ศูนย์เครื่องจักรกลกลึงหินอ่อนแบบหล่อแร่มีประโยชน์อะไรบ้าง?

ศูนย์เครื่องจักรกลกลึงหินอ่อนแบบหล่อแร่มีประโยชน์อะไรบ้าง?
การหล่อแร่ (หินแกรนิตสังเคราะห์หรือคอนกรีตเรซิน) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเครื่องมือกลมานานกว่า 30 ปีในฐานะวัสดุโครงสร้าง

จากสถิติ ในยุโรป เครื่องมือกล 1 ใน 10 ชิ้นใช้วัสดุหล่อแร่เป็นฐานรอง อย่างไรก็ตาม การใช้ประสบการณ์ที่ไม่เหมาะสม ข้อมูลที่ไม่ครบถ้วน หรือไม่ถูกต้อง อาจนำไปสู่ความสงสัยและอคติต่อวัสดุหล่อแร่ ดังนั้น เมื่อผลิตอุปกรณ์ใหม่ จำเป็นต้องวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียของวัสดุหล่อแร่และเปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆ

พื้นฐานของเครื่องจักรก่อสร้างโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น เหล็กหล่อ, การหล่อแร่ (คอนกรีตโพลิเมอร์และ/หรือเรซินปฏิกิริยา), โครงสร้างเหล็ก/เชื่อม (ปูนยาแนว/ไม่ปูนยาแนว) และหินธรรมชาติ (เช่น หินแกรนิต) วัสดุแต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะของตนเอง และไม่มีวัสดุโครงสร้างที่สมบูรณ์แบบ การเลือกวัสดุโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดทำได้โดยการพิจารณาข้อดีและข้อเสียของวัสดุให้สอดคล้องกับข้อกำหนดเฉพาะด้านโครงสร้างเท่านั้น

หน้าที่ที่สำคัญสองประการของวัสดุโครงสร้างคือรับประกันรูปทรงเรขาคณิต ตำแหน่ง และการดูดซับพลังงานของส่วนประกอบ ความต้องการด้านประสิทธิภาพที่นำเสนอ (ประสิทธิภาพแบบคงที่ แบบไดนามิก และเชิงความร้อน) ความต้องการด้านการทำงาน/โครงสร้าง (ความแม่นยำ น้ำหนัก ความหนาของผนัง ความง่ายของรางนำทาง) สำหรับการติดตั้งวัสดุ ระบบการหมุนเวียนสื่อ การขนส่ง) และความต้องการด้านต้นทุน (ราคา ปริมาณ ความพร้อมใช้งาน คุณลักษณะของระบบ) ตามลำดับ
I. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับวัสดุโครงสร้าง

1. ลักษณะคงที่

เกณฑ์ในการวัดสมบัติสถิตของฐานมักพิจารณาจากความแข็งของวัสดุ ซึ่งก็คือการเสียรูปน้อยที่สุดภายใต้แรงกด ไม่ใช่ความแข็งแรงสูง สำหรับการเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นสถิตย์ วัสดุหล่อจากแร่สามารถมองได้ว่าเป็นวัสดุเนื้อเดียวกันแบบไอโซทรอปิก ซึ่งเป็นไปตามกฎของฮุก

ความหนาแน่นและโมดูลัสยืดหยุ่นของชิ้นงานหล่อแร่มีค่าเท่ากับ 1 ใน 3 ของเหล็กหล่อตามลำดับ เนื่องจากชิ้นงานหล่อแร่และเหล็กหล่อมีความแข็งจำเพาะเท่ากันภายใต้น้ำหนักที่เท่ากัน ความแข็งของชิ้นงานหล่อเหล็กและชิ้นงานหล่อแร่จึงเท่ากันโดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของรูปร่าง ในหลายกรณี ความหนาของผนังที่ออกแบบของชิ้นงานหล่อแร่มักจะสูงกว่าชิ้นงานหล่อเหล็กถึง 3 เท่า และการออกแบบนี้จะไม่ก่อให้เกิดปัญหาใดๆ ในแง่ของคุณสมบัติเชิงกลของผลิตภัณฑ์หรือชิ้นงานหล่อ ชิ้นงานหล่อแร่เหมาะสำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมคงที่ที่มีแรงกด (เช่น เตียง ฐานรองรับ เสา) และไม่เหมาะสำหรับโครงสร้างที่มีผนังบางและ/หรือขนาดเล็ก (เช่น โต๊ะ พาเลท ตัวเปลี่ยนเครื่องมือ รถเข็น ฐานรองรับแกนหมุน) น้ำหนักของชิ้นส่วนโครงสร้างมักถูกจำกัดโดยอุปกรณ์ของผู้ผลิตชิ้นงานหล่อแร่ และโดยทั่วไปแล้ว ผลิตภัณฑ์ชิ้นงานหล่อแร่ที่มีน้ำหนักเกิน 15 ตันมักพบได้ยาก

