堅(jiān)若磐石的機(jī)床底座(圖文)

1、安全技術(shù)堅(jiān)若磐石的機(jī)床底座(圖文) 聚合物混凝土密度大、剛性高、尺寸和熱穩(wěn)定性好，耐水和化學(xué)物質(zhì)，并且對于應(yīng)力，不會發(fā)生扭曲或彎曲。 此外，這種材料還具有優(yōu)良的振動阻尼性能。沒有一個機(jī)械師或工程師會否認(rèn)，在任何精密加工過程中，最大的挑戰(zhàn)就是消退振動。 所以，很久前曾經(jīng)被稱贊是鑄鐵和焊接機(jī)床底座一種廉價(jià)替代品的聚合物混凝土，如今已經(jīng)成為人們優(yōu)選的機(jī)床底座，以確保機(jī)床的高剛性。 很多機(jī)床制造商現(xiàn)在增加了在其機(jī)床底座中采納某種形式的聚合物混凝土的比例。 Maier美國LLC公司 ()的產(chǎn)品經(jīng)理，James Kucharski說，聚合物混凝土是機(jī)床底座的抱負(fù)選擇，特殊是對瑞士型車床更是如此，由于這種混

2、凝土效率高。 Kucharski留意到，機(jī)床中快速運(yùn)動的數(shù)量正在由于機(jī)床轉(zhuǎn)速及加速度提高、定位循環(huán)及換刀變快而不斷增加。 他說，人們依靠機(jī)床底座來汲取這種不斷提高的快速運(yùn)動數(shù)量。 Maier認(rèn)真測量了振動汲取狀況，并且發(fā)覺聚合物混凝土比灰鑄鐵汲取振動的速度快810倍。而且很明顯，振動被汲取的越多，在保持最高精度及更高刀具壽命的前提下，切削就越快，同時(shí)切深越深。 Kucharski 說，機(jī)床底座通常依據(jù)剛性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行考量，聚合物混凝土可以歸類為一種具備各向同性的均質(zhì)材料。由于這種材料密度高，且其截面特別牢固，因此，機(jī)床底座的重量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出典型鑄造框架的重量。 例如，一個Maier聚合物混凝土底

3、座重量可達(dá)8500磅。重量的增加保證了底座更加牢固，從而進(jìn)一步提高了振動阻尼。 但是，是否存在機(jī)床底座太重的問題?哈挺有限公司對這個問題的回答是確定的。 哈挺()以其采納Harcrete(一種聚合物混凝土混合物)制成的高剛性機(jī)床底座而著名。 但是，哈挺的一名應(yīng)用工程師Don Thomason說，隨著機(jī)床尺寸連續(xù)增加，哈挺發(fā)覺對較大機(jī)床采納Harcrete底座會使機(jī)床太重。因此，對于尺寸較大的機(jī)床，哈挺開發(fā)了一個削減重量而剛性及阻尼性能與Harcrete相同的底座結(jié)構(gòu)。 哈挺在其大型機(jī)床上依舊采納Harcrete，但是它不是底座的唯一部件。公司開頭用鑄鐵，然后用Harcrete填充和加強(qiáng)易振動的

4、關(guān)鍵部位。公司進(jìn)行了廣泛的討論來確定底座中的關(guān)鍵振動部位。 Harcrete加強(qiáng)式鑄鐵底座，提高了振動阻尼。替代整體式聚合物混凝土底座， 哈挺將鑄鐵底座的關(guān)鍵部位用其Harcrete聚合物混凝土混合物加強(qiáng)， 以降低機(jī)床重量。 哈挺的Harcrete是獲得許可權(quán)的Granitan型式之一，Granitan是一種由磨床制造商Studer 有限公司 () 在20多年前推出、獲得專利的聚合物混凝土混合物。如今Studer的全部磨床均采納名叫Granitan S103的更新的Granitan配方。 經(jīng)過多年基于實(shí)踐閱歷的基礎(chǔ)開發(fā)，Studer 參加了一個由5個歐洲高校及4個其他工業(yè)機(jī)構(gòu)組成的歷時(shí)4年的討

5、論項(xiàng)目。 Studer是該項(xiàng)目的主要工業(yè)合作伙伴。 該項(xiàng)目的目的在于以科學(xué)而系統(tǒng)的方式考察和優(yōu)化聚合物混凝土的使用。配制聚合物混凝土的化學(xué)公司為該項(xiàng)目作出了貢獻(xiàn)。所考察的應(yīng)用領(lǐng)域包括聚合物混凝土在土木工程項(xiàng)目中的使用。 優(yōu)化該材料的使用取決于聚合物在鋪設(shè)及固化及其他生產(chǎn)變量過程中所處的條件，因此這些條件采納有限元分析法加以描述。討論者還采納計(jì)算機(jī)模擬來表示在聚合物澆注和固化過程中在機(jī)床床身上所發(fā)生的機(jī)械、熱及化學(xué)過程。 一旦模擬出這些條件，硬化的機(jī)床底座模型就可以經(jīng)受模擬的在磨削過程中消失并可能影響磨床性能的熱及機(jī)械負(fù)荷。 全部這些討論以及多年對機(jī)床床身的觀看都證明Granitan是一種特別穩(wěn)

