Вступ: Боротьба зі структурною вібрацією
Під час високошвидкісного фрезерування, шліфування та точного гравірування з ЧПК структурна вібрація є головним обмежуючим фактором для якості обробки поверхні та довговічності інструменту. Коли ріжучий інструмент зчеплюється з деталлю на високій швидкості обертання, сили різання створюють високо-частотне збудження. Якщо ці вібрації поширюються через раму верстата, вони викликають резонанс, що призводить до видимих слідів тріскотіння на заготовці та прискореного мікро-відколу кромок ріжучого інструменту.
Історично верстатобудівники покладалися на сірий чавун завдяки його гідній литтєвості та помірним характеристикам демпфування. Однак, оскільки сучасне виробництво вимагає вищої швидкості подачі, суворіших допусків (де шорсткість поверхні менше 0,1 мікрометра) і довшого терміну служби інструменту, чавун швидко замінюється високо-композитними матеріалами. НЕПРОВАТНИЙоснови мінеральних ливарних машин(також відомий як штучний граніт або смоляний бетон) представляє сучасний дизайн конструкцій верстатів із високим -затуханням.
Фізика демпфування: мінеральне лиття проти чавуну
Демпфування – це здатність матеріалу розсіювати механічну енергію (вібрацію), перетворюючи її на мікро-теплову енергію. Коефіцієнт демпфування (представлений як коефіцієнт eta) є безрозмірною мірою цієї здатності. Коли станина машини зазнає циклу удару або вібрації, матеріал із високим рівнем демпфування поверне систему в стан набагато швидше, ніж матеріал із низьким демпфером.
Математичне зменшення амплітуди вібрації з часом обчислюється як:
Амплітуда в момент часу t=Початкова амплітуда, помножена на математичну константу e, зведену до степеня негативного коефіцієнта демпфування, помножену на власну частоту та час.
Порівняльний погляд на коефіцієнти демпфування показує явну перевагу мінерального лиття:
Конструкційна сталь: коефіцієнт демпфування приблизно 0,001.
Сірий чавун: коефіцієнт демпфування приблизно 0,003.
Мінеральне лиття: коефіцієнт демпфування приблизно від 0,020 до 0,030.
Амортизуюча здатність мінерального лиття UNPARALLELED приблизно в 10 разів більша, ніж у сірого чавуну, і майже в 30 разів більша, ніж у конструкційної сталі. Ця виняткова поведінка демпфування майже миттєво пригнічує високочастотні-гармоніки. Для кінцевого-користувача це означає:
Найвища якість поверхні: усуває мікро-тремтіння, дозволяючи оптичну-обробку поверхні безпосередньо з фрезерного верстата.
Подовжений термін служби інструменту: зменшення амплітуди вібрації мінімізує циклічний ударний знос твердосплавних і алмазних інструментів, подовжуючи термін служби інструменту до 30 відсотків.
Збільшені швидкості подачі: машини можуть працювати з набагато вищими динамічними параметрами, не викликаючи структурної нестабільності.
Склад матеріалу та більш повний розподіл частинок за розміром
UNPARALLELED mineral casting – це передовий композитний матеріал, створений із двох основних компонентів: високо{0}}чистих природних мінеральних заповнювачів і високо-ефективної сполучної системи на основі епоксидної смоли.
Заповнювальна суміш складається з ретельно відібраного кварцового, базальтового та гранітного гравію. Для досягнення максимальної щільності упаковки та мінімізації необхідного об’єму дорогої епоксидної смоли ми використовуємо криву розподілу Фуллера для оптимізації співвідношення розмірів зерен. Змішуючи точні фракції грубих, середніх, дрібних і ультра-дрібних частинок, менші зерна ідеально заповнюють проміжки між більшими каменями.
Відсоток заповнювача, що проходить через сито з розміром отвори d, розраховується як:
Відсоток=100, помножений на відношення розміру отвору d до максимального розміру частинок D, зведеного до степеня градаційного показника n (оптимізовано близько 0,5 для максимальної структурної щільності).
Цю високощільну заповнювальну матрицю скріплено за допомогою передової епоксидної смоли-холодного затвердіння (що складає приблизно від 8 до 12 відсотків від загальної ваги). На відміну від традиційного чавунного лиття, яке потребує плавлення металів при температурах понад 1200 градусів за Цельсієм, наше мінеральне лиття обробляється за допомогою низько{5}}температурного екологічно безпечного холодного-циклу затвердіння, що призводить до практично нульової усадки та нульової залишкової термічної напруги.
Свобода дизайну та функціональна інтеграція
Однією з найпотужніших переваг мінерального лиття UNPARALLELED є можливість відливати складні внутрішні елементи безпосередньо в станину машини. Оскільки матеріал обробляється в рідкому стані суспензії при кімнатній температурі, ми можемо розмістити функціональні компоненти всередині форми перед литтям:
Вбудовані сталеві анкери та напрямні: високо{0}}точні сталеві пластини з привареними анкерними шпильками можна відливати безпосередньо в композит. Згодом ці пластини піддаються точному-шліфуванню, щоб служити еталонними монтажними поверхнями для лінійних напрямних.
Вбудовані канали охолодження: труби рідинного охолодження можна влити в конструкцію. Це дозволяє активно контролювати температуру станини верстата, запобігаючи термічній деформації під час тривалих високо-циклів обробки.
Внутрішні канали та порожнини: електричні трубопроводи, гідравлічні лінії та пневматичні шланги можна прокладати всередині литва, створюючи високоінтегровану, -економну та чисту архітектуру машини.
Усуваючи численні етапи обробки й складання після{0}}лиття, мінеральне лиття UNPARALLELED надає виробникам верстатів оптимізоване, високо{1}}продуктивне структурне рішення, яке поєднує в собі надзвичайну динамічну стабільність із неперевершеною гнучкістю конструкції.