Эпоксидный гранит, также известный как синтетический гранит, представляет собой смесь эпоксидной смолы и гранита, обычно используемую в качестве альтернативного материала для оснований станков.Вместо чугуна и стали используется эпоксидный гранит для лучшего гашения вибраций, увеличения срока службы инструмента и снижения затрат на сборку.
Станочная база
Статические и динамические характеристики станков и других высокоточных машин зависят от высокой жесткости, долговременной стабильности и превосходных демпфирующих характеристик основного материала.Наиболее широко используемые материалы для этих конструкций — чугун, сварные стальные конструкции и природный гранит.Из-за отсутствия долгосрочной стабильности и очень плохих демпфирующих свойств стальные конструкции редко используются там, где требуется высокая точность.Чугун хорошего качества, снятый под напряжением и отожженный, придает конструкции стабильность размеров, и ему можно отливать сложные формы, но для формирования прецизионных поверхностей после отливки требуется дорогостоящий процесс механической обработки.
Натуральный гранит хорошего качества найти становится все труднее, но он имеет более высокую демпфирующую способность, чем чугун.Опять же, как и в случае с чугуном, обработка природного гранита трудоемка и дорога.
Прецизионные гранитные отливки производятся путем смешивания гранитных заполнителей (которые измельчаются, промываются и высушиваются) с системой эпоксидной смолы при температуре окружающей среды (т.е. процесс холодного отверждения).В составе также можно использовать кварцевый заполнитель.Вибрационное уплотнение в процессе формования плотно уплотняет заполнитель.
Резьбовые вставки, стальные пластины и трубы охлаждающей жидкости могут быть отлиты в процессе литья.Для достижения еще большей универсальности линейные рельсы, направляющие и опоры двигателя могут быть воспроизведены или залиты цементным раствором, что устраняет необходимость в какой-либо механической обработке после отливки.Качество поверхности отливки не уступает поверхности формы.
Преимущества и недостатки
Преимущества включают в себя:
■ Гашение вибрации.
■ Гибкость: в полимерную основу можно интегрировать индивидуальные линейные направляющие, баки для гидравлической жидкости, резьбовые вставки, смазочно-охлаждающую жидкость и трубопроводы.
■ Использование вставок и т.п. позволяет значительно сократить объем механической обработки готовой отливки.
■ Время сборки сокращается за счет объединения нескольких компонентов в одну отливку.
■ Не требует одинаковой толщины стенок, что обеспечивает большую гибкость конструкции основания.
■ Химическая стойкость к большинству распространенных растворителей, кислот, щелочей и смазочно-охлаждающих жидкостей.
■ Не требует покраски.
■Композит имеет плотность примерно такую же, как алюминий (но детали толще, чтобы обеспечить эквивалентную прочность).
■ Процесс литья композитного полимербетона требует гораздо меньше энергии, чем металлическое литье.Для производства полимерных литейных смол требуется очень мало энергии, а процесс литья осуществляется при комнатной температуре.
Эпоксидный гранитный материал имеет внутренний коэффициент демпфирования до десяти раз лучше, чем у чугуна, до трех раз лучше, чем у натурального гранита, и до тридцати раз лучше, чем у стальных конструкций.Он не подвержен влиянию охлаждающих жидкостей, обладает превосходной долговременной стабильностью, улучшенной термической стабильностью, высокой крутильной и динамической жесткостью, отличным шумопоглощением и незначительными внутренними напряжениями.
К недостаткам относятся низкая прочность тонких сечений (менее 1 дюйма (25 мм)), низкая прочность на разрыв и низкая ударопрочность.
Знакомство с рамами для минерального литья
Минеральное литье – один из самых эффективных и современных строительных материалов.Производители прецизионных станков были одними из пионеров использования минерального литья.Сегодня его использование в фрезерных станках с ЧПУ, сверлильных станках, шлифовальных станках и электроэрозионных станках растет, и преимущества не ограничиваются высокоскоростными станками.
Минеральное литье, также называемое эпоксидно-гранитным материалом, состоит из минеральных наполнителей, таких как гравий, кварцевый песок, ледниковая мука и связующие вещества.Материал смешивается в соответствии с точными спецификациями и разливается в формы холодным способом.Прочный фундамент – залог успеха!
