Bevezetés: A szerkezeti vibráció elleni csata
A nagy sebességű{0}}CNC-marásban, köszörülésben és precíziós gravírozásban a szerkezeti vibráció az elsődleges korlátozó tényező a felületi minőség és a szerszám élettartama szempontjából. Amikor egy vágószerszám nagy forgási sebességgel érintkezik a munkadarabbal, a forgácsolóerők nagy-frekvenciás gerjesztést generálnak. Ha ezek a rezgések átterjednek a gépvázon, rezonanciát okoznak, ami látható rezgésnyomokat eredményez a munkadarabon, és felgyorsítja a vágószerszám éleinek mikro{4}}forgácsolását.
Történelmileg a szerszámgépgyártók a szürkeöntvényre támaszkodtak annak megfelelő önthetősége és mérsékelt csillapítási tulajdonságai miatt. Mivel azonban a modern gyártás nagyobb előtolási sebességet, szigorúbb tűréseket (ahol a felületi érdesség kisebb, mint 0,1 mikrométer) és hosszabb szerszámélettartamot igényel, az öntöttvasat gyorsan felváltják a nagy teljesítményű kompozit anyagok. PÉLDÁTLANásványi öntőgép alapok(más néven mesterséges gránit vagy műgyantabeton) a csúcstechnológiát képviselik a magas{0}}csillapítású szerszámgépek szerkezeti tervezésében.
A csillapítás fizikája: Ásványöntés kontra öntöttvas
A csillapítás egy anyag azon képessége, hogy eloszlatja a mechanikai energiát (rezgéseket) azáltal, hogy azt mikro{0}}hőenergiává alakítja. A csillapítási arány (ezt az eta együtthatót jelenti) ennek a képességnek a dimenzió nélküli mértéke. Amikor egy gépágy ütést vagy vibrációs ciklust tapasztal, egy nagy csillapítású anyag sokkal gyorsabban hozza vissza a rendszert, mint egy alacsony csillapítású anyag.
A rezgés amplitúdójának időbeli matematikai csökkenését a következőképpen számítjuk ki:
Amplitúdó a t időpontban=Kezdeti amplitúdó szorozva a negatív csillapítási arány hatványára emelt e matematikai állandóval, szorozva a sajátfrekvenciával és idővel.
A csillapítási arányok összehasonlító pillantása megmutatja az ásványöntvény egyértelmű fölényét:
Szerkezeti acél: A csillapítási arány körülbelül 0,001.
Szürkeöntvény: A csillapítási arány körülbelül 0,003.
Ásványöntvény: A csillapítási arány körülbelül 0,020-0,030.
A PÁRHÁZATLAN ásványöntvény csillapítóképessége körülbelül 10-szer nagyobb, mint a szürkeöntvényé, és közel 30-szor nagyobb, mint a szerkezeti acélé. Ez a kivételes csillapítási viselkedés szinte azonnal elnyomja a nagy-frekvenciás harmonikusokat. A végfelhasználó számára-ez közvetlenül a következőt jelenti:
Kiváló felületi minőség: Megszünteti a mikro{0}}repedést, lehetővé téve az optikai-minőségű felületkezelést közvetlenül a marógépről.
Megnövelt szerszámélettartam: A rezgési amplitúdó csökkentése minimálisra csökkenti a keményfém- és gyémántszerszámok ciklikus ütési kopását, akár 30 százalékkal meghosszabbítva a szerszám élettartamát.
Megnövelt előtolás: A gépek sokkal magasabb dinamikus paraméterekkel működhetnek anélkül, hogy szerkezeti instabilitást okoznának.
Anyagösszetétel és teljesebb részecskeméret-eloszlás
Az UN PARALLELED ásványi öntvény egy fejlett kompozit anyag, amelyet két fő összetevőből terveztek: nagy-tisztaságú természetes ásványi aggregátumokból és egy nagy-teljesítményű epoxigyanta kötőanyagból.
Az adalékkeverék gondosan válogatott kvarc-, bazalt- és gránitkavicsból áll. A maximális csomagolási sűrűség elérése és a szükséges drága epoxigyanta mennyiségének minimalizálása érdekében a Fuller eloszlási görbét használjuk a szemcseméretarány optimalizálására. A durva, közepes, finom és ultrafinom részecskék pontos frakcióinak összekeverésével a kisebb szemcsék tökéletesen kitöltik a nagyobb kövek közötti réseket.
A d nyílásméretű szitán áthaladó adalékanyag százalékos arányát a következőképpen számítjuk ki:
A százalékos=100 szorozva a d nyílásméret és a maximális D részecskeméret arányával, az n osztályozási kitevő hatványára emelve (0,5 közelébe optimalizálva a maximális szerkezeti sűrűséghez).
Ezt a rendkívül sűrű aggregált mátrixot fejlett hidegen -keményítő epoxigyanta segítségével kötik össze (amely a teljes tömeg körülbelül 8–12 százalékát teszi ki). Ellentétben a hagyományos vasöntéssel, amelynél a fémeket 1200 Celsius-fok feletti hőmérsékleten kell megolvasztani, az ásványi öntvényeinket alacsony-hőmérsékletű, környezetbarát hideg-keményedési cikluson keresztül dolgozzuk fel, ami gyakorlatilag nulla zsugorodást és nulla maradék hőfeszültséget eredményez.
Tervezési szabadság és funkcionális integráció
A PÁRHÁZATLAN ásványöntvény egyik legerősebb előnye, hogy komplex belső elemeket közvetlenül a gépágyba önthetünk. Mivel az anyagot szobahőmérsékleten folyékony iszapos állapotban dolgozzák fel, a funkcionális alkatrészeket az öntés előtt elhelyezhetjük a formában:
Beágyazott acélhorgonyok és vezetősínek: A nagy pontosságú{0}}acéllemezek hegesztett rögzítőcsapokkal közvetlenül a kompozitba önthetők. Ezeket a lemezeket ezt követően precíziós-köszörüléssel végezzük, hogy referencia rögzítési felületként szolgáljanak a lineáris vezetőpályákhoz.
Integrált hűtőcsatornák: Folyékony hűtőcsövek önthetők a szerkezetbe. Ez lehetővé teszi a gépágy aktív hőmérsékletszabályozását, megakadályozva a termikus deformációt a hosszan tartó, nagy teljesítményű megmunkálási ciklusok során.
Belső vezetékek és üregek: Az öntvény belsejében elektromos vezetékek, hidraulika vezetékek és pneumatikus tömlők vezethetők, így egy erősen integrált, helytakarékos{0}} és tiszta géparchitektúra jön létre.
Az öntés utáni{0}}megmunkálási és összeszerelési lépések kiküszöbölésével a PÁRHÁZATLAN ásványöntvény optimalizált, nagy teljesítményű szerkezeti megoldást biztosít a szerszámgépgyártók számára, amely a rendkívüli dinamikai stabilitást páratlan tervezési rugalmassággal ötvözi.