礦物鑄件材料探討&幫助企業(yè)上礦物鑄件項(xiàng)目

huotiandayou

在中國(guó)人的印象中，礦物鑄件一般是歐洲人用在高檔機(jī)床上的，性能比較好，但是價(jià)格非常昂貴，一般的企業(yè)承受不起。

本貼旨在幫助大家
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. c$ v) |, ~6 y9 Q0 \" f& W9 i1、了解礦物鑄件產(chǎn)品

: l0 s+ A6 i$ C3 F6 _- M2、如果哪個(gè)企業(yè)有意向上礦物鑄件項(xiàng)目的，我們可以給企業(yè)提供礦物鑄件技術(shù)，幫助企業(yè)上這個(gè)項(xiàng)目

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huotiandayou

礦物鑄件底座對(duì)新設(shè)備制造之利弊簡(jiǎn)析


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作為結(jié)構(gòu)材料，礦物鑄件在機(jī)床行業(yè)被廣泛接受已經(jīng)30多年了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐洲，每10臺(tái)機(jī)床就有一臺(tái)使用礦物鑄件做床身。然而，使用不當(dāng)?shù)慕?jīng)歷、不完整或錯(cuò)誤的信息都會(huì)導(dǎo)致對(duì)礦物鑄件的懷疑和偏見(jiàn)。因此，在制作新型設(shè)備時(shí)，分析礦物鑄件的利弊并與其他材料相比較，是十分必要的。

工程機(jī)械類(lèi)的底座一般分鑄鐵、礦物鑄件（聚合物和/或活性樹(shù)脂混凝土）、鋼/焊接結(jié)構(gòu)（灌漿/非灌漿）和天然石頭（如花崗巖）四種。各種材質(zhì)均各具特點(diǎn)，并不存在完美的結(jié)構(gòu)材料。只有根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)要求考察材料的優(yōu)缺點(diǎn)，才能挑選出理想的結(jié)構(gòu)材料。
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5 y2 w8 X2 |; T$ G* _! R結(jié)構(gòu)材料的兩個(gè)重要功能—─保證部件的幾何尺寸、位置和吸收能量，對(duì)材料分別提出了性能要求（靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和熱性能）、功能/結(jié)構(gòu)要求（精度、重量、壁厚、易于導(dǎo)軌安裝、介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、物流）和成本要求（價(jià)格、數(shù)量、實(shí)用性、系統(tǒng)特性）。

+ B* v: h6 z( {0 ]4 L對(duì)結(jié)構(gòu)材料的性能要求

1. 靜態(tài)特性

, A7 u. g% i+ x8 u: m0 O7 H+ V衡量底座靜態(tài)特性的標(biāo)準(zhǔn)通常是材料的剛性—─承載下的最小形變，而不是高強(qiáng)度。對(duì)于靜態(tài)彈性變形，可以把礦物鑄件看作是符合胡克定律的各向同性的均質(zhì)材料。

礦物鑄件密度和彈性模量分別是鑄鐵的1/3，既然礦物鑄件和鑄鐵有相同的比剛度，因此同等重量下，在不考慮形狀影響時(shí)鑄鐵件與礦物鑄件的剛度是相同的。很多時(shí)候，礦物鑄件的設(shè)計(jì)壁厚通常是鑄鐵件的3倍，這種設(shè)計(jì)無(wú)論是在產(chǎn)品的力學(xué)性能上還是在澆鑄成型上都不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。礦物鑄件適合在承載壓力的靜態(tài)環(huán)境下工作（如床身、支架、立柱），不適合作為薄壁和/或小型機(jī)架（如工作臺(tái)、托盤(pán)、換刀裝置、拖板、主軸支架）。結(jié)構(gòu)件的重量通常是受礦物鑄件廠家的設(shè)備限制，15噸以上的礦物鑄件產(chǎn)品一般較為少見(jiàn)。

