Những lợi ích của trung tâm gia công đá cẩm thạch đúc khoáng là gì?
Đúc khoáng (đá granit nhân tạo hay còn gọi là bê tông nhựa) đã được chấp nhận rộng rãi trong ngành công cụ máy móc trong hơn 30 năm qua như một vật liệu kết cấu.
Theo thống kê, tại châu Âu, cứ 10 máy công cụ thì có một máy sử dụng vật liệu đúc khoáng làm bệ máy. Tuy nhiên, việc sử dụng kinh nghiệm không phù hợp, thông tin không đầy đủ hoặc không chính xác có thể dẫn đến sự nghi ngờ và định kiến đối với vật liệu đúc khoáng. Do đó, khi chế tạo thiết bị mới, cần phân tích ưu nhược điểm của vật liệu đúc khoáng và so sánh với các vật liệu khác.
Cơ sở của máy móc xây dựng thường được chia thành gang, đúc khoáng (bê tông polyme và/hoặc bê tông nhựa phản ứng), kết cấu thép/hàn (có bơm vữa/không bơm vữa) và đá tự nhiên (như đá granit). Mỗi vật liệu có đặc tính riêng, không có vật liệu kết cấu hoàn hảo. Chỉ bằng cách xem xét ưu nhược điểm của vật liệu theo yêu cầu kết cấu cụ thể, mới có thể lựa chọn được vật liệu kết cấu lý tưởng.
Hai chức năng quan trọng của vật liệu kết cấu là đảm bảo hình dạng, vị trí và khả năng hấp thụ năng lượng của các thành phần, lần lượt đưa ra các yêu cầu về hiệu suất (hiệu suất tĩnh, động và nhiệt), các yêu cầu về chức năng/kết cấu (độ chính xác, trọng lượng, độ dày thành, độ dễ dàng của ray dẫn hướng) để lắp đặt vật liệu, hệ thống lưu thông vật liệu, hậu cần) và các yêu cầu về chi phí (giá cả, số lượng, tính khả dụng, đặc điểm của hệ thống).
I. Yêu cầu về hiệu suất đối với vật liệu kết cấu
1. Đặc điểm tĩnh
Tiêu chí để đo các đặc tính tĩnh của một đế thường là độ cứng của vật liệu—biến dạng tối thiểu dưới tải trọng, chứ không phải độ bền cao. Đối với biến dạng đàn hồi tĩnh, vật đúc khoáng sản có thể được coi là vật liệu đồng nhất đẳng hướng tuân theo định luật Hooke.
Mật độ và mô đun đàn hồi của đúc khoáng sản lần lượt bằng 1/3 so với gang. Vì đúc khoáng sản và gang có cùng độ cứng riêng, nên dưới cùng một trọng lượng, độ cứng của đúc sắt và đúc khoáng sản là như nhau mà không xét đến ảnh hưởng của hình dạng. Trong nhiều trường hợp, độ dày thành thiết kế của đúc khoáng sản thường gấp 3 lần độ dày thành thiết kế của đúc sắt và thiết kế này sẽ không gây ra bất kỳ vấn đề nào về tính chất cơ học của sản phẩm hoặc vật đúc. Đúc khoáng sản thích hợp để làm việc trong môi trường tĩnh chịu áp lực (ví dụ: bệ, giá đỡ, cột) và không thích hợp làm khung có thành mỏng và/hoặc nhỏ (ví dụ: bàn, pallet, bộ thay đổi dụng cụ, giá đỡ, giá đỡ trục chính). Trọng lượng của các bộ phận kết cấu thường bị giới hạn bởi thiết bị của nhà sản xuất đúc khoáng sản và các sản phẩm đúc khoáng sản trên 15 tấn thường rất hiếm.
2. Đặc điểm động
Tốc độ quay và/hoặc gia tốc của trục càng lớn thì hiệu suất động của máy càng quan trọng. Việc định vị nhanh chóng, thay thế dụng cụ nhanh chóng và cấp liệu tốc độ cao liên tục tăng cường cộng hưởng cơ học và kích thích động của các bộ phận kết cấu máy. Ngoài thiết kế kích thước của chi tiết, độ võng, phân bố khối lượng và độ cứng động của chi tiết bị ảnh hưởng rất lớn bởi các đặc tính giảm chấn của vật liệu.
Việc sử dụng vật liệu đúc khoáng là một giải pháp tốt cho những vấn đề này. Nhờ khả năng hấp thụ rung động tốt hơn gang truyền thống gấp 10 lần, nó có thể giảm đáng kể biên độ và tần số tự nhiên.
Trong các hoạt động gia công như gia công cơ khí, đúc khoáng có thể mang lại độ chính xác cao hơn, chất lượng bề mặt tốt hơn và tuổi thọ dụng cụ dài hơn. Đồng thời, về tác động tiếng ồn, đúc khoáng cũng thể hiện tốt thông qua việc so sánh và kiểm tra các đế, đúc truyền động và phụ kiện bằng các vật liệu khác nhau cho động cơ lớn và máy ly tâm. Theo phân tích âm thanh va đập, đúc khoáng có thể đạt mức giảm cục bộ 20% mức áp suất âm thanh.
