矿物铸件材料探讨&帮助企业上矿物铸件项目

huotiandayou · 发表于 2011-7-16 20:58:22

在中国人的印象中，矿物铸件一般是欧洲人用在高档机床上的，性能比较好，但是价格非常昂贵，一般的企业承受不起。

本贴旨在帮助大家

1、了解矿物铸件产品

2、如果哪个企业有意向上矿物铸件项目的，我们可以给企业提供矿物铸件技术，帮助企业上这个项目

huotiandayou · 发表于 2011-7-16 21:01:35

矿物铸件底座对新设备制造之利弊简析

作为结构材料，矿物铸件在机床行业被广泛接受已经30多年了。据统计，在欧洲，每10台机床就有一台使用矿物铸件做床身。然而，使用不当的经历、不完整或错误的信息都会导致对矿物铸件的怀疑和偏见。因此，在制作新型设备时，分析矿物铸件的利弊并与其他材料相比较，是十分必要的。

工程机械类的底座一般分铸铁、矿物铸件（聚合物和/或活性树脂混凝土）、钢/焊接结构（灌浆/非灌浆）和天然石头（如花岗岩）四种。各种材质均各具特点，并不存在完美的结构材料。只有根据具体的结构要求考察材料的优缺点，才能挑选出理想的结构材料。

结构材料的两个重要功能—─保证部件的几何尺寸、位置和吸收能量，对材料分别提出了性能要求（静态、动态和热性能）、功能/结构要求（精度、重量、壁厚、易于导轨安装、介质循环系统、物流）和成本要求（价格、数量、实用性、系统特性）。

对结构材料的性能要求

1. 静态特性

衡量底座静态特性的标准通常是材料的刚性—─承载下的最小形变，而不是高强度。对于静态弹性变形，可以把矿物铸件看作是符合胡克定律的各向同性的均质材料。

矿物铸件密度和弹性模量分别是铸铁的1/3，既然矿物铸件和铸铁有相同的比刚度，因此同等重量下，在不考虑形状影响时铸铁件与矿物铸件的刚度是相同的。很多时候，矿物铸件的设计壁厚通常是铸铁件的3倍，这种设计无论是在产品的力学性能上还是在浇铸成型上都不会产生任何问题。矿物铸件适合在承载压力的静态环境下工作（如床身、支架、立柱），不适合作为薄壁和/或小型机架（如工作台、托盘、换刀装置、拖板、主轴支架）。结构件的重量通常是受矿物铸件厂家的设备限制，15吨以上的矿物铸件产品一般较为少见。

2. 动态特性

轴的旋转速度和/或加速度越大，机器的动态性能就越显重要。快速定位、刀具快速置换、高速进给对机器结构件不断地强化机械共振和动态激励。除了部件的尺寸设计，部件的挠曲性、质量分布、动态刚性都很大程度上受材料阻尼特性的影响。

矿物铸件的使用为这些问题提供了一个良好的解决方案。因为它比传统铸铁的吸振性能好10倍，能大幅降低振幅和固有频率。在诸如机械切削加工中，可以带来更高的精度、更好的表面质量、更长的工具使用寿命。同时，在噪音影响方面，通过对大型发动机和离心机不同材质的底座、传动铸件以及附件的比较验证，矿物铸件也同样表现上佳。依据撞击声分析，矿物铸件可以实现声压级别局部减弱20%的功效。

3. 热性能

据专家估计，在机床产生的偏差中约有80%由热影响引起。内部或外部热源、预热、更换工件等加工中断都是导致热变形的原因。为能挑选出最佳材料，很有必要明确材料的要求。高比热和低热传导率使得矿物铸件对短暂的温度影响（如更换工件）和周边温度波动有良好的热惯性。如需像金属床身一样需要快速预热或禁止床身升温，可在矿物铸件中直接铸入加热或冷却装置以控制温度。使用这种温度补偿装置，能够减少因温度影响引起的变形，有助于在合理成本下实现精度的提升。

功能和结构要求

整合性是矿物铸件不同于其他材料的一个显著特点。矿物铸件的最高浇铸温度是45℃，再配以高精度的模具和工装，可使零部件和矿物铸件浇铸在一起。

在矿物铸件的毛坯件上还可以使用先进的再次浇铸技术，从而得到精密的安装表面和导轨表面，并无需机加工。和其他的底座材料一样，矿物铸件也受到具体的结构设计规则的限制。壁厚、承载附件、罗纹插件、装卸方式等在一定程度上皆和其他材料有所差异，需要在设计时就预先考虑。

成本要求

从技术的角度进行考虑固然重要，而性价比也日渐显示出其重要地位。使用矿物铸件可使工程人员节省大量的生产和运作成本。除了节省机加工成本，浇铸、最终装配、与日俱增的物流费用（仓储和运输）等成本都相应得以降低。考虑到矿物铸件的高层次功能，应将其当成一个整体项目来看。实际上，在底座安装或预安装时再作价格比较才是较为合理的一种做法。相对而言比较高的初期成本是矿物铸件模具和工装费用，但该费用可在长期使用中被摊薄（500～1000件/钢模），每年的用量大约是10~15件。

