Минеральное литьё в народе называют очень по-разному — искусственный гранит, полимербетон, синтегран, синтетический камень и так далее. Но далее мы будем называть всё это минеральным литьём, поскольку это общее, объединяющее понятие для всего перечисленного.
Поскольку в нашу жизнь (а в нашем случае — и в металлообработку) всё быстрее входят новые технологии, давайте немного разберёмся с ними.
Тема этой статьи — отличие старых добрых чугунных станин от новых станин из минерального литья. Она для тех, кто хочет сделать ЧПУ по металлу своими руками, узнать то-то новое о мире станков из полимера или тех, кто подумывает купить гранитный ЧПУ или чугунный станок.
Итак, начнём.
Чугунная промышленность развита давно и во множестве стран. Конкуренция давно свела оптово-розничные цены
к несократимому минимуму, поэтому чугун относительно недорог.
Исторически чугун был выбран для станков среди всех доступных материалов не случайно. Он значительно выигрывал у сплавов меди и железа по устойчивости к вибрации и жёсткости. Альтернативой по этим характеристикам был лишь натуральный камень, но его хрупкость, сложности обработки и сопряжения деталей не позволили развивать это направление. В 19 веке в Европе появилась литая сталь, но и тогда, и сейчас типы сталей, подходящие для станин станков, стоили дороже чугуна.
Поэтому все технологические линии, относящиеся к производству чугуна, за века довели до совершенства, все доступные типы этого сплава были исследованы и разработаны. Королём станин стал чугун — не из-за какого-то одного наилучшего качества, а по причине удачного соответствия двух характеристик: цены и способности к демпфированию (подавлению колебаний механизмов станка) при должном объеме и массе.
По сравнению со станинами минерального литья чугун — более привычен. Но есть одно "но". Полимеры были впервые синтезированы в 19 веке, разработки наполнителей для полимерных композиционных материалов начались в 20 веке, патент на синтегран (синтетический гранит) был опубликован в 1998 году. Развитие технологий минерального литья продолжается ежедневно, и нельзя не принимать это в расчёт.
Минеральноё литьё — это не одна технология, а общее название сотен видов смесей из фракций природных минералов и различных смол.
Различные типы минерального литья отличаются по характеристикам друг от друга не меньше, чем чугун от алюминия. Поэтому нет смысла при сравнении с литьём из чугуна для станин употреблять термин "минеральное литьё". Сравнивать можно только конкретные технологии изготовления, применяющиеся руками конкретных людей.
Наполнителями для минерального литья могут быть карбонат кальция, каолин, тальк, металлические порошки, оксиды сурьмы и алюминия, слюда и асбест, стеклянные, керамические волокна, а также множество других вещей. На данный момент в производстве станин для станков ЧПУ из искусственного гранита лидируют по распространённости кварцевые и гранитные композиты. Таблица для сравнения серого чугуна СЧ18, используемого для станин, и видов минерального литья, дана ниже.
Характеристики
Серый чугун марки СЧ18
Кварцевое литьё
Гранитное литьё
Плотность, кг/м.куб.
7200
2450-2700
2350-2600
Прочность, Н/мм2
изгиб - 300,
сжатие - 700
изгиб - 515,
удар - 135,
сжатие - 2200
изгиб - 134,
удар - 61,
сжатие - 1921
Шероховатость
обработанных
поверхностей деталей,
Ra
до 3,2
до 1,6
до 2
Температура
эксплуатации без
критических
деформаций геометрии
+23℃ ±2℃
от +18℃ до 28℃
от +20℃ до +25℃
Впитываемость воды по
весу, %
0
0,02
0,33
Стоимость материала, руб/кг
от 180
от 140
от 120
Интересно то, что сегодня минеральные композиты по стоимости примерно равны или ниже, чем литьё из чугуна. Что же остальные характеристики?
Давайте посмотрим, какие из них более важны или менее важны для производственных целей и для вас лично как человека, имеющего дело со станком ЧПУ из полимербетона или чугуна.
Важнейшей характеристикой является виброустойчивость (или демпфирование). Это способность материала станины гасить колебания от работы самого станка.