$ e" @4 e; l1 ~* a2 E1 t+ H; P2. 動(dòng)態(tài)特性
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+ L: m6 I2 ]; q7 N, R8 l+ C2 }軸的旋轉(zhuǎn)速度和/或加速度越大，機(jī)器的動(dòng)態(tài)性能就越顯重要�？焖俣ㄎ�、刀具快速置換、高速進(jìn)給對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)件不斷地強(qiáng)化機(jī)械共振和動(dòng)態(tài)激勵(lì)。除了部件的尺寸設(shè)計(jì)，部件的撓曲性、質(zhì)量分布、動(dòng)態(tài)剛性都很大程度上受材料阻尼特性的影響。
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; i2 G4 A& _3 v/ f/ L+ b& Y# z" D6 d礦物鑄件的使用為這些問(wèn)題提供了一個(gè)良好的解決方案。因?yàn)樗�比傳統(tǒng)鑄鐵的吸振性能好10倍，能大幅降低振幅和固有頻率。在諸如機(jī)械切削加工中，可以帶來(lái)更高的精度、更好的表面質(zhì)量、更長(zhǎng)的工具使用壽命。同時(shí)，在噪音影響方面，通過(guò)對(duì)大型發(fā)動(dòng)機(jī)和離心機(jī)不同材質(zhì)的底座、傳動(dòng)鑄件以及附件的比較驗(yàn)證，礦物鑄件也同樣表現(xiàn)上佳。依據(jù)撞擊聲分析，礦物鑄件可以實(shí)現(xiàn)聲壓級(jí)別局部減弱20%的功效。
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3. 熱性能

據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，在機(jī)床產(chǎn)生的偏差中約有80%由熱影響引起。內(nèi)部或外部熱源、預(yù)熱、更換工件等加工中斷都是導(dǎo)致熱變形的原因。為能挑選出最佳材料，很有必要明確材料的要求。高比熱和低熱傳導(dǎo)率使得礦物鑄件對(duì)短暫的溫度影響（如更換工件）和周邊溫度波動(dòng)有良好的熱慣性。如需像金屬床身一樣需要快速預(yù)熱或禁止床身升溫，可在礦物鑄件中直接鑄入加熱或冷卻裝置以控制溫度。使用這種溫度補(bǔ)償裝置，能夠減少因溫度影響引起的變形，有助于在合理成本下實(shí)現(xiàn)精度的提升。
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功能和結(jié)構(gòu)要求
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整合性是礦物鑄件不同于其他材料的一個(gè)顯著特點(diǎn)。礦物鑄件的最高澆鑄溫度是45℃，再配以高精度的模具和工裝，可使零部件和礦物鑄件澆鑄在一起。

在礦物鑄件的毛坯件上還可以使用先進(jìn)的再次澆鑄技術(shù)，從而得到精密的安裝表面和導(dǎo)軌表面，并無(wú)需機(jī)加工。和其他的底座材料一樣，礦物鑄件也受到具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)則的限制。壁厚、承載附件、羅紋插件、裝卸方式等在一定程度上皆和其他材料有所差異，需要在設(shè)計(jì)時(shí)就預(yù)先考慮。
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: g. Q* T; H# y成本要求

