Johdanto: Taistelu rakenteellista tärinää vastaan
Nopeassa-CNC-jyrsimisessä, hionnassa ja tarkkuuskaiverruksessa rakenteellinen tärinä on ensisijainen pinnan viimeistelyn laatua ja työkalun käyttöikää rajoittava tekijä. Kun leikkaustyökalu koskettaa työkappaletta suurilla pyörimisnopeuksilla, leikkausvoimat synnyttävät korkeataajuisen -herätyksen. Jos nämä värähtelyt etenevät koneen rungon läpi, ne aiheuttavat resonanssia, mikä johtaa näkyviin tärinäjälkiin työkappaleeseen ja kiihtyneeseen leikkaustyökalun reunojen mikro{4}}halkeamiseen.
Historiallisesti työstökoneiden valmistajat luottivat harmaaseen valuraudaan sen kunnollisen valuvuuden ja kohtalaisten vaimennusominaisuuksien vuoksi. Kuitenkin, koska nykyaikainen valmistus vaatii suurempia syöttönopeuksia, tiukempia toleransseja (jos pinnan karheus on alle 0,1 mikrometriä) ja pidemmän työkalun käyttöiän, valurauta korvataan nopeasti -suorituskykyisillä komposiittimateriaaleilla. vertaansa vaillamineraalivalukoneen alustat(tunnetaan myös keinotekoisena graniittina tai hartsibetonina) edustavat huippuluokan -vaimennustyöstökoneiden rakennesuunnittelua.
Vaimennuksen fysiikka: Mineraalivalu vs. valurauta
Vaimennus on materiaalin kykyä haihduttaa mekaanista energiaa (värähtelyä) muuttamalla se mikro{0}}lämpöenergiaksi. Vaimennussuhde (esitetty kertoimena eta) on tämän kyvyn mittaamaton mitta. Kun koneen alustaan kohdistuu isku- tai tärinäsykli, materiaali, jolla on korkea vaimennus, palauttaa järjestelmän levähtämään paljon nopeammin kuin materiaali, jonka vaimennus on alhainen.
Värähtelyamplitudin matemaattinen vaimeneminen ajan kuluessa lasketaan seuraavasti:
Amplitudi ajanhetkellä t=Alkuamplitudi kerrottuna matemaattisella vakiolla e korotettuna negatiivisen vaimennussuhteen potenssiin, kerrottuna luonnollisella taajuudella ja ajalla.
Vaimennussuhteiden vertaileva tarkastelu paljastaa mineraalivalun selkeän paremman:
Rakenneteräs: Vaimennussuhde noin 0,001.
Harmaa valurauta: Vaimennussuhde noin 0,003.
Mineraalivalu: Vaimennussuhde noin 0,020 - 0,030.
VERTAISTAMATTOMAN mineraalivalun vaimennuskyky on noin 10 kertaa suurempi kuin harmaan valuraudan ja lähes 30 kertaa suurempi kuin rakenneteräksen. Tämä poikkeuksellinen vaimennuskäyttäytyminen vaimentaa korkeataajuiset-harmoniset lähes välittömästi. Loppukäyttäjälle- tämä tarkoittaa suoraan:
Ylivertainen pinnanlaatu: eliminoi mikro{0}}värinän, mikä mahdollistaa optisen-laatuisen pinnan viimeistelyn suoraan jyrsinkoneesta.
Pidentynyt työkalun käyttöikä: Värähtelyamplitudin vähentäminen minimoi kovametalli- ja timanttityökalujen syklisen iskukulumisen ja pidentää työkalun käyttöikää jopa 30 prosenttia.
Suuremmat syöttönopeudet: Koneet voivat toimia paljon korkeammilla dynaamisilla parametreilla aiheuttamatta rakenteellista epävakautta.
Materiaalin koostumus ja täydellisempi hiukkaskokojakautuma
UNVERTALLAINEN mineraalivalu on edistynyt komposiittimateriaali, joka on valmistettu kahdesta pääkomponentista: erittäin{0}}puhtaista luonnollisista mineraaliaineksista ja tehokkaasta-epoksihartsisideainejärjestelmästä.
Kiviaineseos koostuu huolella valituista kvartsista, basaltista ja graniittisorasta. Maksimaalisen pakkaustiheyden saavuttamiseksi ja tarvittavan kalliin epoksihartsin määrän minimoimiseksi hyödynnämme Fuller-jakaumakäyrää raekokosuhteen optimointiin. Pienemmät rakeet täyttävät täydellisesti suurten kivien väliset raot sekoittamalla tarkkoja fraktioita karkeista, keskikokoisista, hienoista ja erittäin-hienoista hiukkasista.
Seulan, jonka aukkokoko on d, läpi kulkevan kiviaineksen prosenttiosuus lasketaan seuraavasti:
Prosenttiosuus=100 kerrottuna aukon koon d suhteella maksimihiukkaskokoon D, korotettuna luokituseksponentin n potenssiin (optimoitu lähellä arvoa 0,5 maksimirakenteen tiheydelle).
Tämä erittäin tiheä kiviainesmatriisi sidotaan yhteen käyttämällä edistynyttä kylmäkovettuvaa-epoksihartsia (joka muodostaa noin 8–12 prosenttia kokonaispainosta). Toisin kuin perinteinen rautavalu, joka vaatii metallien sulattamista yli 1 200 celsiusasteen lämpötiloissa, mineraalivalumme käsitellään matalassa-lämpötilassa, ympäristöystävällisellä-kylmäkovetussyklillä, mikä johtaa käytännöllisesti katsoen nollaan kutistumiseen ja nollan jäännöslämpöjännitykseen.
Suunnittelun vapaus ja toiminnallinen integrointi
Yksi vertaansa vailla olevan mineraalivalun tehokkaimmista eduista on kyky valaa monimutkaisia sisäisiä piirteitä suoraan koneen alustaan. Koska materiaali käsitellään nestemäisessä lietetilassa huoneenlämpötilassa, voimme sijoittaa toiminnalliset komponentit muotin sisään ennen valua:
Upotetut teräsankkurit ja -ohjaimet: Tarkat{0}}teräslevyt hitsatuilla ankkurointinastoilla voidaan valaa suoraan komposiittiin. Nämä levyt tarkkuus-hiotaan, jotta ne toimivat vertailupinnoina lineaarisille ohjauskäytäville.
Integroidut jäähdytyskanavat: Nestejäähdytysputket voidaan valaa rakenteeseen. Tämä mahdollistaa konealustan aktiivisen lämpötilan säätelyn, mikä estää lämpömuodonmuutoksia pitkittyneiden suuritehoisten työstöjaksojen aikana.
Sisäiset putket ja ontelot: Sähköputket, hydrauliputket ja pneumaattiset letkut voidaan reitittää valukappaleen sisään, mikä luo erittäin integroidun,{0}}tilaa säästävän ja puhtaan konearkkitehtuurin.
Koska useat valun jälkeiset työstö- ja kokoonpanovaiheet eliminoidaan, VERTAISTAmaton mineraalivalu tarjoaa työstökoneiden valmistajille optimoidun, -suorituskykyisen rakenneratkaisun, jossa yhdistyvät äärimmäinen dynaaminen vakaus ja vertaansa vailla oleva suunnittelun joustavuus.