โครงสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของของ CNC Gantry Machining Center ทำจากเหล็กหล่อหรือเหล็กเชื่อมหรือไม่

โครงสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของของ ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ทำจากเหล็กหล่อหรือเหล็กเชื่อม — และตัวเลือกนั้นไม่จำเป็น เหล็กหล่อเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำสูงและไวต่อการสั่นสะเทือน ในขณะที่ เหล็กเชื่อมเป็นที่นิยมสำหรับการตัดเฉือนขนาดใหญ่และงานหนัก โดยที่ขนาดโครงสร้างและความสามารถในการรับน้ำหนักมีความสำคัญเป็นอันดับแรก การทำความเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นสิ่งสำคัญในการเลือกเครื่องจักรที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมการผลิตของคุณ

เหตุใดวัสดุโครงสำหรับตั้งสิ่งของจึงมีความสำคัญใน ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ

โครงสำหรับตั้งสิ่งของเป็นกระดูกสันหลังของ ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ . โดยจะบรรทุกแกนหมุน คานขวาง และตัวขับเคลื่อนแกนที่เกี่ยวข้องทั้งหมดไปทั่วโต๊ะทำงาน การงอ การสั่นสะเทือน หรือการบิดเบี้ยวจากความร้อนในโครงสำหรับตั้งสิ่งของจะแปลเป็นข้อผิดพลาดด้านมิติของชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์โดยตรง ด้วยเหตุนี้ วัสดุที่ใช้สร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของจึงเป็นหนึ่งในการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดที่ผู้ผลิตเครื่องมือกลทำ

วัสดุหลักสองชนิดครองตลาด: เหล็กหล่อสีเทา (เกรด HT250 หรือ HT300) และ เหล็กโครงสร้างเชื่อม (เกรด Q235 หรือ Q345) . แต่ละอย่างมีข้อดีที่วัดได้และข้อดีข้อเสีย ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การตัดเฉือน

โครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อ: การหน่วงที่เหนือกว่าและความเสถียรทางความร้อน

เหล็กหล่อเป็นตัวเลือกแบบดั้งเดิมสำหรับโครงสร้างเครื่องมือกลที่มีความเที่ยงตรงมานานกว่าศตวรรษ ในก ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ โครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อมีข้อดีที่สำคัญดังต่อไปนี้:

• ค่าสัมประสิทธิ์การหน่วงการสั่นสะเทือนสูงกว่า 3–5 เท่า กว่าเหล็กเชื่อม ลดการสะท้านระหว่างการกัดขั้นสุดท้ายของเหล็กแม่พิมพ์ชุบแข็งหรือชิ้นส่วนอลูมิเนียมผนังบาง
• ความเครียดภายในจะถูกบรรเทาลงตามธรรมชาติในระหว่างกระบวนการหล่อและกระบวนการชราที่ช้า ส่งผลให้ ความมั่นคงของมิติในระยะยาว แม้หลังจากใช้งานมาหลายปีก็ตาม
• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก หมายความว่าโครงสำหรับตั้งสิ่งของจะรักษาความแม่นยำของตำแหน่งในระหว่างรอบการผลิตที่ขยายออกไป ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อต้องรักษาความคลาดเคลื่อนของ ±0.005 มม. หรือเข้มงวดกว่า .
• เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตัดเฉือน เหล็กแม่พิมพ์ (P20, H13) ชิ้นงานเหล็กหล่อ และส่วนประกอบอลูมิเนียมที่มีความแม่นยำ ในกรณีที่ต้องการผิวสำเร็จ Ra ≤ 0.8 µm

ข้อจำกัดเบื้องต้นของโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อคือข้อจำกัดด้านขนาด สิ่งอำนวยความสะดวกในการหล่อและลอจิสติกส์ในการจัดการทำให้การผลิตโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อที่เกินกว่านั้นเป็นเรื่องยากและมีราคาแพง ระยะ 6 เมตร . สำหรับ ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ขนาดกลางมาตรฐานที่มีความกว้างโต๊ะทำงาน 1,600–3,000 มม. เหล็กหล่อยังคงเป็นตัวเลือกมาตรฐาน

โครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กเชื่อม: ความสามารถในการปรับขนาดและความสามารถในการรับน้ำหนัก

โครงสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กเชื่อมนั้นประดิษฐ์ขึ้นโดยการเชื่อมแผ่นเหล็กหนาโดยทั่วไป เกรด Q345 ที่มีความหนาของแผ่นตั้งแต่ 30 มม. ถึง 80 มม ลงในคานส่วนกล่องหรือคานเสริมซี่โครง วิธีการก่อสร้างนี้จะปลดล็อกข้อดีในทางปฏิบัติหลายประการสำหรับ ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ใช้ในอุตสาหกรรมหนัก:

• ช่วงโครงสำหรับตั้งสิ่งของ 4 เมตร ถึง 15 เมตร ขึ้นไป สามารถทำได้ ทำให้เหล็กเชื่อมจำเป็นสำหรับการตัดเฉือนส่วนประกอบโครงสร้างขนาดใหญ่ในภาคการบินและอวกาศ การต่อเรือ และพลังงาน
• ความต้านทานแรงดึงที่สูงขึ้น (Q345: ความแข็งแรงของผลผลิต 345 MPa เทียบกับเหล็กหล่อสีเทา: ~250 เมกะปาสคาล) ช่วยให้โครงสำหรับตั้งสามารถรองรับชุดสปินเดิลที่หนักกว่าและการกำหนดค่าแบบหลายหัว
• ระยะเวลาในการผลิตที่เร็วขึ้น - สามารถผลิตโครงสำหรับตั้งสิ่งของที่ทำจากเหล็กเชื่อมได้ สัปดาห์แทนที่จะเป็นเดือน เมื่อเทียบกับกระบวนการหล่อและการบ่มที่จำเป็นสำหรับเหล็กหล่อ
• ปรับแต่งได้ง่ายขึ้นด้วยโครงภายใน ช่องเส้นทางสายเคเบิล และอินเทอร์เฟซการติดตั้งในระหว่างขั้นตอนการผลิต

ข้อเสียคือลดการหน่วงการสั่นสะเทือน โครงเหล็กที่เชื่อมจะต้องได้รับการบรรเทาความเครียดอย่างระมัดระวังหลังการเชื่อม (ผ่านการอบอ่อนด้วยความร้อนหรืออายุการสั่นสะเทือน) เพื่อป้องกันการบิดงอระหว่างการตัดเฉือน หากไม่มีการบรรเทาความเครียดอย่างเหมาะสม ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ อาจแสดงการเคลื่อนตัวของตำแหน่งเมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เห็นได้ชัดเจนเมื่อตัดเฉือนอินโคเนล ไทเทเนียม หรือวัสดุตัดเฉือนยากอื่นๆ ที่สร้างแรงตัดจำนวนมาก

การเปรียบเทียบโดยตรง: เหล็กหล่อกับเหล็กเชื่อมใน ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ

ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างที่สำคัญระหว่างวัสดุโครงสำหรับตั้งสิ่งของทั้งสองชนิดเพื่อช่วยให้ผู้ใช้ตัดสินใจเลือกได้อย่างมีข้อมูล:

ประสิทธิภาพการตัดเฉือนเฉพาะวัสดุ: ประเภทโครงสำหรับตั้งสิ่งของส่งผลต่อผลลัพธ์อย่างไร

ประเภทโครงสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของในก ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องจักรกับวัสดุชิ้นงานต่างๆ:

เหล็กชุบแข็งและเหล็กแม่พิมพ์ (HRC 45–58)

โครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อเป็นผู้ชนะที่ชัดเจนที่นี่ ความสามารถในการหน่วงสูงจะดูดซับแรงตัดเป็นระยะๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการกัดอย่างหนัก ช่วยป้องกันการสั่นสะเทือนเล็กๆ น้อยๆ ซึ่งอาจทำให้เครื่องมือสึกหรอก่อนเวลาอันควรและข้อบกพร่องที่พื้นผิว ผู้ใช้เครื่องจักร เหล็กกล้าเครื่องมือ H13 หรือ D2 บนเครื่องโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อรายงานอย่างสม่ำเสมอ อายุการใช้งานเครื่องมือยาวนานขึ้น 15–25% เมื่อเทียบกับเครื่องโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กเชื่อมที่เทียบเท่ากัน

อลูมิเนียมอัลลอยด์ (6061, 7075)