Момент важный. От него зависит, насколько вибрирует рабочий инструмент (фреза, сверло или резец) относительно заготовки. Точность станка (а если конкретнее, то точность изделий, выпускаемых на станке) напрямую зависит от этого фактора.
Чугун имеет виброустойчивость 10-15%, этот показатель лучше, чем, например, у стали (1-4%) или алюминия (0.1-1%). Минеральное литьё, однако, имеет показатели виброустойчивости примерно в 6-8 раз выше чугуна.
Непременным спутником вибрации является шум. Больше вибрации — больше шума, больше виброустойчивости — шум станины из гранита снижается.
С точки зрения устойчивости к ударам, изгибам и сжатиям более высокие показатели имеет, опять же, минеральное литьё, в особенности кварцево
Эксплуатации чугуна уже (от слова "узкий"), чем
у минерального литья. И если для чугунной ванны изменение на 20 или 50 градусов не имеет значения,
то для точно откалиброванного и настроенного станка точность уменьшается с каждым лишним градусом. Станина минерального литья менее требовательна
к комнатной температуре. Из-за разности показателей температурных деформаций этих материалов.
Обкатка минерального литья проходила долгое время. Если взять синтегран (синтетический гранит), то:
В 1984 году вильнюсский завод шлифмашин отлил из него станину и державки резцов. Без других изменений шероховатость поверхность после обработки снизилась в 1,5-1,7 раз;
В 1993 году проводилось сравнение синтегранового вертикально-фрезерного станка 65Б90ПМФ4 и чугунного станка. Отклонения в вибрации бабки у синтеграна были в 1,6 раз меньше, чем у станка с чугунной станиной, а отклонения в вибрации самой станины — в 2,6 раза;
В 1993 же году тестировался расточной станок 2754В. Точность обработки на гранитной станине в сравнении с чугунной по основному показателю — круглости отверстий — отличалась в 1,5-2 раза в пользу минерального композита.
(Ссылка — научная работа Ю. В. Кирилина " Применение полимербетона для изготовления базовых деталей тяжелых фрезерных станков", 2008,УДК 621. 914.3-181.2.531)
— выше, чем у любого минерального сырья: он совершенно не гигроскопичен, что положительно влияет на неизменность его характеристик в течение многих лет службы. Минеральные композиты здесь проигрывали еще лет 15 назад.
Ведутся, однако, разработки нового поколения минерального литья в направлении уменьшения в составе доли связующих смол. Это бы уменьшило пористость материала.
Наиболее впечатляющими результатами могут похвастаться разработчики кварцевого литья, где было решено использовать в работе разные фракции кварца с размером частицы от 0.1 до 9 мм. Это дало максимальное заполнение пустот в композите и уменьшение доли эпоксидной смолы до 6-7% и гигроскопичности — до 0.02% веса. В пример можно привести нашу разработку, которую мы серийно выпускаем. Мы поддерживаем именно такие характеристики литья из кварцевого композита.
Кварцевый композит производится в процессе вибропрессования под высоким давлением. Сочетание вибраций и откачивания воздуха из смеси исключают пористость конечного продукта, поскольку все вкрапления воздуха из материала удалены. Также в процессе вибропрессования в состав добавляется кварцевая пудра в заданном количестве – она полностью исключает возможность образования микропустот. Как итог – плотный и твердый материал, который полностью устойчив к любым типам загрязнений и химическим веществам.
Из-за большого количества микропустот в раннем минеральном литье складывалась нездоровая тенденция — отслоение металлических деталей из-за усадки композита после остывания. Однако описанное выше снижение количества эпоксидки до 6-7% и заполнение пустот мелкими фракциями к настоящему времени устранили этот минус.
Одной из особенностей чугунной станины, в свою очередь, является необходимость "отстоять" станину в течение нескольких месяцев, а лучше лет, чтобы медленная, почти незаметная усадка чугуна не сбила геометрию станка в процессе эксплуатации.
Это не помешает вам, если вы, покупая станину из чугуна, знаете дату её производства. Проследите за этим.
Что нужно мастеру, который собирается купить станину обрабатывающего центра для станка?
Успехов!
Простой текст
Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) - это современное оборудование, которое позволяет автоматизировать и упростить процесс обработки деталей. Они позволяют получить высококачественные изделия с высокой точностью и повторяемостью. Начинающим предпринимателям и мастерам станки ЧПУ могут показаться сложными и непонятными, но на самом деле они легко осваиваются и позволяют существенно увеличить производительность работы.
