да се сравнят с други материали.
Основата на строителните машини обикновено се разделя на чугун, минерални отливки (полимерен и/или реактивен бетон), стомана/заварени конструкции (с фугиране/нефугиране) и естествен камък (като гранит). Всеки материал има свои собствени характеристики и няма перфектен конструкционен материал. Само чрез изследване на предимствата и недостатъците на материала според специфичните структурни изисквания, може да се избере идеалният конструкционен материал.
Двете важни функции на конструкционните материали – гарантиране на геометрията, позицията и абсорбцията на енергия на компонентите, съответно поставят изисквания за производителност (статични, динамични и термични характеристики), функционални/структурни изисквания (точност, тегло, дебелина на стената, лекота на използване на водещи релси) за монтаж на материали, система за циркулация на материалите, логистика) и изисквания за разходи (цена, количество, наличност, характеристики на системата).
I. Изисквания за експлоатационни характеристики на конструкционни материали
1. Статични характеристики
Критерият за измерване на статичните свойства на основата обикновено е твърдостта на материала - минимална деформация под натоварване, а не висока якост. За статична еластична деформация, минералните отливки могат да се разглеждат като изотропни хомогенни материали, подчиняващи се на закона на Хук.
Плътността и модулът на еластичност на минералните отливки са съответно 1/3 от тези на чугунените. Тъй като минералните отливки и чугунените отливки имат еднаква специфична твърдост, под едно и също тегло, твърдостта на чугунените отливки и минералните отливки е еднаква, без да се отчита влиянието на формата. В много случаи проектната дебелина на стената на минералните отливки обикновено е 3 пъти по-голяма от тази на чугунените отливки и тази конструкция няма да причини проблеми по отношение на механичните свойства на продукта или отливката. Минералните отливки са подходящи за работа в статични среди, които носят налягане (напр. легла, опори, колони) и не са подходящи като тънкостенни и/или малки рамки (напр. маси, палети, устройства за смяна на инструменти, каретки, опори на шпиндели). Теглото на конструктивните части обикновено е ограничено от оборудването на производителите на минерални отливки, а продуктите от минерални отливки над 15 тона обикновено са рядкост.
2. Динамични характеристики
Колкото по-голяма е скоростта на въртене и/или ускорението на вала, толкова по-важни са динамичните характеристики на машината. Бързото позициониране, бързата смяна на инструмента и високоскоростното подаване непрекъснато засилват механичния резонанс и динамичното възбуждане на структурните части на машината. В допълнение към размерния дизайн на компонента, отклонението, разпределението на масата и динамичната коравина на компонента са силно повлияни от амортисьорните свойства на материала.
Използването на минерални отливки предлага добро решение на тези проблеми. Тъй като те абсорбират вибрациите 10 пъти по-добре от традиционния чугун, те могат значително да намалят амплитудата и собствената честота.
При машинни операции, като например машинна обработка, тя може да осигури по-висока прецизност, по-добро качество на повърхността и по-дълъг живот на инструмента. Същевременно, по отношение на шумовото въздействие, минералните отливки също се представиха добре чрез сравнение и проверка на основите, трансмисионните отливки и аксесоарите от различни материали за големи двигатели и центрофуги. Според анализа на ударния шум, минералните отливки могат да постигнат локално намаление на нивото на звуково налягане с 20%.
3. Термични свойства
Експертите смятат, че около 80% от отклоненията на машинните инструменти са причинени от термични ефекти. Прекъсванията на процеса, като например вътрешни или външни източници на топлина, предварително нагряване, смяна на детайли и др., са все причини за термична деформация. За да може да се избере най-добрият материал, е необходимо да се изяснят изискванията към материала. Високата специфична топлина и ниската топлопроводимост позволяват на минералните отливки да имат добра термична инерция към преходни температурни влияния (като смяна на детайли) и колебания на околната температура. Ако е необходимо бързо предварително нагряване, като например метално легло, или температурата на леглото е забранена, нагревателни или охлаждащи устройства могат да бъдат директно отлети в минералната отливка, за да се контролира температурата. Използването на този вид устройство за температурна компенсация може да намали деформацията, причинена от влиянието на температурата, което помага за подобряване на точността на разумна цена.
II. Функционални и структурни изисквания
Целостта е отличителна черта, която отличава минералните отливки от други материали. Максималната температура на леене за минерални отливки е 45°C и заедно с високопрецизни форми и инструментална екипировка, части и минерални отливки могат да се отливат заедно.
Усъвършенствани техники за повторно леене могат да се използват и върху заготовки за минерални отливки, което води до прецизен монтаж и повърхности на релсите, които не изискват машинна обработка. Подобно на други основни материали, минералните отливки са предмет на специфични правила за структурно проектиране. Дебелината на стената, носещите аксесоари, вложките на ребрата, методите на товарене и разтоварване са различни до известна степен от другите материали и трябва да се вземат предвид предварително по време на проектирането.
III. Изисквания за разходи
Въпреки че е важно да се вземе предвид от техническа гледна точка, икономическата ефективност показва все по-голямо значение. Използването на минерални отливки позволява на инженерите да спестят значителни производствени и оперативни разходи. В допълнение към спестяването на разходи за машинна обработка, разходите за леене, окончателен монтаж и нарастващите логистични разходи (складиране и транспорт) се намаляват съответно. Като се има предвид високата функция на минералните отливки, те трябва да се разглеждат като цялостен проект. Всъщност е по-разумно да се направи сравнение на цените, когато основата е монтирана или предварително монтирана. Сравнително високата първоначална цена е цената на калъпите за минерални отливки и инструменталната екипировка, но тази цена може да се намали при дългосрочна употреба (500-1000 броя/стоманена калъп), а годишното потребление е около 10-15 броя.
IV. Обхват на употреба
Като конструкционен материал, минералните отливки непрекъснато заместват традиционните конструкционни материали, а ключът към бързото им развитие се крие в минералните отливки, формите и стабилните свързващи структури. В момента минералните отливки се използват широко в много области на машиностроенето, като например шлифовъчни машини и високоскоростна обработка. Производителите на шлифовъчни машини са пионери в сектора на машиностроенето, използвайки минерални отливки за машинни легла. Например, световноизвестни компании като ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude и др. винаги са се възползвали от амортизацията, термичната инерция и целостта на минералните отливки, за да постигнат висока прецизност и отлично качество на повърхността в процеса на шлифоване.
С постоянно нарастващите динамични натоварвания, минералните отливки също са все по-предпочитани от водещите световни компании в областта на шлифовъчните машини. Леглото на минералните отливки има отлична твърдост и може добре да елиминира силата, причинена от ускорението на линейния двигател. В същото време, органичната комбинация от добра производителност на абсорбиране на вибрации и линейния двигател може значително да подобри качеството на повърхността на детайла и експлоатационния живот на шлифовъчното колело.
Време на публикуване: 18 януари 2022 г.