2. ลักษณะไดนามิก

ยิ่งความเร็วรอบและ/หรือความเร่งของเพลาสูงขึ้น ประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกของเครื่องจักรก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น การจัดวางตำแหน่งที่รวดเร็ว การเปลี่ยนเครื่องมืออย่างรวดเร็ว และการป้อนความเร็วสูง จะช่วยเสริมสร้างการสั่นพ้องเชิงกลและการกระตุ้นแบบไดนามิกของชิ้นส่วนโครงสร้างของเครื่องจักรอย่างต่อเนื่อง นอกจากการออกแบบมิติของชิ้นส่วนแล้ว คุณสมบัติการหน่วงของวัสดุยังส่งผลต่อการโก่งตัว การกระจายมวล และความแข็งแบบไดนามิกของชิ้นส่วนอย่างมาก

การใช้วัสดุหล่อแร่เป็นทางออกที่ดีสำหรับปัญหาเหล่านี้ เนื่องจากวัสดุนี้ดูดซับแรงสั่นสะเทือนได้ดีกว่าเหล็กหล่อแบบดั้งเดิมถึง 10 เท่า จึงสามารถลดแอมพลิจูดและความถี่ธรรมชาติได้อย่างมาก

ในกระบวนการตัดเฉือน เช่น การตัดเฉือน สามารถเพิ่มความแม่นยำ คุณภาพพื้นผิวที่ดีขึ้น และอายุการใช้งานของเครื่องมือที่ยาวนานขึ้น ขณะเดียวกัน ในแง่ของผลกระทบด้านเสียง ชิ้นงานหล่อแร่ยังมีประสิทธิภาพที่ดีจากการเปรียบเทียบและตรวจสอบคุณภาพฐาน ชิ้นงานหล่อส่งกำลัง และอุปกรณ์เสริมของวัสดุต่างๆ สำหรับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่และเครื่องเหวี่ยง จากการวิเคราะห์เสียงกระทบ พบว่าชิ้นงานหล่อแร่สามารถลดระดับความดันเสียงเฉพาะจุดได้ 20%

3. คุณสมบัติทางความร้อน

ผู้เชี่ยวชาญประเมินว่าประมาณ 80% ของความคลาดเคลื่อนของเครื่องมือกลเกิดจากผลกระทบทางความร้อน การหยุดชะงักของกระบวนการ เช่น แหล่งความร้อนภายในหรือภายนอก การอุ่นเครื่อง การเปลี่ยนชิ้นงาน ฯลฯ ล้วนเป็นสาเหตุของการเสียรูปเนื่องจากความร้อน เพื่อที่จะสามารถเลือกวัสดุที่ดีที่สุดได้ จำเป็นต้องชี้แจงข้อกำหนดของวัสดุให้ชัดเจน ความร้อนจำเพาะสูงและค่าการนำความร้อนต่ำทำให้ชิ้นงานหล่อแร่มีความเฉื่อยทางความร้อนที่ดีต่ออิทธิพลของอุณหภูมิชั่วขณะ (เช่น การเปลี่ยนชิ้นงาน) และความผันผวนของอุณหภูมิโดยรอบ หากต้องการอุ่นเครื่องอย่างรวดเร็ว เช่น ฐานรองโลหะ หรือไม่อนุญาตให้ใช้อุณหภูมิฐานรอง ก็สามารถหล่ออุปกรณ์ทำความร้อนหรือความเย็นลงในชิ้นงานหล่อแร่โดยตรงเพื่อควบคุมอุณหภูมิได้ การใช้อุปกรณ์ชดเชยอุณหภูมิชนิดนี้สามารถลดการเสียรูปที่เกิดจากอิทธิพลของอุณหภูมิ ซึ่งช่วยปรับปรุงความแม่นยำได้ในราคาที่สมเหตุสมผล

