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矿物铸件在机床床身的应用

分类：行业资讯
作者：超级管理员
发布时间：2021-12-18
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【概要描述】矿物铸件在机床床身的应用:全球工业正在不断寻找新的设计方案和新的材料，这些特性可能会提高制造产品的质量，降低与制造过程相关的成本，增加该过程的灵活性，等等[1]。

矿物铸件在机床床身的应用:全球工业正在不断寻找新的设计方案和新的材料，这些特性可能会提高制造产品的质量，降低与制造过程相关的成本，增加该过程的灵活性，等等[1]。但是，大多数制造公司仍然依赖上世纪80年代甚至更早的技术和机器。在一般人看来，这些机器非常耐用，而且它们能够加工产品的精度在当时是非常高的。从那时起，机床的结构已经从单一变为模块化，然而，机床的一些元素，如床身，仍然采用传统方法制造，如浇铸技术。当代的技术大厅都配备了新的机器。用于各种机体以及机床床身的铸铁具有非常好的阻尼能力，在制造过程中导致物体的高精确度。
最近的研究和发展趋势表明，由于更好的动态性能，有一个明显的趋势，即从传统的铁铸件向矿物铸件的方向发展。矿物铸件（PC--聚合物混凝土）是一种由无机骨料颗粒组成的复杂材料，如玄武岩，河卵石、沙子、白垩等。

根据矿物铸件中使用的骨料种类，颗粒的大小可能从十分之一微米到大约十毫米[2]。根据所用骨料的类型和尺寸以及树脂的数量，固化时间可能需要几分钟到几小时。根据对所达到的精度、公差、表面粗糙度的要求，矿物铸件可以用木材、塑料、金属、铸铁模具或上述的组合来制作。

矿物铸件在机床床身的应用

机床制造中使用的矿物铸件的技术现状
机床矿物铸件：目前的发展趋势包括在机床制造中应用矿物铸件而不是铸铁。在某些情况下，如精密工业，矿物铸件只用于机床的某些部件，如导轨。这是由于矿物铸件的强度不够[3]。在其他情况下，如果对象的精度不需要那么高，而且强度考虑允许，甚至整个床身都可以用矿物铸件制成[4]。为了直观地了解物品的尺寸，图2显示了带有标记的机床床身的中心车床。

矿物和铁铸件具有不同的抗拉强度和抗压强度值。无论粘合剂的类型如何，抗压强度与抗拉强度的比率大约为9:1。矿物铸件的一个非常重要的特点是密度低，与铸铁相比低3倍，这使得矿物铸件成为一种轻型建筑材料。矿物铸件的机械性能取决于温度。随着温度从20摄氏度增加到80摄氏度，抗压强度的下降可以达到50%。矿物铸件的疲劳强度值，在达到一定数量的应力循环后没有损坏，约为静态负载的50%。如果压缩载荷大于名义压缩强度的20%，蠕变现象可能会发生在十分之一的微米级。矿物铸件的导热性比铸铁的导热性低一个数量级，热容量是铸铁的两倍，两种铸件的热膨胀处于相似的水平。

阻尼是决定机床动态性能的最重要因素之一，对机床的加工能力有重大影响。通常情况下，机器零件是由铸铁制成的，它具有较高的阻尼系数。然而，铸造过程需要一个开放的结构和小的厚度，由于空隙的可能性，它可以导致低共振频率。矿物铸造允许使用壁厚较厚的封闭结构，这导致了更高的共振频率。

已经进行了研究[1,4]，以确定在车削过程中，根据冷却方式（湿式、MQL、干式）和机床床身材料类型（矿物铸件、铁铸件）的不同，刀盘磨损和工件的表面粗糙度。结果显示，在使用铁和矿物铸件床身的情况下，刀盘磨损与车削时间[1]或去除的材料体积[4]有关。在这两种情况下，很明显，无论采用何种冷却方法，铸铁床身的刀具平面磨损都比较大。在使用铁和矿物铸件床身的情况下，表面粗糙度与车削时间[1]或去除的材料量[4]的关系也已被确定和检验。在这两种情况下，很明显，使用矿物铸件床身时，工件的表面粗糙度比使用铸铁床身时要低。这些差异是由于矿物铸件的振动阻尼特性比铸铁高4到7倍[4]。为了对这些特性进行详细的分析，我们进一步进行了研究。两张床都配备了放置在不同位置的加速度计，以记录有关振动的信息。记录的输出信号（单力[1]，恒定周期激励[4]）以加速度与时间和加速度与频率的关系形式呈现。最早的结果是，在单一力的情况下，加速度与时间的关系和加速度与频率的关系。它们表明，矿床的特点是共振振动的振幅比铁床低[1]。下面两个依赖关系显示了在恒定的周期性激励下加速度与时间的关系和加速度与频率的关系。另外，在这种情况下，可以看出矿床的共振振幅比铁床的要小得多[4]。研究还进行了调查自由支承的进一步模式的发生频率，以寻找两个相同形状的铸铁和矿物铸件制成的机床主轴模型。对后续模式的动态分析表明，矿物铸件模型的振动频率是铁铸件模型频率的两倍[5]。

3. 结论
这篇文章介绍了用于建造机床的矿物铸件的技术现状。矿物铸件的应用需要在材料和强度领域进行全面的理论和实验研究。研究的重点还应该是评估矿物铸件在技术机器元件上的应用能力，例如机床床身等。矿物铸件由于其优良的动态性能和低密度，被乐意引入机床行业。研究表明，在不久的将来，常用的铸铁可能会被现代建筑材料如矿物铸件部分甚至完全取代。

关键词：

上一个: 机床用矿物铸件好还是铸铁好？

下一个: 为什么机床要用矿物铸件

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