Въведение: Битката срещу структурните вибрации
При високо{0}}скоростното CNC фрезоване, шлайфане и прецизно гравиране, структурната вибрация е основният ограничаващ фактор за качеството на повърхностната обработка и живота на инструмента. Когато режещ инструмент се зацепи с детайла при високи скорости на въртене, силите на рязане генерират високо-честотно възбуждане. Ако тези вибрации се разпространяват през рамката на машината, те предизвикват резонанс, което води до видими следи от трептене върху детайла и ускорено микро-отчупване на ръбовете на режещия инструмент.
В исторически план производителите на металорежещи машини са разчитали на сив чугун поради неговата прилична способност за отливане и умерени характеристики на затихване. Въпреки това, тъй като модерното производство изисква по-високи скорости на подаване, по-строги толеранси (където грапавостта на повърхността е по-малка от 0,1 микрометра) и по-дълъг живот на инструмента, чугунът бързо се заменя с-композитни материали с висока производителност. БЕЗ СРАВНОоснови за машини за минерално леене(известни още като изкуствен гранит или смолист бетон) представляват най-новото в структурния дизайн на металообработващи машини с високо-затихване.
Физиката на затихването: Минерална отливка срещу чугун
Затихването е способността на материала да разсейва механичната енергия (вибрации), като я трансформира в микро-топлинна енергия. Коефициентът на затихване (представен като коефициент eta) е безразмерна мярка за тази способност. Когато леглото на машината претърпи удар или цикъл на вибрация, материал с високо затихване ще върне системата в покой много по-бързо от материал с ниско затихване.
Математическото затихване на амплитудата на вибрациите с течение на времето се изчислява като:
Амплитуда в момент t=Първоначална амплитуда, умножена по математическата константа e, повдигната на степен на отрицателното съотношение на затихване, умножена по естествената честота и времето.
Сравнителен поглед върху коефициентите на затихване разкрива ясното превъзходство на минералното леене:
Конструкционна стомана: Коефициент на затихване приблизително 0,001.
Сив чугун: Коефициент на затихване приблизително 0,003.
Минерална отливка: Коефициент на затихване от приблизително 0,020 до 0,030.
Капацитетът на демпфиране на минералната отливка UNPARALLELED е приблизително 10 пъти по-голям от този на сивия чугун и почти 30 пъти по-голям от този на конструкционната стомана. Това изключително поведение на затихване потиска високо{3}}честотните хармоници почти мигновено. За крайния-потребител това се превежда директно на:
Превъзходно качество на повърхността: Елиминира микро-трептене, позволявайки оптично{1}}обработване на повърхността директно от фрезовата машина.
Удължен живот на инструмента: Намаляването на амплитудата на вибрациите минимизира цикличното износване на твърдосплавни и диамантени инструменти, удължавайки живота на инструмента с до 30 процента.
Повишени скорости на подаване: Машините могат да работят при много по-високи динамични параметри, без да предизвикват структурна нестабилност.
Състав на материала и пълно разпределение на размера на частиците
UNPARALLELED mineral casting е усъвършенстван композитен материал, създаден от два основни компонента: естествени минерални агрегати с висока-чистота и високо{1}}ефективна свързваща система от епоксидна смола.
Инертният материал се състои от внимателно подбрани кварцови, базалтови и гранитни чакъли. За постигане на максимална плътност на опаковката и минимизиране на обема на необходимата скъпа епоксидна смола, ние използваме кривата на разпределение на Фулър, за да оптимизираме съотношението на размера на зърната. Чрез смесване на прецизни фракции от груби, средни, фини и ултра-фини частици, по-малките зърна идеално запълват празнините между по-големите камъни.
Процентът на инертния материал, преминаващ през сито с размер на отвор d, се изчислява като:
Процент=100, умножен по съотношението на размера на отвора d към максималния размер на частиците D, повишен на степен на експонента на класификация n (оптимизиран близо до 0,5 за максимална структурна плътност).
Тази изключително плътна агрегатна матрица е свързана заедно с помощта на усъвършенствана студено{0}}втвърдяваща се епоксидна смола (представляваща приблизително 8 процента до 12 процента от общото тегло). За разлика от традиционното чугунено леене, което изисква топене на метали при температури, надвишаващи 1200 градуса по Целзий, нашето минерално леене се обработва чрез ниско-температурен, екологичен студен-цикъл на втвърдяване, което води до практически нулево свиване и нулево остатъчно топлинно напрежение.
Свобода на дизайна и функционална интеграция
Едно от най-мощните предимства на минералното леене UNPARALLELED е способността да се леят сложни вътрешни елементи директно в леглото на машината. Тъй като материалът се обработва в състояние на течна суспензия при стайна температура, можем да позиционираме функционални компоненти вътре във формата преди отливане:
Вградени стоманени анкери и направляващи: Високо{0}}прецизни стоманени плочи със заварени анкерни шпилки могат да бъдат отлети директно в композита. Тези плочи впоследствие се шлифоват прецизно-, за да служат като еталонни монтажни повърхности за линейни направляващи.
Интегрирани охлаждащи канали: Тръбите за течно охлаждане могат да бъдат отлети в структурата. Това позволява активен контрол на температурата на леглото на машината, предотвратявайки термична деформация по време на продължителни цикли на обработка с висока-мощност.
Вътрешни тръбопроводи и кухини: Електрическите тръбопроводи, хидравличните тръбопроводи и пневматичните маркучи могат да бъдат насочени вътре в отливката, създавайки силно интегрирана, -спестяваща пространство и чиста архитектура на машината.
Чрез елиминиране на множество стъпки за обработка след-леене и сглобяване, несравнимото минерално леене предоставя на производителите на металообработващи машини оптимизирано структурно решение с висока-производителност, което съчетава изключителна динамична стабилност с несравнима гъвкавост на дизайна.