旗下有達(dá)諾巴特刹悴、OVERBECK和漢布雷格公司，達(dá)諾巴特在制造精密磨削和車削機(jī)床領(lǐng)域擁有70多年的經(jīng)驗(yàn)疫萤。憑借在設(shè)計(jì)加工系統(tǒng)各個(gè)組件的深厚技術(shù)經(jīng)驗(yàn)颂跨，達(dá)諾巴特選擇使用天然花崗巖床身來滿足苛刻的應(yīng)用。原因如下：

一切都始于床身

制造一臺真正精密的扯饶，且長期保持精度的機(jī)床需要很多要素。一些附加組件可以提高機(jī)床的精度池颈，但任何組件都無法補(bǔ)償初始結(jié)構(gòu)不健全的設(shè)計(jì)尾序。一切都始于床身，它可能是機(jī)床最重要的部件躯砰。

高性能床身穩(wěn)固每币、堅(jiān)硬，并吸收機(jī)床運(yùn)動和加工引起的振動琢歇。機(jī)床的機(jī)械設(shè)計(jì)固然重要峰遇，但材料也同樣重要。精密機(jī)床的材料歷來都是鑄鐵拭牌，而且越多越好篡前。然而户克，憑借20多年的材料經(jīng)驗(yàn)，達(dá)諾巴特工程師認(rèn)識到天然花崗巖具有更好的抗振性和熱穩(wěn)定性泡愉。特別是在精密磨削和硬車削領(lǐng)域输僻，花崗巖正成為高性能機(jī)床的新材料選擇。

機(jī)床床身的要求

機(jī)床的結(jié)構(gòu)組件必須確保幾何精度的長期穩(wěn)定性锄灾、機(jī)械裝置的長期剛性（剛度）以及系統(tǒng)的抗振性春庇。這使得機(jī)床能夠在各種加工條件下保持精度，且工件與刀具或砂輪接觸點(diǎn)的振動最小覆霹。低振動能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)的加工工藝猜逮、更好的表面粗糙度和更長的刀具壽命。

達(dá)諾巴特發(fā)現(xiàn)花崗巖的固有特性使其減振能力明顯優(yōu)于鑄鐵煞陵；熱穩(wěn)定性更高涉功；而且，設(shè)計(jì)得當(dāng)略吨，剛性也更高集币。下面將詳細(xì)介紹。

長期穩(wěn)定性

談到精度翠忠，機(jī)床的最佳精度是它組裝好的那一天鞠苟。適當(dāng)調(diào)整機(jī)床各軸的直線度和垂直度，校準(zhǔn)機(jī)床到盡可能精確的精度秽之。但隨著時(shí)間的推移当娱，由于多種原因這種精度可能會下降。一個(gè)原因是鑄造的內(nèi)應(yīng)力或聚合物混凝土床身使用的塑料材料考榨，導(dǎo)致床身可能隨時(shí)間推移而變形跨细。以下對比了主要的床身材料在較長時(shí)間內(nèi)保持形狀的能力。

鑄鐵和鋼

這些材料制造的工件內(nèi)部應(yīng)力值較大河质，即使應(yīng)用了緩釋技術(shù)冀惭，如致動器穩(wěn)定（在臨界模式下引導(dǎo)振動）或?qū)⒐ぜ敖荨痹诙鄠€(gè)晝夜熱循環(huán)的環(huán)境中。隨著時(shí)間的推移掀鹅，這些殘余應(yīng)力釋放散休，將導(dǎo)致基礎(chǔ)幾何結(jié)構(gòu)的不對稱變形。

聚合物混凝土

聚合物混凝土雖然比鑄鐵和鋼更穩(wěn)定出蛾，但隨著時(shí)間的推移促讶，幾何精度也會發(fā)生變化，這主要是由于聚合材料的蠕變效應(yīng)掏躬。

天然石材（花崗巖）

天然花崗巖在地球上已經(jīng)穩(wěn)定存在了數(shù)百萬年侮捷，因此用這種材料制成的工件沒有內(nèi)部應(yīng)力⌒＃花崗巖作為床身制造的工件為工程解決方案提供了最穩(wěn)定的幾何精度偶画，這就是為什么它是高精度要求應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)堵生，如測量設(shè)備CMMs或超精密機(jī)床。

阻尼振動還是減振剑瞻？

達(dá)諾巴特和其他材料工程師測量阻尼能力的一種方法是使用“損耗系數(shù)”棵擂，指的是材料在沖擊后振動的時(shí)間。數(shù)值越高舅兑，振動越大拙达。例如，金屬鐘的設(shè)計(jì)就具有很高的損耗系數(shù)腐蛀，這就是為什么鈴聲會持續(xù)俭驮。而您需要的機(jī)床正好相反，花崗巖的數(shù)值要低得多春贸。

