矿物铸造大理石床身加工中心有哪些好处？

矿物铸造大理石床身加工中心有哪些好处？
矿物铸件（人造花岗岩又称树脂混凝土）作为一种结构材料，在机床行业已经广泛应用了 30 多年。

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，并与其他材料进行比较。

工程机械底座通常分为铸铁、矿物铸件（聚合物和/或反应性树脂混凝土）、钢/焊接结构（灌浆/非灌浆）以及天然石材（如花岗岩）。每种材料都有其自身特性，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，才能选出理想的结构材料。

结构材料的两大重要作用——保证构件的几何形状、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、导轨的简易性）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

衡量底座静态性能的标准通常是材料的刚度——在负载下变形最小，而不是高强度。对于静态弹性变形，矿物铸件可以被认为是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是铸铁的1/3。由于矿物铸件与铸铁具有相同的比刚度，因此在相同重量下，不考虑形状的影响，铸铁件和矿物铸件的刚度相同。很多情况下，矿物铸件的设计壁厚通常为铸铁件的3倍，这样的设计不会对产品或铸件的力学性能造成任何问题。矿物铸件适用于在承载压力的静态环境中工作（如床身、支架、立柱），不适合用作薄壁和/或小型框架（如工作台、托盘、刀库、拖板、主轴支架）。结构件的重量通常受矿物铸件制造商设备的限制，15吨以上的矿物铸件产品一般很少见。

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、快速刀具更换和高速进给不断强化机械结构件的机械共振和动态激励。除了部件的尺寸设计外，材料的阻尼特性也对部件的挠度、质量分布和动态刚度产生很大影响。

矿物铸件的使用很好地解决了这些问题。由于矿物铸件的减震效果比传统铸铁高出10倍，因此可以大大降低振幅和固有频率。

在机械加工等机加工操作中，它能带来更高的精度、更好的表面质量以及更长的刀具寿命。同时，在噪音冲击方面，通过对大型发动机、离心机等不同材质的底座、传动铸件及附件的对比验证，矿物铸件也表现良好。根据冲击声分析，矿物铸件可实现声压级局部降低20%。

3.热性能

专家估计，大约 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是造成热变形的原因。为了能够选择最佳材料，必须明确材料要求。高比热容和低热导率使矿物铸件对瞬态温度影响（例如更换工件）和环境温度波动具有良好的热惯性。如果需要像金属床身一样快速预热或禁止床身温度，则可以直接在矿物铸件中铸造加热或冷却装置来控制温度。使用这种温度补偿装置可以减少由温度影响引起的变形，有助于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铸件的显著特征。矿物铸件的最高铸造温度为45°C，配合高精度模具和工装，可将零件与矿物铸件铸造在一起。

先进的再铸造技术也可用于矿物铸件毛坯，从而实现无需机械加工的精密安装和轨道表面。与其他基材一样，矿物铸件也遵循特定的结构设计规则。壁厚、承重附件、肋条嵌件、装卸方式均与其他材料存在一定差异，需要在设计时提前考虑。

三、成本要求

虽然从技术角度考虑固然重要，但成本效益也日益凸显其重要性。使用矿物铸件可以让工程师节省大量生产和运营成本。除了节省机加工成本外，铸造、最终组装以及日益增加的物流成本（仓储和运输）也相应减少。考虑到矿物铸件的高性能，应将其视为一个整体项目。实际上，在基础安装或预装时进行价格比较更为合理。相对较高的初始成本是矿物铸件模具和工装的成本，但这笔成本可以在长期使用中摊薄（500-1000件/钢模），年消耗量约为10-15件。

四、使用范围

矿物铸件作为一种结构材料，正在不断取代传统的结构材料，其快速发展的关键在于矿物铸件、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。磨床制造商一直是机床领域使用矿物铸件制造机床床身的先驱。例如，ABA z&b、Bahmler、Jung、Mikrosa、Schaudt、Stude等世界知名公司一直受益于矿物铸件的阻尼、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，矿物铸件也越来越受到工具磨床领域世界领先企业的青睐。矿物铸件床身刚性极佳，能够很好地消除直线电机加速时产生的力。同时，良好的减振性能与直线电机的有机结合，可以大幅提高工件表面质量和砂轮的使用寿命。