鉱物鋳造大理石ベッドマシニングセンターの利点は何ですか?

鉱物鋳造大理石ベッドマシニングセンターの利点は何ですか?
鉱物鋳物 (人造花崗岩、別名樹脂コンクリート) は、工作機械業界で構造材料として 30 年以上にわたって広く受け入れられています。

統計によると、ヨーロッパでは工作機械の 10 台に 1 台がベッドとして鉱物鋳物を使用しています。ただし、不適切な経験、不完全または不正確な情報を使用すると、鉱物鋳物に対する疑惑や偏見を招く可能性があります。したがって、新しい装置を作成する場合は、鉱物鋳造の長所と短所を分析し、他の材料と比較する必要があります。

建設機械のベースは一般に、鋳鉄、鉱物鋳物（ポリマーおよび/または反応性樹脂コンクリート）、鋼鉄/溶接構造（グラウト注入/​​非グラウト）および天然石（御影石など）に分類されます。それぞれの素材にはそれぞれの特徴があり、完璧な構造材は存在しません。特定の構造要件に応じて材料の長所と短所を検討することによってのみ、理想的な構造材料を選択することができます。

構造材料の 2 つの重要な機能、つまりコンポーネントの形状、位置、およびエネルギー吸収を保証することで、それぞれ性能要件 (静的性能、動的性能、熱的性能)、機能/構造要件 (精度、重量、肉厚、ガイド レールの容易さ) を規定します。材料の設置、メディア循環システム、物流）およびコスト要件（価格、数量、可用性、システムの特性）。
I. 構造材料の要求性能

1. 静特性

ベースの静的特性を測定する基準は、通常、高い強度ではなく、材料の剛性、つまり荷重下での最小変形です。静的弾性変形の場合、鉱物鋳物はフックの法則に従う等方性の均質な材料と考えることができます。

鉱物鋳物の密度と弾性率は、それぞれ鋳鉄の1/3です。鉱物鋳物と鋳鉄の比剛性は同じであるため、同じ重量であれば、形状の影響を考慮しなくても、鉄鋳物と鋳鉄の剛性は同じになります。鉱物鋳物の設計肉厚は、通常、鉄鋳物の3倍となる場合が多く、製品や鋳物の機械的性質には問題ありません。鉱物鋳物は、圧力がかかる静的な環境（ベッド、サポート、コラムなど）での作業に適していますが、薄壁および/または小さなフレーム（テーブル、パレット、ツールチェンジャー、キャリッジ、スピンドルサポートなど）には適していません。構造部品の重量は通常、鉱物鋳造メーカーの設備によって制限されており、15 トンを超える鉱物鋳造製品は一般にまれです。

2. 動特性

シャフトの回転速度や加速度が大きくなるほど、機械の動的性能がより重要になります。迅速な位置決め、迅速な工具交換、高速送りにより、機械構造部品の機械共振と動的励振が継続的に強化されます。コンポーネントの寸法設計に加えて、コンポーネントのたわみ、質量分布、動的剛性は、材料の減衰特性に大きく影響されます。

鉱物鋳造の使用は、これらの問題に対する優れた解決策を提供します。従来の鋳鉄よりも10倍振動を吸収するため、振幅と固有振動数を大幅に低減できます。

機械加工などの機械加工において、より高い精度、より良い表面品質、より長い工具寿命をもたらします。同時に、大型エンジンや遠心分離機のさまざまな材質のベース、トランスミッション鋳物、付属品の比較検証を通じて、騒音の影響に関しても鉱物鋳物が優れた性能を発揮しました。衝撃音分析によると、鉱物鋳造は音圧レベルの局所的な 20% の低減を達成できます。

3. 熱特性

専門家は、工作機械の偏差の約 80% は熱の影響によって引き起こされると推定しています。内部または外部の熱源、予熱、ワークピースの交換などのプロセスの中断はすべて、熱変形の原因となります。最適な材料を選択するには、材料要件を明確にする必要があります。比熱が高く熱伝導率が低いため、鉱物鋳物は過渡的な温度の影響 (ワークピースの変更など) や周囲温度の変動に対して優れた熱慣性を発揮します。金属床のように急速な予熱が必要な場合、または床温度が禁止されている場合は、加熱または冷却装置を鉱物鋳物に直接鋳造して温度を制御できます。このような温度補償装置を使用することで、温度の影響による変形を軽減することができ、リーズナブルなコストで精度を向上させることができます。

II.機能的および構造的要件

完全性は、鉱物鋳造を他の素材と区別する際立った特徴です。鉱物鋳物の最高鋳造温度は 45°C であり、高精度の金型と工具を使用して、部品と鉱物鋳物を一緒に鋳造することができます。

高度な再鋳造技術はミネラル鋳造ブランクにも使用でき、その結果、機械加工を必要としない正確な取り付けとレール表面が得られます。他の母材と同様に、鉱物鋳物には特定の構造設計ルールが適用されます。肉厚、耐荷重付属品、リブインサート、積み下ろし方法などは他の材質とはある程度異なるため、設計時に事前に考慮する必要があります。

Ⅲ．コスト要件

技術的な観点から検討することも重要ですが、費用対効果の重要性がますます高まっています。鉱物鋳造を使用すると、エンジニアは生産コストと運用コストを大幅に節約できます。機械加工コストの節約に加えて、鋳造、最終組み立て、物流コストの増加 (倉庫保管と輸送) もそれに応じてすべて削減されます。鉱物鋳物の高度な機能を考慮すると、プロジェクト全体として捉える必要があります。実際には、ベースがインストールされている場合と、事前にインストールされている場合の価格を比較する方が合理的です。比較的高い初期コストは鉱物鋳造金型と工具のコストですが、このコストは長期使用 (鋼型あたり 500 ～ 1000 個) で薄められ、年間の消費量は約 10 ～ 15 個です。

IV.使用範囲

構造材料として、鉱物鋳物は従来の構造材料を常に置き換えており、その急速な発展の鍵は鉱物鋳物、金型、安定した接合構造にあります。現在、鉱物鋳物は研削盤や高速加工など多くの工作機械分野で広く使用されています。研削盤メーカーは、機械ベッドに鉱物鋳物を使用する工作機械分野の先駆者です。たとえば、ABA z&b、Bahmler、Jung、Mikrosa、Schaudt、Stude などの世界的に有名な企業は、常に鉱物鋳造の減衰、熱慣性、完全性の恩恵を受けて、研削プロセスで高精度と優れた表面品質を実現してきました。 。

動的負荷が増大し続ける中、鉱物鋳物は工具研削盤の分野で世界をリードする企業からも支持されることが増えています。鉱物鋳造ベッドは剛性に優れており、リニアモーターの加速度による力をよく吸収します。同時に、優れた振動吸収性能とリニアモーターの有機的な組み合わせにより、ワークの表面品質と砥石の寿命を大幅に向上させることができます。