礦物鑄件床身的好處在哪里2？

一、對(duì)結(jié)構(gòu)材料的性能要求

1、靜態(tài)特性

衡量底座靜態(tài)特性的標(biāo)準(zhǔn)通常是材料的剛性— 承載下的zui小形變，而不是高強(qiáng)度。對(duì)于靜態(tài)彈性變形，可以把礦物鑄件看作是符合胡克定律的各向同性的均質(zhì)材料。和其它環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料一樣，礦物鑄件材料在比抗壓強(qiáng)度、比抗彎曲強(qiáng)度、比彈性模量等方面和鑄鐵材料處于相同的范圍，其中寶麗斯通公司的高強(qiáng)度礦物鑄件KL800已經(jīng)接近部分合金鋼。

礦物鑄件密度和彈性模量分別是鑄鐵的1/3，既然礦物鑄件和鑄鐵、合金鋼有相同的比剛度，因此同等重量下，在不考慮形狀影響時(shí)鑄鐵件與礦物鑄件的剛度是相同的。很多時(shí)候，礦物鑄件的產(chǎn)品設(shè)計(jì)在比較薄的地方或者承重部分要求厚度通常是鑄鐵件的3~4倍，這種設(shè)計(jì)無(wú)論是在產(chǎn)品的力學(xué)性能上還是在澆鑄成型上都不會(huì)產(chǎn)生何種問(wèn)題。礦物鑄件適合在承載壓力的靜態(tài)環(huán)境下工作（如床身、支架、立柱），不適合作為薄壁和/或小型機(jī)架（如工作臺(tái)、托盤(pán)、換刀裝置、拖板、主軸支架）。結(jié)構(gòu)件的大小、重量通常是受礦物鑄件廠家的攪拌設(shè)備、振動(dòng)設(shè)備限制，在不分體制作的情況下，礦物鑄件的單個(gè)產(chǎn)品重量基本上被限制在8噸以?xún)?nèi)，10噸以上的一體式礦物鑄件產(chǎn)品一般較為少見(jiàn)。

2. 動(dòng)態(tài)特性

軸的旋轉(zhuǎn)速度和/或加速度越大，機(jī)器的動(dòng)態(tài)性能就越顯重要。快速定位、刀具快速置換、高速進(jìn)給對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)件不斷地強(qiáng)化機(jī)械共振和動(dòng)態(tài)激勵(lì)。除了部件的尺寸設(shè)計(jì)，部件的撓曲性、質(zhì)量分布、動(dòng)態(tài)剛性都很大程度上受材料阻尼特性的影響。礦物鑄件6倍于鑄鐵的高阻尼特性，讓礦物鑄件材料的床身具有更加良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)穩(wěn)定性。

礦物鑄件的使用為這些問(wèn)題提供了一個(gè)良好的解決方案。因?yàn)樗葌鹘y(tǒng)鑄鐵的吸振性能好10倍，能大幅吸收振幅和固有頻率。礦物鑄件能夠?yàn)樵O(shè)備提供更加安靜和長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的性能，從而提高工件的加工質(zhì)量、降低刀具損耗、減少設(shè)備的維護(hù)頻率、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

在諸如機(jī)械切削加工中，可以帶來(lái)更高的精度、更好的表面質(zhì)量、更長(zhǎng)的工具使用壽命。同時(shí)，在噪音影響方面，通過(guò)對(duì)大型發(fā)動(dòng)機(jī)和離心機(jī)不同材質(zhì)的底座、傳動(dòng)鑄件以及附件的比較驗(yàn)證，礦物鑄件也同樣表現(xiàn)上佳。依據(jù)撞擊聲分析，礦物鑄件可以實(shí)現(xiàn)聲壓級(jí)別局部減弱20%的功效。礦物鑄件床身的這一特性，讓設(shè)備區(qū)域的工作環(huán)境更加安靜，改善工人的工作環(huán)境。

3. 熱性能

據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，在機(jī)床產(chǎn)生的偏差中約有80%由熱影響引起。內(nèi)部或外部熱源、預(yù)熱、更換工件等加工中斷都是導(dǎo)致熱變形的原因。為能挑選出zui佳材料，很有必要明確材料的要求。高比熱和低熱傳導(dǎo)率使得礦物鑄件對(duì)短暫的溫度影響（如更換工件）和周邊溫度波動(dòng)有良好的熱慣性。如需像金屬床身一樣需要快速預(yù)熱或禁止床身升溫，可在礦物鑄件中直接鑄入加熱或冷卻裝置以控制溫度。使用這種溫度補(bǔ)償裝置，能夠減少因溫度影響引起的變形，有助于在合理成本下實(shí)現(xiàn)精度的提升。礦物鑄件材料的絕緣、隔熱特性，使得使用礦物鑄件床身的設(shè)備在短期的溫度變化中更加穩(wěn)定。