3. Tính chất nhiệt
Các chuyên gia ước tính rằng khoảng 80% độ lệch của máy công cụ là do tác động nhiệt. Các gián đoạn quy trình như nguồn nhiệt bên trong hoặc bên ngoài, gia nhiệt trước, thay đổi phôi, v.v. đều là nguyên nhân gây ra biến dạng nhiệt. Để có thể lựa chọn vật liệu tốt nhất, cần phải làm rõ các yêu cầu về vật liệu. Nhiệt dung riêng cao và độ dẫn nhiệt thấp cho phép đúc khoáng có quán tính nhiệt tốt đối với các ảnh hưởng nhiệt độ tạm thời (chẳng hạn như thay đổi phôi) và biến động nhiệt độ môi trường. Nếu cần gia nhiệt trước nhanh như giường kim loại hoặc nhiệt độ giường bị cấm, các thiết bị gia nhiệt hoặc làm mát có thể được đúc trực tiếp vào vật đúc khoáng để kiểm soát nhiệt độ. Sử dụng loại thiết bị bù nhiệt này có thể làm giảm biến dạng do ảnh hưởng của nhiệt độ, giúp cải thiện độ chính xác với chi phí hợp lý.
II. Yêu cầu về chức năng và kết cấu
Tính toàn vẹn là một đặc điểm nổi bật giúp phân biệt vật đúc khoáng sản với các vật liệu khác. Nhiệt độ đúc tối đa của vật đúc khoáng sản là 45°C, và cùng với khuôn mẫu và dụng cụ có độ chính xác cao, các bộ phận và vật đúc khoáng sản có thể được đúc cùng nhau.
Các kỹ thuật đúc lại tiên tiến cũng có thể được sử dụng trên phôi đúc khoáng, tạo ra bề mặt lắp ghép và ray chính xác mà không cần gia công. Giống như các vật liệu nền khác, vật liệu đúc khoáng cũng tuân theo các quy tắc thiết kế kết cấu cụ thể. Độ dày thành, phụ kiện chịu lực, chèn gân, phương pháp tải và dỡ tải đều khác biệt so với các vật liệu khác ở một mức độ nhất định và cần được xem xét trước trong quá trình thiết kế.
III. Yêu cầu về chi phí
Mặc dù việc xem xét từ góc độ kỹ thuật là quan trọng, nhưng hiệu quả chi phí ngày càng thể hiện rõ tầm quan trọng của nó. Sử dụng đúc khoáng sản cho phép các kỹ sư tiết kiệm đáng kể chi phí sản xuất và vận hành. Ngoài việc tiết kiệm chi phí gia công, chi phí đúc, lắp ráp cuối cùng và chi phí hậu cần ngày càng tăng (kho bãi và vận chuyển) đều được giảm thiểu tương ứng. Xét đến chức năng cấp cao của đúc khoáng sản, nên xem xét nó như một dự án tổng thể. Trên thực tế, việc so sánh giá cả khi đế đã được lắp đặt hoặc lắp đặt sẵn sẽ hợp lý hơn. Chi phí ban đầu tương đối cao là chi phí khuôn đúc khoáng sản và dụng cụ, nhưng chi phí này có thể được giảm bớt khi sử dụng lâu dài (500-1000 chi tiết/khuôn thép), và mức tiêu thụ hàng năm khoảng 10-15 chi tiết.
IV. Phạm vi sử dụng
Là một vật liệu kết cấu, đúc khoáng sản đang liên tục thay thế các vật liệu kết cấu truyền thống, và chìa khóa cho sự phát triển nhanh chóng của nó nằm ở đúc khoáng sản, khuôn mẫu và kết cấu liên kết ổn định. Hiện nay, đúc khoáng sản đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực máy công cụ như máy mài và gia công tốc độ cao. Các nhà sản xuất máy mài là những người tiên phong trong lĩnh vực máy công cụ sử dụng đúc khoáng sản cho bệ máy. Ví dụ, các công ty nổi tiếng thế giới như ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, v.v. luôn được hưởng lợi từ khả năng giảm chấn, quán tính nhiệt và tính toàn vẹn của đúc khoáng sản để đạt được độ chính xác cao và chất lượng bề mặt tuyệt vời trong quá trình mài.
Với tải trọng động ngày càng tăng, vật liệu đúc khoáng cũng ngày càng được các công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực máy mài công cụ ưa chuộng. Bệ đúc khoáng có độ cứng tuyệt vời và có thể triệt tiêu lực do gia tốc của động cơ tuyến tính gây ra. Đồng thời, sự kết hợp hữu cơ giữa hiệu suất hấp thụ rung động tốt và động cơ tuyến tính có thể cải thiện đáng kể chất lượng bề mặt của phôi và tuổi thọ của đá mài.
Thời gian đăng: 18-01-2022