Milyen előnyei vannak az ásványöntvényes márványágyas megmunkálóközpontnak?
Az ásványi öntvények (műgránit, más néven műgyantabeton) több mint 30 éve széles körben elfogadottak a szerszámgépiparban szerkezeti anyagként.
A statisztikák szerint Európában minden tizedik szerszámgép ásványöntvényt használ ágyazatként. A nem megfelelő tapasztalat, a hiányos vagy helytelen információk azonban gyanakváshoz és előítéletekhez vezethetnek az ásványöntvényekkel szemben. Ezért új berendezések gyártásakor elemezni kell az ásványöntvények előnyeit és hátrányait, és összehasonlítani azokat más anyagokkal.
Az építőipari gépek alapja általában öntöttvasra, ásványi öntvényre (polimer és/vagy reaktív műgyanta beton), acél/hegesztett szerkezetre (fugázott/nem fugázott) és természetes kőre (például gránit) osztható. Minden anyagnak megvannak a saját jellemzői, és nincs tökéletes szerkezeti anyag. Csak az anyag előnyeinek és hátrányainak a konkrét szerkezeti követelmények szerinti vizsgálatával lehet kiválasztani az ideális szerkezeti anyagot.
A szerkezeti anyagok két fontos funkciója – az alkatrészek geometriájának, helyzetének és energiaelnyelésének garantálása –, valamint teljesítménykövetelményeket (statikus, dinamikus és hőteljesítmény), funkcionális/szerkezeti követelményeket (pontosság, súly, falvastagság, vezetősínek könnyű szerelhetősége) az anyagok beépítéséhez, a közegkeringtető rendszerhez, a logisztikához, valamint költségkövetelményeket (ár, mennyiség, elérhetőség, rendszerjellemzők) határoz meg.
I. Szerkezeti anyagok teljesítménykövetelményei
1. Statikus jellemzők
Az alap statikus tulajdonságainak mérésére általában az anyag merevsége szolgál – a minimális alakváltozás terhelés alatt, nem pedig a nagy szilárdság. Statikus rugalmas alakváltozás esetén az ásványi öntvények izotróp homogén anyagoknak tekinthetők, amelyek engedelmeskednek a Hooke-törvénynek.
Az ásványöntvények sűrűsége és rugalmassági modulusa az öntöttvasénak 1/3-a. Mivel az ásványöntvények és az öntöttvasak azonos fajlagos merevséggel rendelkeznek, azonos súly mellett a vasöntvények és az ásványöntvények merevsége azonos, az alak hatását nem figyelembe véve. Sok esetben az ásványöntvények tervezett falvastagsága általában háromszorosa a vasöntvényekének, és ez a kialakítás nem okoz problémát a termék vagy az öntvény mechanikai tulajdonságai szempontjából. Az ásványöntvények alkalmasak statikus, nyomást viselő környezetben történő munkavégzésre (pl. ágyak, tartók, oszlopok), és nem alkalmasak vékony falú és/vagy kis keretekként (pl. asztalok, raklapok, szerszámváltók, kocsik, orsótartók). A szerkezeti elemek súlyát általában az ásványöntvény-gyártók berendezései korlátozzák, és a 15 tonna feletti ásványöntvények általában ritkák.
2. Dinamikus jellemzők
Minél nagyobb a tengely forgási sebessége és/vagy gyorsulása, annál fontosabb a gép dinamikus teljesítménye. A gyors pozicionálás, a gyors szerszámcsere és a nagy sebességű előtolás folyamatosan erősíti a gép szerkezeti alkatrészeinek mechanikai rezonanciáját és dinamikus gerjesztését. Az alkatrész mérettervezésén kívül az alkatrész elhajlását, tömegeloszlását és dinamikus merevségét nagymértékben befolyásolják az anyag csillapítási tulajdonságai.
Az ásványi öntvények használata jó megoldást kínál ezekre a problémákra. Mivel tízszer jobban nyeli el a rezgéseket, mint a hagyományos öntöttvas, jelentősen csökkentheti az amplitúdót és a természetes frekvenciát.
A forgácsolási műveletek, például a forgácsolás során nagyobb pontosságot, jobb felületi minőséget és hosszabb szerszáméltartamot eredményezhet. Ugyanakkor a zajhatás tekintetében az ásványöntvények jól teljesítettek a különböző anyagokból készült alapok, sebességváltó öntvények és tartozékok összehasonlítása és ellenőrzése során nagy motorokhoz és centrifugákhoz. Az ütészaj-elemzés szerint az ásványöntvények lokálisan 20%-os hangnyomásszint-csökkenést érhetnek el.