在更直接的阻尼系數(shù)測量中混萝，達(dá)諾巴特工程師發(fā)現(xiàn)花崗巖的性能大約是鑄鐵的五倍。雖然不能單獨(dú)拿該值來比較兩臺機(jī)床萍恕，因?yàn)樵S多其他因素都會影響機(jī)床的整體振動特性逸嘀，但可以肯定地說，花崗巖床身的振動幅度和持續(xù)時(shí)間都比鑄鐵小得多允粤。在對振動極為敏感的加工應(yīng)用中崭倘，這種差異很重要。

熱穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)件受熱時(shí)產(chǎn)生的變化對機(jī)床精度會產(chǎn)生重大影響类垫。機(jī)械工程師認(rèn)識到司光，機(jī)床升溫時(shí)會“變大”。對于小機(jī)床的低公差工作要求悉患，這不會有大的影響残家。但公差越小，機(jī)床越大售躁，機(jī)床結(jié)構(gòu)件的熱穩(wěn)定性更加重要闸骨。

機(jī)床主要有三種熱源

• 機(jī)床運(yùn)動件(滾珠絲桿、主軸等)的摩擦

• 加工過程本身產(chǎn)生的摩擦

• 機(jī)床周邊條件

很多方法可以減輕這些因素纯亲。例如递蚪，高精度機(jī)床越來越多地引入冷卻（冷卻器）系統(tǒng)，冷卻的液體通過滾珠絲杠和主軸等機(jī)床的關(guān)鍵組件進(jìn)行循環(huán)羞遭。通常公差極高的工作都在溫控環(huán)境下進(jìn)行。

但從根本上管理機(jī)床熱效應(yīng)的能力始于床身喳睬。在此重申蔼于，花崗巖的性能明顯優(yōu)于鑄鐵或焊接鋼。

從工程角度來看泥出，有兩個(gè)值可以最好地定義材料的熱性能:

熱膨脹系數(shù)

達(dá)諾巴特發(fā)現(xiàn)柴怒，雖然熱膨脹率是比較材料最常用的特征尾疟，但它并不總是最重要的。盡管如此肩雾，在相同的溫度變化下垫弱，鑄鐵床身的膨脹率幾乎是花崗巖床身的兩倍。

長期熱響應(yīng)

材料對溫度變化的響應(yīng)速度由熱擴(kuò)散率（導(dǎo)熱率和比熱容的比率）進(jìn)行評估症杏。花崗巖對溫度變化的反應(yīng)速度比鑄鐵慢40倍装获，因此在白天/晚上或機(jī)床暫停（更換刀具、上料等）的熱循環(huán)下厉颤，花崗巖床身能夠保持穩(wěn)定穴豫。

內(nèi)在的熱行為可以通過有限元分析進(jìn)行模擬。這里展示的是達(dá)諾巴特對典型鑄鐵結(jié)構(gòu)與類似實(shí)心花崗巖床身之間的比較逼友。這兩種材料設(shè)計(jì)有相同的比剛度精肃，然后置于模擬的24小時(shí)晝夜循環(huán)溫差為+/-2oC（35.6oF）的熱變化中。在這種情況下帜乞，模擬顯示花崗巖的抗熱膨脹能力比鑄鐵高7倍司抱。

整體方案

與花崗巖相比，鑄鐵的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是楊氏模量定義的內(nèi)置靜態(tài)剛度更大黎烈。這是對材料在應(yīng)力下拉伸和變形程度進(jìn)行量化的性能习柠。通過測量，花崗巖（85GPa）的剛度低于鑄鐵（125GPa）怨喘，但天然石材的彈性模量和密度之間的比剛度更好津畸，分別為28.3和17.4。因此必怜，對于設(shè)計(jì)合理魁夫、質(zhì)量相同的機(jī)械部件，花崗巖的靜態(tài)剛度比鑄鐵高63%偷菩。

考慮天然花崗巖床身而不是鑄鐵和聚合物混凝土還有一個(gè)原因：環(huán)境影響窗耘。制作鑄鐵床身需要花費(fèi)大量的精力用于采礦、冶煉和鑄造咳蚣。聚合物混凝土稍好一些卖檬，但制造塑料材料非常耗能，而且存在必須要減少的排放問題嘁拖。天然石材直接從采石場開采出來静熊，然后塑造成最終的形狀。當(dāng)然瘸利，這并不是對環(huán)境“無害”的亩咪，但它比其他工藝更環(huán)保。

正如本篇開頭所說怯路，制造更精密的機(jī)床需要考慮諸多因素纲缠，床身材料只是其中之一溯剑。但如果沒有一個(gè)符合最高標(biāo)準(zhǔn)的能夠進(jìn)行高性能加工的床身，機(jī)床精度必將受到限制蚜枢。

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