Care sunt beneficiile centrului de prelucrare a paturilor de marmură pentru turnarea mineralelor?
Turnările minerale (granitul artificial, cunoscut și sub numele de beton rășinos) sunt larg acceptate în industria mașinilor-unelte de peste 30 de ani ca material structural.
Conform statisticilor, în Europa, una din 10 mașini-unelte folosește ca bază piese turnate minerale. Cu toate acestea, utilizarea unei experiențe necorespunzătoare, a informațiilor incomplete sau incorecte poate duce la suspiciune și prejudecăți față de piesele turnate minerale. Prin urmare, atunci când se fabrică echipamente noi, este necesar să se analizeze avantajele și dezavantajele pieselor turnate minerale și să se compare cu alte materiale.
Baza utilajelor de construcții este în general împărțită în fontă, turnare minerală (beton polimeric și/sau rășină reactivă), oțel/structură sudată (cimentat/fără cimentat) și piatră naturală (cum ar fi granitul). Fiecare material are propriile caracteristici și nu există un material structural perfect. Numai prin examinarea avantajelor și dezavantajelor materialului în funcție de cerințele structurale specifice se poate selecta materialul structural ideal.
Cele două funcții importante ale materialelor structurale – garantează geometria, poziția și absorbția energiei componentelor, respectiv impun cerințe de performanță (performanță statică, dinamică și termică), cerințe funcționale/structurale (precizie, greutate, grosimea peretelui, ușurința instalării șinelor de ghidare) pentru instalarea materialelor, sistemul de circulație a mediilor, logistică) și cerințe de cost (preț, cantitate, disponibilitate, caracteristicile sistemului).
I. Cerințe de performanță pentru materialele structurale
1. Caracteristici statice
Criteriul pentru măsurarea proprietăților statice ale unei baze este de obicei rigiditatea materialului - deformarea minimă sub sarcină, mai degrabă decât rezistența ridicată. Pentru deformarea elastică statică, piesele turnate minerale pot fi considerate materiale izotrope omogene care respectă legea lui Hooke.
Densitatea și modulul de elasticitate al pieselor turnate minerale sunt, respectiv, 1/3 din cele ale fontei. Întrucât piesele turnate minerale și fonta au aceeași rigiditate specifică, sub aceeași greutate, rigiditatea pieselor turnate din fontă și a pieselor turnate minerale este aceeași fără a lua în considerare influența formei. În multe cazuri, grosimea peretelui proiectată a pieselor turnate minerale este de obicei de 3 ori mai mare decât cea a pieselor turnate din fontă, iar această proiectare nu va cauza probleme în ceea ce privește proprietățile mecanice ale produsului sau pieselor turnate. Piesele turnate minerale sunt potrivite pentru lucrul în medii statice care suportă presiune (de exemplu, paturi, suporturi, coloane) și nu sunt potrivite ca rame cu pereți subțiri și/sau mici (de exemplu, mese, paleți, schimbătoare de scule, cărucioare, suporturi pentru axuri). Greutatea pieselor structurale este de obicei limitată de echipamentele producătorilor de piese turnate minerale, iar produsele turnate minerale de peste 15 tone sunt în general rare.
2. Caracteristici dinamice
Cu cât viteza de rotație și/sau accelerația arborelui este mai mare, cu atât performanța dinamică a mașinii este mai importantă. Poziționarea rapidă, înlocuirea rapidă a sculelor și avansul de mare viteză consolidează continuu rezonanța mecanică și excitația dinamică a pieselor structurale ale mașinii. Pe lângă designul dimensional al componentei, deformarea, distribuția masei și rigiditatea dinamică a componentei sunt puternic afectate de proprietățile de amortizare ale materialului.
Utilizarea pieselor turnate minerale oferă o soluție bună la aceste probleme. Deoarece absoarbe vibrațiile de 10 ori mai bine decât fonta tradițională, poate reduce considerabil amplitudinea și frecvența naturală.
În operațiunile de prelucrare, cum ar fi prelucrarea mecanică, aceasta poate aduce o precizie mai mare, o calitate mai bună a suprafeței și o durată de viață mai lungă a sculelor. În același timp, în ceea ce privește impactul zgomotului, piesele turnate minerale au avut, de asemenea, performanțe bune prin compararea și verificarea bazelor, pieselor turnate ale transmisiei și accesoriilor din diferite materiale pentru motoare mari și centrifuge. Conform analizei sunetului de impact, piesele turnate minerale pot realiza o reducere locală de 20% a nivelului presiunii acustice.