使用范围

作为结构材料，矿物铸件正在不断替代传统的结构材料，而其得到快速发展的关键在于矿物浇铸、模具、稳定的粘结结构。目前，矿物铸件已在磨床、高速加工等多个机床领域得到了广泛应用。磨床制造商一直是机床领域使用矿物铸件做床身的先行者。如世界知名企业ABA z&b、 Bahm ler、Jung、Mikrosa、Schaudt、Stude 等一直得益于矿物铸件的阻尼性、热惯性和整合性，在磨削过程中获得高精度和极好的表面质量。

随着不断增大的动态载荷，矿物铸件在工具磨床领域也不断得到世界一流公司的青睐。矿物铸件床身有极好的刚性，能很好地消除因直线电机加速度引起的力。与此同时，良好的吸振性能与直线电机的有机组合，还能大幅提高工件的表面质量和砂轮的使用寿命。

huotiandayou · 发表于 2011-7-16 21:14:00

想过用这么大的石头做机器底座吗？

huotiandayou · 发表于 2011-7-16 21:17:55

平衡机底座

tyx2000 · 发表于 2011-7-16 21:43:10

学习一下（您的帖子长度不符合要求。当前长度: 8 字节系统限制: 20 到 10000 字节）

steven.ji · 发表于 2011-7-17 09:38:26

这个帖子中有一个误导，让人认为这个产品的价格是非常昂贵的。
首先让人觉得模具费非常昂贵，实践下来我也不觉得模具费用多贵，铸铁件最后摊销下来的模具费几乎为零，矿物铸件同样也能做到。

其次是产品价格很贵。这也是一个误区，只要设计合理，该厚的地方厚，该薄的地方薄，重量适中，加工方便。我不认为产品的价格有多贵。

我们常州凤翔走中档市场，价格不可能是吓人的天价，而我们产品的品质绝对不比国外的差，要让中国大部分的企业都能用上矿物铸件。

steven.ji · 发表于 2011-7-17 10:20:37

steven.ji · 发表于 2011-7-17 10:23:05

steven.ji · 发表于 2011-7-18 18:19:06

作为结构材料，矿物铸件在机床行业被广泛接受已经30多年了。据统计，在欧洲，每10台机床就有一台使用矿物铸件做床身。然而，使用不当的经历、不完整或错误的信息都会导致对矿物铸件的怀疑和偏见。因此，在制作新型设备时，分析矿物铸件的利弊并与其他材料相比较，是十分必要的。
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矿物铸件的使用对于技术支持是很重要的，特别是跟欧洲人做生意的时候

德国因代克斯（INDEX）公司在80年代的时候也曾经用过矿物铸件，而现在德国因代克斯（INDEX)则从来不用矿物铸件做底座。在展会上我曾经遇到过德国因代克斯（INDEX)的人，他们告诉我，因为在使用过程中矿物铸件床身的开裂，导致他们对矿物铸件床身失去了信心，直到现在他们也没有用矿物铸件做底座

德国的德马吉有十多家工厂，而使用矿物铸件的只有三、四家，有些德马吉工厂的人发现在使用时间长了以后，预埋件松脱，导致其他几个工厂一直不敢使用。

仅仅从这些表述，我们很难判断这些问题究竟是因为材料的原因，还是设计的原因或使用的原因，但是从中我们可以看出使用不当就用出现问题导致市场信心受挫，因此技术支持是极其重要的。

国内很多大厂不迟迟不敢使用也就是出于同样的考虑。

kevinspeak · 发表于 2011-7-20 00:21:11

本帖最后由 kevinspeak 于 2011-7-20 00:43 编辑

回复 steven.ji 的帖子

我觉得，其实你可以走光机的道路。立加，卧加，设计好结构，冲量！蓝浦太仓除了Neuman自身的问题，很大程度上是因为过早的进入了中国市场。你们的吴工，应该就是楼上叫嚣的白痴工程师，不知道还在不在蓝浦了，设计还做不做？我见过几个epucret的机身在国内，外观看上去还是不错的。但是据说材料属性并不如德国原厂的好。
东星也跑出来一批人，带着所谓的配方到处兜售。其实你自己搞矿物铸件是对的，用不着再跑到施耐博格去打工，话说回来，施耐博格也在常州有厂，你南他北。你和你们的制造经理在全国范围内搅和了一下以后，据说现在武进鸣凰都有老板投资矿物铸件了。说明你们的影响力很大啊。四川有家厂也做矿物铸件的，只是他不外销，都是自己用，用来做车床。类似温岭那家的模式。

看了你的机器照片，总体上矿物铸件设计的要素都考虑到了，例如壁厚，排屑，减重等等。还是挺不错的，不知道是用在什么机器上的？树脂固化剂是国内采购的？石料中的粉末也是国内采购的？表面涂层以及脱模剂是采用什么原料啊？外表面做的比东星的要的多，作为展品也比东星的那台白色磨床底座要漂亮。希望你的公司再接再厉

目前矿物铸件欧洲的最新成果，弹性模量已经可以达到50了。这是创新，这也就意味着我们国内的矿物铸件材料还是和国外有很大差距。国内制造业的环境不好，大家任重而道远。

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