В этой статье мы рассмотрим основные преимущества станков ЧПУ и технологии их использования для начинающих мастеров.
Одним из главных преимуществ станков ЧПУ является возможность автоматизации процесса обработки деталей. Это позволяет снизить затраты на персонал, увеличить скорость и точность обработки деталей, а также сократить время на переналадку станка.
Станки ЧПУ позволяют выполнять сложные операции обработки, которые были бы невозможны без использования такой техники.
Станки ЧПУ обладают высокой точностью, благодаря чему можно получить детали с очень высокой степенью повторяемости и качества. Также станки ЧПУ могут работать непрерывно, обеспечивая высокую производительность.
Основными технологиями использования станков ЧПУ для начинающих являются программирование станка и выбор правильных настроек для обработки деталей.
Программирование станка
Для программирования станков ЧПУ используется специальное программное обеспечение, которое позволяет создавать и редактировать программы обработки деталей. Программы для станков ЧПУ создаются с использованием специального языка программирования, который может быть понятен даже начинающим мастерам.
В программе задаются параметры обработки деталей, такие как скорость резания, глубина реза, тип инструмента и другие параметры. После того как программа создана, она загружается в память станка и выполняется автоматически.
При выборе настроек для обработки деталей на станке ЧПУ, необходимо учитывать ряд факторов, таких как тип материала, размер детали, требуемая точность и другие характеристики. Для этого необходимо провести тщательную подготовительную работу перед началом обработки деталей.
Сначала необходимо выбрать правильный тип инструмента, который будет использоваться для обработки детали. Это может быть фрезерный или токарный инструмент, а также различные виды сверел и резцов. При выборе инструмента необходимо учитывать особенности материала, который будет обрабатываться, а также требования к точности и качеству обработки.
Затем необходимо выбрать правильные настройки скорости и глубины резания. Скорость резания зависит от типа инструмента, характеристик материала и других факторов. Глубина резания должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить достаточную точность и качество обработки детали.
Также необходимо учитывать особенности крепления детали на станке. Для этого используются специальные крепежные приспособления, которые позволяют удерживать деталь на месте в процессе обработки. При выборе крепежного приспособления необходимо учитывать размер и форму детали, а также особенности ее крепления на станке.
Важным фактором является также выбор правильной системы охлаждения. Система охлаждения позволяет уменьшить нагрев инструмента и материала, что повышает качество и точность обработки. При выборе системы охлаждения необходимо учитывать особенности материала и тип инструмента, а также требования к точности и качеству обработки.
В заключение, станки ЧПУ представляют собой мощное и современное оборудование, которое позволяет автоматизировать и упростить процесс обработки деталей. Для начинающих мастеров, освоение основных принципов работы со станками ЧПУ, необходимо изучить основные характеристики оборудования и научиться правильно выбирать настройки для обработки деталей. При правильном использовании станков ЧПУ, можно получить высококачественные и точные детали, что является особенно важным при производстве сложных изделий.
Кроме того, станки ЧПУ могут существенно увеличить производительность работы, снизить затраты на персонал и уменьшить количество ошибок в процессе обработки деталей. Поэтому использование станков ЧПУ является особенно актуальным для предприятий, занимающихся производством металлических деталей.
Начинающим мастерам рекомендуется начинать с обработки простых деталей, чтобы освоить основы программирования станка и выбора настроек для обработки. После этого можно переходить к более сложным деталям, которые требуют более точной и сложной обработки.
Однако, необходимо понимать, что станки ЧПУ требуют тщательной подготовки перед началом обработки деталей. Начинающим мастерам необходимо изучить основы программирования станков, правильного выбора настроек и использования инструмента, а также правильного крепления деталей на станке.
Перезвоним вам в ближайшее время
Мы являемся резидентами Сколково с марта 2023
ООО "Альфа Инжиниринг"
ИНН: 5032327671
КПП: 503201001
ОГРН: 1215000037526
Мы являемся резидентами Сколково
с марта 2023
2019 - 2024 © PLOT ™
2024 © PLOT ™