矿物铸造大理石床加工中心有哪些优势？

矿物铸造大理石床加工中心有哪些优势？
矿物铸件（人造花岗岩又称树脂混凝土）作为一种结构材料，在机床行业已被广泛接受超过 30 年。

据统计，在欧洲，每10台机床中就有1台使用矿物铸件作为床身。然而，不恰当的经验、不完整或不正确的信息会导致人们对矿物铸件产生怀疑和偏见。因此，在制造新设备时，有必要分析矿物铸件的优缺点，并将其与其他材料进行比较。

工程机械的底座通常分为铸铁、矿物铸造（聚合物和/或活性树脂混凝土）、钢/焊接结构（灌浆/非灌浆）以及天然石材（如花岗岩）等。每种材料都有其自身的特性，没有完美的结构材料。只有根据具体的结构要求，权衡各种材料的优缺点，才能选择理想的结构材料。

结构材料的两大重要功能——保证部件的几何形状、位置和能量吸收，分别对材料安装、介质循环系统、物流提出了性能要求（静态、动态和热性能）、功能/结构要求（精度、重量、壁厚、导轨的易用性）和成本要求（价格、数量、可用性、系统特性）。
一、结构材料的性能要求

1. 静态特性

衡量基体静态性能的标准通常是材料的刚度——即在载荷作用下变形最小，而非强度。对于静态弹性变形，矿物铸件可以被视为遵循胡克定律的各向同性均质材料。

矿物铸件的密度和弹性模量分别为铸铁的1/3。由于矿物铸件和铸铁具有相同的比刚度，在相同重量下，不考虑形状影响，二者的刚度相同。在许多情况下，矿物铸件的设计壁厚通常是铸铁铸件的3倍，这种设计不会对产品或铸件的机械性能造成任何问题。矿物铸件适用于承受压力的静态环境（例如床架、支架、立柱），但不适用于薄壁和/或小型框架（例如工作台、托盘、换刀装置、滑架、主轴支架）。结构件的重量通常受限于矿物铸件生产厂家的设备，15吨以上的矿物铸件产品较为少见。

2. 动态特性

轴的转速和/或加速度越大，机器的动态性能就越重要。快速定位、快速换刀和高速进给不断加剧机器结构件的机械共振和动态激励。除了部件的尺寸设计外，部件的挠度、质量分布和动态刚度也受到材料阻尼特性的显著影响。

使用矿物铸件可以很好地解决这些问题。由于其吸振性能比传统铸铁高10倍，因此可以显著降低振幅和固有频率。

在机械加工等操作中，矿物铸件能够带来更高的精度、更好的表面质量和更长的刀具寿命。同时，在噪声影响方面，通过对大型发动机和离心机不同材质的底座、传动铸件及附件进行对比验证，矿物铸件也表现出色。根据冲击声分析，矿物铸件可使局部声压级降低20%。

3. 热性能

专家估计，约80%的机床偏差是由热效应引起的。诸如内部或外部热源、预热、更换工件等工艺中断都会导致热变形。为了选择最佳材料，必须明确材料要求。矿物铸件具有高比热容和低导热系数，使其对瞬态温度影响（例如更换工件）和环境温度波动具有良好的热惯性。如果需要快速预热（例如金属床）或床温受限，则可将加热或冷却装置直接铸造到矿物铸件中以控制温度。使用这种温度补偿装置可以减少温度影响引起的变形，从而以合理的成本提高精度。

二、功能和结构要求

完整性是矿物铸件区别于其他材料的一个显著特征。矿物铸件的最高铸造温度为45℃，配合高精度模具和工装，可以同时铸造零件和矿物铸件。

先进的重铸技术也可用于矿物铸坯，从而获得无需机加工的精密安装面和导轨面。与其他基材一样，矿物铸件也需遵循特定的结构设计规则。壁厚、承载附件、加强筋嵌件、加载和卸载方式等都与其他材料在一定程度上有所不同，需要在设计阶段预先考虑。

三、成本要求

虽然从技术角度考虑固然重要，但成本效益的重要性也日益凸显。使用矿物铸件可以帮助工程师显著节省生产和运营成本。除了节省加工成本外，铸造、最终装配以及日益增长的物流成本（仓储和运输）也相应降低。考虑到矿物铸件的高级功能，应将其视为一个整体项目来评估。事实上，在安装或预装底座的情况下进行价格比较更为合理。较高的初始成本主要来自矿物铸件模具和工装的成本，但长期使用（每个钢模可生产 500-1000 件）可以有效分摊这部分成本，而年消耗量约为 10-15 件。

四、使用范围

作为一种结构材料，矿物铸件正不断取代传统结构材料，其快速发展的关键在于矿物铸造工艺、模具以及稳定的结合结构。目前，矿物铸件已广泛应用于磨床、高速加工等众多机床领域。磨床制造商率先将矿物铸件应用于机床床身。例如，ABA z&b、Bahmler、Jung、Mikrosa、Schaudt、Stude等世界知名企业，一直以来都受益于矿物铸件的阻尼性、热惯性和完整性，从而在磨削过程中获得高精度和优异的表面质量。

随着动态载荷的不断增加，矿物铸造床身也越来越受到世界领先工具磨床企业的青睐。矿物铸造床身刚性极佳，能够有效消除直线电机加速产生的力。同时，其优异的减振性能与直线电机的有机结合，能够显著提高工件的表面质量和砂轮的使用寿命。