II. ข้อกำหนดด้านการทำงานและโครงสร้าง

ความสมบูรณ์เป็นคุณสมบัติเด่นที่ทำให้การหล่อแร่แตกต่างจากวัสดุอื่น อุณหภูมิการหล่อแร่สูงสุดอยู่ที่ 45°C และเมื่อใช้ร่วมกับแม่พิมพ์และเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง ชิ้นส่วนและชิ้นงานหล่อแร่สามารถหล่อรวมกันได้

เทคนิคการหล่อซ้ำขั้นสูงยังสามารถใช้กับชิ้นงานหล่อแร่ได้อีกด้วย ส่งผลให้ได้พื้นผิวการติดตั้งและรางที่แม่นยำ โดยไม่ต้องกลึง เช่นเดียวกับวัสดุพื้นฐานอื่นๆ งานหล่อแร่ต้องอยู่ภายใต้กฎการออกแบบโครงสร้างเฉพาะ ความหนาของผนัง อุปกรณ์รับน้ำหนัก ซี่โครงเสริม วิธีการรับน้ำหนักและขนถ่าย ล้วนแตกต่างจากวัสดุอื่นๆ ในระดับหนึ่ง และจำเป็นต้องพิจารณาล่วงหน้าในระหว่างการออกแบบ

III. ข้อกำหนดด้านต้นทุน

แม้ว่าการพิจารณาในเชิงเทคนิคจะเป็นสิ่งสำคัญ แต่ความคุ้มค่าทางต้นทุนก็มีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ การใช้วัสดุหล่อจากแร่ช่วยให้วิศวกรประหยัดต้นทุนการผลิตและการดำเนินงานได้อย่างมาก นอกจากจะช่วยประหยัดต้นทุนด้านเครื่องจักรแล้ว การหล่อ การประกอบขั้นสุดท้าย และต้นทุนด้านโลจิสติกส์ที่เพิ่มขึ้น (เช่น การจัดเก็บและขนส่ง) ก็ลดลงตามไปด้วย เมื่อพิจารณาถึงการใช้งานระดับสูงของวัสดุหล่อจากแร่ ควรพิจารณาเป็นโครงการทั้งหมด อันที่จริง การเปรียบเทียบราคาเมื่อติดตั้งฐานหรือติดตั้งไว้ล่วงหน้าจะสมเหตุสมผลกว่า ต้นทุนเริ่มต้นที่ค่อนข้างสูงคือต้นทุนของแม่พิมพ์และเครื่องมือหล่อจากแร่ แต่ต้นทุนนี้อาจลดลงเมื่อใช้งานในระยะยาว (500-1,000 ชิ้นต่อแม่พิมพ์เหล็ก) และปริมาณการใช้ต่อปีอยู่ที่ประมาณ 10-15 ชิ้น

IV. ขอบเขตการใช้งาน

ในฐานะวัสดุโครงสร้าง การหล่อโลหะด้วยแร่กำลังเข้ามาแทนที่วัสดุโครงสร้างแบบดั้งเดิมอย่างต่อเนื่อง และกุญแจสำคัญในการพัฒนาอย่างรวดเร็วนี้อยู่ที่การหล่อโลหะด้วยแร่ แม่พิมพ์ และโครงสร้างยึดติดที่มั่นคง ปัจจุบัน การหล่อโลหะด้วยแร่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขาของเครื่องมือกล เช่น เครื่องเจียรและเครื่องจักรความเร็วสูง ผู้ผลิตเครื่องเจียรถือเป็นผู้บุกเบิกในอุตสาหกรรมเครื่องมือกลที่ใช้การหล่อโลหะด้วยแร่สำหรับแท่นเครื่องจักร ตัวอย่างเช่น บริษัทที่มีชื่อเสียงระดับโลกอย่าง ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude และอื่นๆ ต่างได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติการหน่วง ความเฉื่อยทางความร้อน และความสมบูรณ์ของวัสดุหล่อโลหะมาโดยตลอด เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงและคุณภาพพื้นผิวที่ยอดเยี่ยมในกระบวนการเจียร

ด้วยภาระแบบไดนามิกที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง งานหล่อแร่จึงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จากบริษัทชั้นนำระดับโลกในวงการเครื่องเจียรเครื่องมือ ฐานหล่อแร่มีความแข็งแกร่งเป็นเลิศและสามารถขจัดแรงที่เกิดจากความเร่งของมอเตอร์เชิงเส้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกัน การผสมผสานอย่างเป็นธรรมชาติระหว่างประสิทธิภาพการดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่ดีและมอเตอร์เชิงเส้นยังช่วยปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงานและอายุการใช้งานของล้อเจียรได้อย่างมาก