3. Proprietăți termice
Experții estimează că aproximativ 80% din abaterile mașinilor-unelte sunt cauzate de efecte termice. Întreruperile procesului, cum ar fi sursele de căldură interne sau externe, preîncălzirea, schimbarea pieselor de prelucrat etc., sunt toate cauze ale deformării termice. Pentru a putea selecta cel mai bun material, este necesar să se clarifice cerințele privind materialul. Căldura specifică ridicată și conductivitatea termică scăzută permit pieselor turnate minerale să aibă o bună inerție termică la influențele tranzitorii de temperatură (cum ar fi schimbarea pieselor de prelucrat) și la fluctuațiile temperaturii ambientale. Dacă este necesară o preîncălzire rapidă, cum ar fi un pat metalic, sau temperatura patului este interzisă, dispozitivele de încălzire sau răcire pot fi turnate direct în turnarea minerală pentru a controla temperatura. Utilizarea acestui tip de dispozitiv de compensare a temperaturii poate reduce deformarea cauzată de influența temperaturii, ceea ce ajută la îmbunătățirea preciziei la un cost rezonabil.
II. Cerințe funcționale și structurale
Integritatea este o caracteristică distinctivă care distinge piesele turnate minerale de alte materiale. Temperatura maximă de turnare pentru piesele turnate minerale este de 45°C și, împreună cu matrițe și scule de înaltă precizie, piesele și piesele turnate minerale pot fi turnate împreună.
Tehnici avansate de refabricare pot fi utilizate și pe semifabricatele turnate din minerale, rezultând o montare precisă și suprafețe de șină care nu necesită prelucrare. La fel ca alte materiale de bază, turnările minerale sunt supuse unor reguli specifice de proiectare structurală. Grosimea peretelui, accesoriile portante, inserțiile nervurilor, metodele de încărcare și descărcare sunt toate diferite într-o oarecare măsură de alte materiale și trebuie luate în considerare în avans în timpul proiectării.
III. Cerințe de cost
Deși este important să se ia în considerare din punct de vedere tehnic, eficiența costurilor își demonstrează din ce în ce mai mult importanța. Utilizarea pieselor turnate minerale permite inginerilor să economisească costuri semnificative de producție și operare. Pe lângă economiile la costurile de prelucrare, turnarea, asamblarea finală și creșterea costurilor logistice (depozitare și transport) sunt toate reduse în mod corespunzător. Având în vedere funcționalitatea la nivel înalt a pieselor turnate minerale, acestea ar trebui privite ca un proiect întreg. De fapt, este mai rezonabil să se facă o comparație de prețuri atunci când baza este instalată sau preinstalată. Costul inițial relativ ridicat este costul matrițelor și sculelor pentru turnarea minerală, dar acest cost poate fi diluat în utilizarea pe termen lung (500-1000 bucăți/matriță de oțel), iar consumul anual este de aproximativ 10-15 bucăți.
IV. Domeniul de utilizare
Ca material structural, piesele turnate minerale înlocuiesc constant materialele structurale tradiționale, iar cheia dezvoltării sale rapide constă în turnarea minerală, matrițe și structuri stabile de lipire. În prezent, piesele turnate minerale au fost utilizate pe scară largă în multe domenii ale mașinilor-unelte, cum ar fi mașinile de rectificat și prelucrarea de mare viteză. Producătorii de mașini de rectificat au fost pionieri în sectorul mașinilor-unelte, utilizând piese turnate minerale pentru bancurile de mașini. De exemplu, companii de renume mondial, precum ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude etc., au beneficiat întotdeauna de amortizarea, inerția termică și integritatea pieselor turnate minerale pentru a obține o precizie ridicată și o calitate excelentă a suprafeței în procesul de rectificare.
Având în vedere sarcinile dinamice în continuă creștere, piesele turnate minerale sunt, de asemenea, din ce în ce mai preferate de companiile lider mondial în domeniul mașinilor de șlefuit scule. Pat turnat mineral are o rigiditate excelentă și poate elimina cu ușurință forța cauzată de accelerația motorului liniar. În același timp, combinația organică dintre performanța bună de absorbție a vibrațiilor și motorul liniar poate îmbunătăți considerabil calitatea suprafeței piesei de prelucrat și durata de viață a pietrei de șlefuit.
Data publicării: 18 ian. 2022