% E: H6 r3 j2 k2 }! G從技術(shù)的角度進(jìn)行考慮固然重要，而性?xún)r(jià)比也日漸顯示出其重要地位。使用礦物鑄件可使工程人員節(jié)省大量的生產(chǎn)和運(yùn)作成本。除了節(jié)省機(jī)加工成本，澆鑄、最終裝配、與日俱增的物流費(fèi)用（倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸）等成本都相應(yīng)得以降低�？紤]到礦物鑄件的高層次功能，應(yīng)將其當(dāng)成一個(gè)整體項(xiàng)目來(lái)看。實(shí)際上，在底座安裝或預(yù)安裝時(shí)再作價(jià)格比較才是較為合理的一種做法。相對(duì)而言比較高的初期成本是礦物鑄件模具和工裝費(fèi)用，但該費(fèi)用可在長(zhǎng)期使用中被攤薄（500～1000件/鋼模），每年的用量大約是10~15件。
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! P" v' ^3 j( c. c使用范圍
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作為結(jié)構(gòu)材料，礦物鑄件正在不斷替代傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，而其得到快速發(fā)展的關(guān)鍵在于礦物澆鑄、模具、穩(wěn)定的粘結(jié)結(jié)構(gòu)。目前，礦物鑄件已在磨床、高速加工等多個(gè)機(jī)床領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 磨床制造商一直是機(jī)床領(lǐng)域使用礦物鑄件做床身的先行者。如世界知名企業(yè)ABA z&b、 Bahm ler、Jung、Mikrosa、Schaudt、Stude 等一直得益于礦物鑄件的阻尼性、熱慣性和整合性，在磨削過(guò)程中獲得高精度和極好的表面質(zhì)量。

% b6 @8 i. u4 A) m1 _: n9 s& d3 G隨著不斷增大的動(dòng)態(tài)載荷，礦物鑄件在工具磨床領(lǐng)域也不斷得到世界一流公司的青睞。礦物鑄件床身有極好的剛性，能很好地消除因直線電機(jī)加速度引起的力。與此同時(shí)，良好的吸振性能與直線電機(jī)的有機(jī)組合，還能大幅提高工件的表面質(zhì)量和砂輪的使用壽命。

huotiandayou

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+ w2 A& k7 [" u想過(guò)用這么大的石頭做機(jī)器底座嗎？

huotiandayou

平衡機(jī)底座
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tyx2000

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steven.ji

這個(gè)帖子中有一個(gè)誤導(dǎo)，讓人認(rèn)為這個(gè)產(chǎn)品的價(jià)格是非常昂貴的。
: x% P& W9 a+ B首先讓人覺(jué)得模具費(fèi)非常昂貴，實(shí)踐下來(lái)我也不覺(jué)得模具費(fèi)用多貴，鑄鐵件最后攤銷(xiāo)下來(lái)的模具費(fèi)幾乎為零，礦物鑄件同樣也能做到。

, j0 {4 V9 T2 u5 P  G其次是產(chǎn)品價(jià)格很貴。這也是一個(gè)誤區(qū)，只要設(shè)計(jì)合理，該厚的地方厚，該薄的地方薄，重量適中，加工方便。我不認(rèn)為產(chǎn)品的價(jià)格有多貴。

) K8 s" P  w7 K3 n! q- k( r0 s我們常州鳳翔走中檔市場(chǎng)，價(jià)格不可能是嚇人的天價(jià)，而我們產(chǎn)品的品質(zhì)絕對(duì)不比國(guó)外的差，要讓中國(guó)大部分的企業(yè)都能用上礦物鑄件。
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steven.ji

steven.ji

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steven.ji

作為結(jié)構(gòu)材料，礦物鑄件在機(jī)床行業(yè)被廣泛接受已經(jīng)30多年了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐洲，每10臺(tái)機(jī)床就有一臺(tái)使用礦物鑄件做床身。然而，使用不當(dāng)?shù)慕?jīng)歷、不完整或錯(cuò)誤的信息都會(huì)導(dǎo)致對(duì)礦物鑄件的懷疑和偏見(jiàn)。因此，在制作新型設(shè)備時(shí)，分析礦物鑄件的利弊并與其他材料相比較，是十分必要的。
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礦物鑄件的使用對(duì)于技術(shù)支持是很重要的，特別是跟歐洲人做生意的時(shí)候