โครงสำหรับตั้งสิ่งของทั้งสองประเภททำงานได้ดีกับอะลูมิเนียม อย่างไรก็ตาม สำหรับการตัดอะลูมิเนียมความเร็วสูงที่ความเร็วแกนหมุนสูงกว่า 18,000 รอบต่อนาที การหน่วงที่เหนือกว่าของโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อจะป้องกันการสั่นพ้องของฮาร์มอนิกที่อาจทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิว ซึ่งเป็นปัญหาทั่วไปในการตัดเฉือนอะลูมิเนียมแผงขนาดใหญ่ในการบินและอวกาศ

ไทเทเนียมและอินโคเนลซูเปอร์อัลลอยด์

วัสดุเหล่านี้ทำให้เกิดแรงตัดและความร้อนสูง โครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กเชื่อมที่มีโครงซี่โครงเพียงพอสามารถรองรับน้ำหนักของโครงสร้างได้ แต่ก ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ด้วยโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อจะให้พื้นผิวที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเนื่องจากการดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่เหนือกว่า ระบบชดเชยความร้อนมีความสำคัญในทั้งสองกรณีเมื่อตัดไทเทเนียมในวงจรการผลิตที่ยาวนาน

โพลีเมอร์เสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) และคอมโพสิต

การตัดเฉือน CFRP ต้องการการตัดด้วยความเร็วสูงและใช้แรงต่ำพร้อมการควบคุมการสั่นสะเทือนที่ดีเยี่ยมเพื่อป้องกันการหลุดล่อน สำหรับแผงคอมโพสิตการบินและอวกาศขนาดใหญ่เกิน ยาว 4 เมตร โดยทั่วไปแล้วเครื่องโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กเชื่อมเป็นเพียงตัวเลือกเดียวที่ใช้งานได้เนื่องจากขนาด การเติมคอนกรีตโพลีเมอร์หรือระบบลดแรงสั่นสะเทือนแบบแอคทีฟมักถูกเติมเข้าไปเพื่อชดเชยการหน่วงโดยธรรมชาติที่ต่ำกว่าของเหล็ก

ทางเลือกใหม่ที่เกิดขึ้น: โครงสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของคอนกรีตโพลีเมอร์ (การหล่อแร่)

ระดับไฮเอนด์บ้าง ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ขณะนี้ผู้ผลิตนำเสนอโครงสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของที่สร้างจากคอนกรีตโพลีเมอร์ (หินแกรนิตอีพ็อกซี่หรือการหล่อแร่) วัสดุนี้ให้ 6–10× การหน่วงการสั่นสะเทือนของเหล็กหล่อ และ excellent thermal stability, with a thermal conductivity roughly 40× lower than steel. It is used in ultra-precision gantry machines targeting tolerances below ±0.002 มม โดยทั่วไปในการผลิตส่วนประกอบทางแสงหรือการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ข้อเสียคือต้นทุนวัสดุที่สูงและความเปราะบางภายใต้แรงกระแทก

เมื่อประเมินก ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ให้ใช้กรอบการตัดสินใจต่อไปนี้:

1. ขนาดชิ้นงานต่ำกว่า 3,000 มม. และความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ → เลือกโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อ
2. ชิ้นงานมีขนาดเกิน 4,000 มม. หรือต้องใช้หัวหลายสปินเดิล → เลือกโครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กเชื่อม
3. การตัดเฉือนเหล็กชุบแข็งหรือการตกแต่งพื้นผิวที่มีความต้องการสูง → โครงสำหรับตั้งสิ่งของเหล็กหล่อเพื่อการหน่วงที่เหนือกว่า
4. การตัดเฉือนอะลูมิเนียมขนาดใหญ่หรือโครงสร้างการบินและอวกาศแบบคอมโพสิต → เหล็กเชื่อมที่มีระบบควบคุมการสั่นสะเทือนแบบแอคทีฟหรือวัสดุเติมแบบหน่วง
5. มีความแม่นยำเป็นพิเศษต่ำกว่า ±0.002 มม → พิจารณาตัวเลือกโครงสำหรับตั้งสิ่งของคอนกรีตโพลีเมอร์

ขอรายงานการทดสอบความแข็งของผู้สร้างเครื่องจักร (แบบคงที่และไดนามิก) ข้อมูลการเคลื่อนตัวของความร้อนตลอดรอบการผลิต 8 ชั่วโมง และตัวอย่างการตกแต่งพื้นผิวบนวัสดุเป้าหมายของคุณก่อนตัดสินใจซื้อขั้นสุดท้ายใน ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซีโครงสำหรับตั้งสิ่งของ .