Современные станки должны работать все быстрее и быстрее и обеспечивать большую точность, чем когда-либо.Однако высокие скорости перемещения и тяжелая механическая обработка вызывают нежелательные вибрации рамы машины.Эти вибрации оказывают негативное воздействие на поверхность детали и сокращают срок службы инструмента.Рамы из минерального литья быстро снижают вибрацию – примерно в 6 раз быстрее, чем чугунные, и в 10 раз быстрее, чем стальные.
Станки со станинами из минерального литья, такие как фрезерные станки и шлифовальные станки, значительно более точны и обеспечивают лучшее качество поверхности.Кроме того, значительно снижается износ инструмента и продлевается срок его службы.
Литейный каркас из композитного минерала (эпоксидного гранита) имеет ряд преимуществ:
- Формирование и прочность: Процесс минерального литья обеспечивает исключительную степень свободы в отношении формы компонентов.Особые характеристики материала и процесса обеспечивают сравнительно высокую прочность и значительно меньший вес.
- Интеграция инфраструктуры: Процесс минерального литья обеспечивает простую интеграцию конструкции и дополнительных компонентов, таких как направляющие, резьбовые вставки и сервисные соединения, во время самого процесса литья.
- Производство сложных машинных конструкций. То, что было бы немыслимо при использовании обычных процессов, становится возможным благодаря минеральному литью: несколько составных частей можно собирать в сложные конструкции посредством клеевых соединений.
- Экономичная точность размеров: во многих случаях детали из минерального литья отливаются до конечных размеров, поскольку во время закалки практически не происходит усадки.Благодаря этому можно исключить дальнейшие дорогостоящие процессы отделки.
- Точность: высокая точность опорных или опорных поверхностей достигается путем дальнейшего шлифования, формовки или фрезерования.В результате многие концепции машин могут быть реализованы элегантно и эффективно.
- Хорошая термическая стабильность: минеральное литье очень медленно реагирует на изменения температуры, поскольку теплопроводность значительно ниже, чем у металлических материалов.По этой причине кратковременные изменения температуры оказывают значительно меньшее влияние на точность размеров станка.Лучшая термическая стабильность станины означает, что общая геометрия машины лучше сохраняется и, как следствие, геометрические ошибки сводятся к минимуму.
- Отсутствие коррозии: компоненты из минерального литья устойчивы к маслам, охлаждающим жидкостям и другим агрессивным жидкостям.
- Лучшее гашение вибраций для увеличения срока службы инструмента: наше минеральное литье обеспечивает до 10 раз лучшие показатели гашения вибраций, чем сталь или чугун.Благодаря этим характеристикам достигается чрезвычайно высокая динамическая устойчивость конструкции машины.Преимущества, которые это дает производителям станков и пользователям, очевидны: лучшее качество обработки поверхности обрабатываемых или шлифованных компонентов и более длительный срок службы инструмента, что приводит к снижению затрат на оснастку.
- Окружающая среда: Воздействие на окружающую среду во время производства снижено.
Рама из минерального литья против рамы из чугуна
Ниже приведены преимущества нашей новой рамы из минерального литья по сравнению с ранее использовавшейся чугунной рамой:
| Минеральное литье (эпоксидный гранит) | Чугун | |
| Демпфирование | Высокий | Низкий |
| Тепловые характеристики | Низкая теплопроводность и высокие спец.нагревать емкость | Высокая теплопроводность и низкая спец.теплоемкость |
| Встроенные детали | Неограниченный дизайн и Цельная форма и бесшовное соединение | Необходима механическая обработка |
| Устойчивость к коррозии | Очень высокий | Низкий |
| Относящийся к окружающей среде Дружелюбие | Низкое энергопотребление | Высокое энергопотребление |
Заключение
Минеральное литье идеально подходит для изготовления каркасов наших станков с ЧПУ.Оно предлагает явные технологические, экономические и экологические преимущества.Технология минерального литья обеспечивает превосходное гашение вибрации, высокую химическую стойкость и значительные термические преимущества (тепловое расширение, аналогичное расширению стали).Соединительные элементы, кабели, датчики и измерительные системы могут быть залиты в сборку.
Каковы преимущества обрабатывающего центра с гранитным основанием для литья минерального литья?
Минеральные отливки (искусственный гранит, также известный как смолобетон) уже более 30 лет широко применяются в станкостроительной промышленности в качестве конструкционного материала.
По статистике, в Европе каждый десятый станок использует в качестве станины минеральное литье.Однако использование несоответствующего опыта, неполной или неверной информации может привести к подозрениям и предубеждениям в отношении компании Mineral Castings.Поэтому при изготовлении нового оборудования необходимо проанализировать преимущества и недостатки минерального литья и сравнить их с другими материалами.