德國(guó)因代克斯（INDEX）公司在80年代的時(shí)候也曾經(jīng)用過(guò)礦物鑄件，而現(xiàn)在德國(guó)因代克斯（INDEX)則從來(lái)不用礦物鑄件做底座。在展會(huì)上我曾經(jīng)遇到過(guò)德國(guó)因代克斯（INDEX)的人，他們告訴我，因?yàn)樵谑褂眠^(guò)程中礦物鑄件床身的開(kāi)裂，導(dǎo)致他們對(duì)礦物鑄件床身失去了信心，直到現(xiàn)在他們也沒(méi)有用礦物鑄件做底座

德國(guó)的德馬吉有十多家工廠，而使用礦物鑄件的只有三、四家，有些德馬吉工廠的人發(fā)現(xiàn)在使用時(shí)間長(zhǎng)了以后，預(yù)埋件松脫，導(dǎo)致其他幾個(gè)工廠一直不敢使用。
" P1 Y( F* V3 N9 p
+ G" p) h' e8 p, O; Z9 T7 Q僅僅從這些表述，我們很難判斷這些問(wèn)題究竟是因?yàn)椴牧系脑�因，還是設(shè)計(jì)的原因或使用的原因，但是從中我們可以看出使用不當(dāng)就用出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致市場(chǎng)信心受挫，因此技術(shù)支持是極其重要的。
4 z# X) Q2 G4 o2 U! }
國(guó)內(nèi)很多大廠不遲遲不敢使用也就是出于同樣的考慮。

kevinspeak

! N7 T8 q/ d( c' u- n3 l. P% q回復(fù) steven.ji 的帖子
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我覺(jué)得，其實(shí)你可以走光機(jī)的道路。立加，臥加，設(shè)計(jì)好結(jié)構(gòu)，沖量！藍(lán)浦太倉(cāng)除了Neuman自身的問(wèn)題，很大程度上是因?yàn)檫^(guò)早的進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng)。你們的吳工，應(yīng)該就是樓上叫囂的白癡工程師，不知道還在不在藍(lán)浦了，設(shè)計(jì)還做不做？我見(jiàn)過(guò)幾個(gè)epucret的機(jī)身在國(guó)內(nèi)，外觀看上去還是不錯(cuò)的。但是據(jù)說(shuō)材料屬性并不如德國(guó)原廠的好。
0 R/ k  M+ T' i9 `5 G+ B6 Q6 l東星也跑出來(lái)一批人，帶著所謂的配方到處兜售。其實(shí)你自己搞礦物鑄件是對(duì)的，用不著再跑到施耐博格去打工，話說(shuō)回來(lái)，施耐博格也在常州有廠，你南他北。你和你們的制造經(jīng)理在全國(guó)范圍內(nèi)攪和了一下以后，據(jù)說(shuō)現(xiàn)在武進(jìn)鳴凰都有老板投資礦物鑄件了。說(shuō)明你們的影響力很大啊。四川有家廠也做礦物鑄件的，只是他不外銷(xiāo)，都是自己用，用來(lái)做車(chē)床。類(lèi)似溫嶺那家的模式。
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看了你的機(jī)器照片，總體上礦物鑄件設(shè)計(jì)的要素都考慮到了，例如壁厚，排屑，減重等等。還是挺不錯(cuò)的，不知道是用在什么機(jī)器上的？樹(shù)脂固化劑是國(guó)內(nèi)采購(gòu)的？石料中的粉末也是國(guó)內(nèi)采購(gòu)的？表面涂層以及脫模劑是采用什么原料啊？外表面做的比東星的要的多，作為展品也比東星的那臺(tái)白色磨床底座要漂亮。希望你的公司再接再厲
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* p9 Q" m* D. l5 e目前礦物鑄件歐洲的最新成果，彈性模量已經(jīng)可以達(dá)到50了。這是創(chuàng)新，這也就意味著我們國(guó)內(nèi)的礦物鑄件材料還是和國(guó)外有很大差距。國(guó)內(nèi)制造業(yè)的環(huán)境不好，大家任重而道遠(yuǎn)。
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