對(duì)于作為數(shù)控裝備骨架的床身而言，熱穩(wěn)定也是影響工件良品率和精度的關(guān)鍵因素之一。熱穩(wěn)定性好的床身不會(huì)因溫度的急劇變化而變化，這對(duì)于依靠安裝在機(jī)床設(shè)備上邊的導(dǎo)軌的精度非chang關(guān)鍵。導(dǎo)軌安裝精度的變化過(guò)大，必然會(huì)影響在導(dǎo)軌上運(yùn)行的傳動(dòng)部件的運(yùn)行軌跡，進(jìn)而影響設(shè)備的產(chǎn)出品的質(zhì)量。

4. 耐腐蝕性

作為環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料之一，礦物鑄件材料和鑄鐵及其它鋼制材料相比具有更好的耐酸堿腐蝕性。對(duì)于需要長(zhǎng)期在切削液等堿性環(huán)境下運(yùn)行的床身而言，耐酸堿腐蝕的床身，毫無(wú)疑問(wèn)，床身表面，導(dǎo)軌安裝面、絲桿座、馬達(dá)座、載臺(tái)的安裝的表面精度以及安裝螺紋孔等可以在更長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。為充分發(fā)揮這一特性，追求高附加值的礦物鑄件制造廠，如寶麗斯通、南通盟鼎等會(huì)采用不銹鋼材質(zhì)的螺紋鑲嵌件來(lái)實(shí)現(xiàn)比碳鋼更好的美觀度、強(qiáng)度和使用壽命。

二、功能和結(jié)構(gòu)要求

整合性是礦物鑄件不同于其他材料的一個(gè)顯著特點(diǎn)。礦物鑄件屬于常溫澆注，再配以高精度的模具和工裝，經(jīng)過(guò)高頻振動(dòng)工藝以及改性環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑化學(xué)反應(yīng)后牢固的鍵合作用，可使鑲嵌的不銹鋼、碳鋼、PVC等零部件和礦物鑄件澆鑄在一起。

在礦物鑄件的毛坯件上即可以使用先進(jìn)的再次澆鑄技術(shù)，從而得到精密的安裝表面和導(dǎo)軌表面，也可以通過(guò)銑削、磨等機(jī)械加工，從而達(dá)到更高的平面度、垂直度、平行度和直線度。和其他的底座材料一樣，礦物鑄件也受到具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)則的限制。壁厚、承載附件、羅紋插件、裝卸方式等在一定程度上皆和其他材料有所差異，需要在設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)先考慮。

三、成本要求

從技術(shù)的角度進(jìn)行考慮固然重要，而性?xún)r(jià)比也日漸顯示出其重要地位。使用礦物鑄件可使工程人員節(jié)省大量的生產(chǎn)和運(yùn)作成本。除了節(jié)省機(jī)加工成本，澆鑄、zui終裝配、與日俱增的物流費(fèi)用（倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸）等成本都相應(yīng)得以降低?？紤]到礦物鑄件的高層次功能，應(yīng)將其當(dāng)成一個(gè)整體項(xiàng)目來(lái)看。實(shí)際上，在底座安裝或預(yù)安裝時(shí)再作價(jià)格比較才是較為合理的一種做法。相對(duì)而言比較高的初期成本是礦物鑄件模具和工裝費(fèi)用，但該費(fèi)用可在長(zhǎng)期使用中被攤?。?00～1000件/鋼模），每臺(tái)分?jǐn)偟哪＞叱杀疽簿?00元左右。考慮到礦物鑄件材料不存在類(lèi)似鑄鐵那樣的砂孔缺陷，不存在鑄鐵材料因關(guān)鍵部位砂孔導(dǎo)致鑄件和加工費(fèi)浪費(fèi)的問(wèn)題，從裝配的便利性、設(shè)備的性能提高、浪費(fèi)的減少等多個(gè)方面綜合考慮，礦物鑄件床身的成本并不高。

四、使用范圍

作為結(jié)構(gòu)材料，礦物鑄件正在不斷替代傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，而其得到快速發(fā)展的關(guān)鍵在于礦物澆鑄、模具、穩(wěn)定的粘結(jié)結(jié)構(gòu)。目前，礦物鑄件已在磨床、高速加工等多個(gè)機(jī)床領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 磨床制造商一直是機(jī)床領(lǐng)域使用礦物鑄件做床身的先行者。如世jie知名企業(yè)ABA z&b、 Bahm ler、Jung、Mikrosa、Schaudt、Stude 等一直得益于礦物鑄件的阻尼性、熱慣性和整合性，在磨削過(guò)程中獲得高精度和極好的表面質(zhì)量。

近年來(lái)，隨著礦物鑄件技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用嘗試，除工具磨床外，寶麗斯通裝備技術(shù)公司已經(jīng)成功的將礦物鑄件的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展到多功能的高端車(chē)銑復(fù)合的多軸加工中心、精雕機(jī)、雕銑機(jī)、銑床等磨床以外的多種機(jī)械加工中心，多晶硅劃片機(jī)、焊接機(jī)、檢測(cè)機(jī)，3D打印領(lǐng)域以及動(dòng)平衡測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域。寶麗斯通公司運(yùn)用礦物鑄件技術(shù)和材料制作的礦物鑄件機(jī)架也已經(jīng)批量應(yīng)用在點(diǎn)膠機(jī)、切割機(jī)等。

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