6、定的材料。補(bǔ)充試驗(yàn)證明，這種材料甚至可以在回收聚合物混凝土的生產(chǎn)中用作骨料。 在這個討論項(xiàng)目結(jié)束后，Studer將其整個機(jī)床生產(chǎn)轉(zhuǎn)向Granitan S103。這方面涉及混合物的一種新的配方，以及對公司澆注間的修改，從而使生產(chǎn)可以在明確定義的熱條件下進(jìn)行。 Studer在20多年前開發(fā)了自己的Granitan聚合物混凝土混合物， 從今改良了如今命名為Granitan S103的材料。 Studer說，其近無應(yīng)力式生產(chǎn)過程及其他因素保證了Granitan S103特別高的剛度(彈性模量)、更低的熱膨脹及優(yōu)異的長期性能。這種混合物采納最少量的環(huán)氧樹脂量制造，降低了該化合物的有毒添加物，并使硬化劑的

7、使用量達(dá)到最低。聚合是通過一個特別過程掌握完成的，結(jié)果是形成了一種更加符合生態(tài)要求的聚合物機(jī)床底座。 機(jī)床制造商從聚合物混凝土受益 Sunnen產(chǎn)品公司對其新型SV-1000立式CNC模塊化珩磨機(jī)為什么采納聚合物混凝土底座列出了若干緣由。 在支付了模具的初始成本后，這種底座降低了生產(chǎn)成本，供應(yīng)了優(yōu)異的產(chǎn)品全都性，由于鑄造過程復(fù)制了在模具中所加工的特征，并且底座與鋼的熱膨脹及鋁的密度特別全都。此外，這種底座還比鋼具有更高的振動阻尼。 Sunnen () 還說，采納聚合物混凝土，可以縮短機(jī)床制造和交貨周期，由于底座在鑄造完后不需要加工。插件及成品表面都鑄進(jìn)了單件式底座中。 模塊化使Sunnen可以

8、將SV-1000 系列機(jī)床從單主軸型擴(kuò)展到用于超精內(nèi)孔光整及精加工的全自動多主軸系統(tǒng)。 Sunnen將其SV-1000模塊化珩磨系統(tǒng)建筑在聚合物混凝土底座上。 該公司從底座開頭設(shè)計(jì)基本的單主軸機(jī)型，以適應(yīng)將來的自動化需要。對于直通式零件處理，機(jī)床的側(cè)面封閉板可以拆卸下來。 適合特定要求的底座 Drake制造服務(wù)公司 () 公司的總裁 James Vosmik說，該公司從20世紀(jì)90年月初以來，始終采納鑄造聚合物混凝土機(jī)床底座，并取得了特別好的效果。 在Drake制造服務(wù)公司，澆注到一個6 mm厚焊接鋼殼中的帶石英填充物的鑄造聚合物 底座包括模鑄在其中的鏟車叉插入口及電線路徑。該底座是為噴漆和精

9、加工預(yù)備的。 留意澆注到頂部的螺紋插件。它們將用于將鑄鐵底板栓接及漿砌(采納環(huán)氧樹脂)到位。 附上底板、噴好漆、預(yù)備在機(jī)床上使用的底座。管接頭用于床身清洗。 同一底座， 顯示了可以看得見的冷卻液及切屑排出流道。 Vosmik解釋道："盡管聚合物的振動阻尼及熱穩(wěn)定性是特別吸引人的特性，但我們卻具備可以對自己的機(jī)床量身定做而滿意客戶的零件制造要求之力量，而不是迫使客戶接受某個碰巧 適合某個預(yù)先設(shè)計(jì)、預(yù)先澆注及預(yù)先老化處理的鑄鐵機(jī)床底座式解決方案，這種力量才是我們的優(yōu)點(diǎn)。' 聚合物混凝土由若干物質(zhì)組成，這些物質(zhì)使其成為一種高效、牢靠而經(jīng)濟(jì)的材料。這些物質(zhì)包括礦物填充物、石英礫、石粉

10、、百分比含量比較低的環(huán)氧樹脂粘接劑及多種添加劑。 為了形成最佳晶?；旌?，粒度范圍對于石粉為小于0.003大于0.1英寸，對石英礫為0.0700.620英寸及更高。 Maier采納環(huán)氧樹脂作為粘接劑，它具有較高的彈性、較低的內(nèi)部張力、最低的立體收縮及良好的壽命。環(huán)氧樹脂與硬化劑發(fā)生反應(yīng)而不分裂三維網(wǎng)絡(luò)的低分子連接。此外，還包含有其他添加劑來改善聚合物混凝土的工藝、粘附力及排氣性能。 一種Maier聚合物混凝土底座重大約8500磅，消退了振動。 Maier在木質(zhì)、鋼質(zhì)或塑料模具中測量、混合、澆注、搗固全部這些組分?；衔镌谀＞咧泄袒?。 為了獲得可重現(xiàn)的材料特性，粘接劑的全部組分 聚合物樹脂及硬化劑

11、 及填充物混合物必需采納正確的比例。 Maier采納一系列計(jì)量螺桿及加料泵來確保填充物的重量比占成品化合物的90-93%，粘接劑占7-10%。 混合過程包括兩個連續(xù)的階段。首先，Maier混合各種粒徑的組分及粘接劑，以滿意成品分級曲線要求。接著，公司通過對填充物用環(huán)氧樹脂粘接劑完全浸濕而形成聚合物混凝土材料的最佳連接。 在澆注機(jī)床底座時(shí)，混合物從機(jī)床或澆包中直接澆到模具中。處理效率很關(guān)鍵，由于可以處理混合物的時(shí)間量是有限的。對于環(huán)氧樹脂基聚合物混凝土系統(tǒng)，處理時(shí)間(即活化壽命)為5-6小時(shí)。 在澆注過程中，模具不斷振動以壓縮和消退混合物中的氣泡。采納70次循環(huán)/秒的頻率及2.5G的加速度可以形成一個整