3. Termikus tulajdonságok
A szakértők becslése szerint a szerszámgépek eltéréseinek körülbelül 80%-át hőhatások okozzák. A folyamatmegszakítások, mint például a belső vagy külső hőforrások, az előmelegítés, a munkadarabok cseréje stb. mind a hődeformáció okai. A legjobb anyag kiválasztásához tisztázni kell az anyagkövetelményeket. A magas fajhő és az alacsony hővezető képesség lehetővé teszi, hogy az ásványöntvények jó hőtehetetlenséggel rendelkezzenek az átmeneti hőmérsékleti hatásokkal (például a munkadarabok cseréjével) és a környezeti hőmérséklet-ingadozásokkal szemben. Ha gyors előmelegítésre van szükség, például egy fémágy esetében, vagy az ágy hőmérséklete tilos, fűtő- vagy hűtőberendezéseket lehet közvetlenül az ásványöntvénybe önteni a hőmérséklet szabályozása érdekében. Az ilyen típusú hőmérséklet-kompenzáló eszköz használata csökkentheti a hőmérséklet hatása által okozott deformációt, ami elfogadható költségek mellett segít javítani a pontosságot.
II. Funkcionális és szerkezeti követelmények
Az integritás egy megkülönböztető jellemző, amely megkülönbözteti az ásványöntvényeket más anyagoktól. Az ásványöntvények maximális öntési hőmérséklete 45°C, és nagy pontosságú öntőformákkal és szerszámokkal együtt az alkatrészek és az ásványöntvények együtt önthetők.
Fejlett újraöntési technikák alkalmazhatók ásványöntvények nyersdarabjain is, ami precíz rögzítést és megmunkálást nem igénylő sínfelületeket eredményez. Más alapanyagokhoz hasonlóan az ásványöntvényekre is speciális szerkezeti tervezési szabályok vonatkoznak. A falvastagság, a teherhordó tartozékok, a bordabetétek, a be- és kirakodási módszerek mind bizonyos mértékig eltérnek a többi anyagétól, és a tervezés során előre figyelembe kell venni őket.
III. Költségkövetelmények
Bár fontos a műszaki szempontok figyelembevétele, a költséghatékonyság egyre inkább megmutatkozik. Az ásványöntvények használata lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy jelentős termelési és üzemeltetési költségeket takarítsanak meg. A megmunkálási költségek megtakarítása mellett az öntés, a végső összeszerelés és a növekvő logisztikai költségek (raktározás és szállítás) is ennek megfelelően csökkennek. Tekintettel az ásványöntvények magas szintű funkciójára, egy teljes projektként kell tekinteni. Valójában ésszerűbb az ár-összehasonlítást akkor végezni, amikor az alap már be van szerelve vagy előre be van szerelve. A viszonylag magas kezdeti költség az ásványöntőformák és a szerszámok költsége, de ez a költség hosszú távú használat során (500-1000 darab/acélforma) felhígulhat, az éves fogyasztás pedig körülbelül 10-15 darab.
IV. Felhasználási kör
Szerkezeti anyagként az ásványi öntvények folyamatosan felváltják a hagyományos szerkezeti anyagokat, és gyors fejlődésük kulcsa az ásványi öntvényekben, formákban és stabil kötésszerkezetekben rejlik. Jelenleg az ásványi öntvényeket széles körben használják számos szerszámgép-területen, például köszörűgépekben és nagysebességű megmunkálásban. A köszörűgép-gyártók úttörő szerepet játszottak a szerszámgép-szektorban az ásványi öntvények gépágyakhoz való alkalmazásában. Például olyan világhírű cégek, mint az ABA z&b, a Bahmler, a Jung, a Mikrosa, a Schaudt, a Stude stb., mindig is kihasználták az ásványi öntvények csillapítását, hőtehetetlenségét és integritását, hogy nagy pontosságot és kiváló felületi minőséget érjenek el a köszörülési folyamat során.
Az egyre növekvő dinamikus terhelések miatt az ásványi öntvényeket a szerszámcsiszolók területén a világ vezető vállalatai is egyre inkább előnyben részesítik. Az ásványi öntvényágy kiváló merevséggel rendelkezik, és jól kiküszöböli a lineáris motor gyorsulása által okozott erőt. Ugyanakkor a jó rezgéselnyelő teljesítmény és a lineáris motor szerves kombinációja nagymértékben javíthatja a munkadarab felületi minőségét és a köszörűkorong élettartamát.
Közzététel ideje: 2022. január 18.