Основу строительной техники обычно разделяют на чугун, минеральное литье (бетон на основе полимеров и/или реактивных смол), стальные/сварные конструкции (заливочные/незаливочные) и натуральный камень (например, гранит).Каждый материал имеет свои особенности, и идеального конструкционного материала не существует.Только изучив преимущества и недостатки материала в соответствии с конкретными конструкционными требованиями, можно выбрать идеальный конструкционный материал.
Две важные функции конструкционных материалов — гарантировать геометрию, положение и поглощение энергии компонентов, соответственно выдвигают требования к производительности (статические, динамические и тепловые характеристики), функциональные/структурные требования (точность, вес, толщина стенок, удобство направляющих). для установки материалов, системы циркуляции носителей, логистики) и требования к стоимости (цена, количество, доступность, характеристики системы).
I. Требования к эксплуатационным характеристикам конструкционных материалов
1. Статические характеристики
Критерием измерения статических свойств основания обычно является жесткость материала — минимальная деформация под нагрузкой, а не высокая прочность.При статической упругой деформации минеральные отливки можно рассматривать как изотропные однородные материалы, подчиняющиеся закону Гука.
Плотность и модуль упругости минеральных отливок составляют соответственно 1/3 от показателей чугуна.Поскольку минеральное литье и чугуны имеют одинаковую удельную жесткость при одинаковом весе, жесткость чугунных и минеральных отливок одинакова без учета влияния формы.Во многих случаях расчетная толщина стенок минеральных отливок обычно в 3 раза превышает толщину чугунных отливок, и такая конструкция не вызовет никаких проблем с точки зрения механических свойств изделия или отливки.Минеральные отливки подходят для работы в статических средах, подвергающихся давлению (например, станины, опоры, колонны) и не подходят в качестве тонкостенных и/или небольших рам (например, столы, поддоны, устройства смены инструментов, каретки, опоры шпинделя).Вес деталей конструкции обычно ограничен оборудованием производителей минерального литья, а изделия из минерального литья весом более 15 тонн обычно встречаются редко.
2. Динамические характеристики
Чем больше скорость вращения и/или ускорение вала, тем важнее динамические характеристики машины.Быстрое позиционирование, быстрая замена инструмента и высокоскоростная подача постоянно усиливают механический резонанс и динамическое возбуждение деталей конструкции машины.Помимо размерного расчета компонента, на прогиб, распределение массы и динамическую жесткость компонента большое влияние оказывают демпфирующие свойства материала.
Использование минерального литья предлагает хорошее решение этих проблем.Поскольку он поглощает вибрации в 10 раз лучше, чем традиционный чугун, он может значительно снизить амплитуду и собственную частоту.
В операциях механической обработки, таких как механическая обработка, это может обеспечить более высокую точность, лучшее качество поверхности и более длительный срок службы инструмента.В то же время, с точки зрения шумового воздействия, минеральное литье также показало хорошие результаты при сравнении и проверке оснований, трансмиссионных отливок и аксессуаров из различных материалов для больших двигателей и центрифуг.Согласно анализу ударного шума, минеральное литье может обеспечить локальное снижение уровня звукового давления на 20%.
3. Термические свойства
По оценкам экспертов, около 80% отклонений станков вызваны термическими воздействиями.Перебои в процессе, такие как внутренние или внешние источники тепла, предварительный нагрев, смена заготовок и т. д., являются причинами термической деформации.Чтобы иметь возможность выбрать лучший материал, необходимо уточнить требования к материалу.Высокая удельная теплоемкость и низкая теплопроводность позволяют минеральным отливкам иметь хорошую тепловую инерцию к кратковременным температурным воздействиям (например, смене заготовок) и колебаниям температуры окружающей среды.Если требуется быстрый предварительный нагрев, например, для металлического слоя, или температура слоя запрещена, устройства нагрева или охлаждения могут быть установлены непосредственно в минеральную отливку для контроля температуры.Использование такого типа устройства температурной компенсации может уменьшить деформацию, вызванную воздействием температуры, что помогает повысить точность при разумных затратах.
II.Функциональные и структурные требования
Целостность – отличительная черта, отличающая минеральное отливку от других материалов.Максимальная температура литья минеральных отливок составляет 45°C, и вместе с высокоточными формами и оснасткой можно отливать детали и минеральные отливки.
Передовые методы повторного литья также можно использовать для заготовок из минерального литья, что приводит к точному монтажу и поверхностям рельсов, не требующим механической обработки.Как и другие базовые материалы, минеральное литье подчиняется определенным правилам структурного проектирования.Толщина стенок, несущие приспособления, ребра, методы загрузки и разгрузки в определенной степени отличаются от других материалов и их необходимо учитывать заранее при проектировании.
III.Требования к стоимости
Хотя это важно учитывать с технической точки зрения, экономическая эффективность все больше демонстрирует свою важность.Использование минерального литья позволяет инженерам существенно сэкономить на производстве и эксплуатации.Помимо экономии затрат на механическую обработку, литье, окончательную сборку и увеличение затрат на логистику (складирование и транспорт) соответственно сокращаются.Учитывая высокую функциональность минерального литья, его следует рассматривать как единый проект.На самом деле, разумнее сравнивать цены, когда база уже установлена или предустановлена.Относительно высокая первоначальная стоимость представляет собой стоимость форм для минерального литья и оснастки, но эта стоимость может быть снижена при длительном использовании (500-1000 штук на стальную форму), а годовое потребление составляет около 10-15 штук.
IV.Область использования
Как конструкционный материал минеральное литье постоянно заменяет традиционные конструкционные материалы, и ключ к его быстрому развитию лежит в минеральном литье, формах и стабильных связующих структурах.В настоящее время минеральное литье широко используется во многих областях станкостроения, таких как шлифовальные станки и высокоскоростная обработка.Производители шлифовальных станков были пионерами в области станкостроения, используя минеральное литье для станин станков.Например, всемирно известные компании, такие как ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude и т. д., всегда извлекали выгоду из демпфирования, тепловой инерции и целостности минеральных отливок для получения высокой точности и превосходного качества поверхности в процессе шлифования. .
В связи с постоянно растущими динамическими нагрузками ведущие мировые компании в области заточных инструментов отдают предпочтение минеральному литью.Станина из минерального литья обладает превосходной жесткостью и хорошо устраняет силу, вызванную ускорением линейного двигателя.В то же время органическое сочетание хороших характеристик поглощения вибрации и линейного двигателя может значительно улучшить качество поверхности заготовки и срок службы шлифовального круга.
Что касается одиночной части.Для нас длина в пределах 10000 мм — это легко.
Какая минимальная толщина стены?
Как правило, минимальная толщина секции основания машины должна составлять не менее 60 мм.Более тонкие секции (например, толщиной 10 мм) можно отливать с использованием заполнителей мелкого размера и состава.
Степень усадки после заливки составляет около 0,1-0,3мм на 1000мм.Когда требуются более точные механические детали из минерального литья, допуски могут быть достигнуты путем вторичного шлифования на станке, ручной притирки или других процессов механической обработки.
Наш минеральный отливочный материал выбирает натуральный гранит Jinan Black.Большинство компаний просто выбирают для строительства зданий обычный природный гранит или обычный камень.
· Сырье: с уникальными частицами черного гранита Цзинань (также называемым гранитом ЦзинаньЦин) в качестве заполнителя, который всемирно известен своей высокой прочностью, высокой жесткостью и высокой износостойкостью;
· Формула: уникальные армированные эпоксидные смолы и добавки, различные компоненты с использованием разных рецептур для обеспечения оптимальных комплексных характеристик;
· Механические свойства: поглощение вибрации примерно в 10 раз выше, чем у чугуна, хорошие статические и динамические свойства;
· Физические свойства: плотность около 1/3 от чугуна, более высокие термобарьерные свойства, чем у металлов, не гигроскопичен, хорошая термическая стабильность;
· Химические свойства: более высокая коррозионная стойкость, чем у металлов, экологичность;
· Точность размеров: линейное сжатие после литья составляет около 0,1-0,3㎜/м, чрезвычайно высокая точность формы и счетчика во всех плоскостях;
· Структурная целостность: можно отливать очень сложную конструкцию, тогда как при использовании натурального гранита обычно требуется сборка, сращивание и склеивание;
· Медленная термическая реакция: на кратковременные изменения температуры реагирует гораздо медленнее и гораздо меньше;
· Встроенные вставки: крепеж, трубы, кабели и камеры могут быть встроены в конструкцию, вставки из материалов, включая металл, камень, керамику, пластик и т. д.