如何选择三维柔性焊接平台材质?
三维焊接平台材质对比 | ||||||
一、材质特性: | ||||||
力学性能 | 弹性系数E | Zui大强度 | 密度 | 热变形 | 抗拉强度 | 抗内应力等级 |
单位 | Mpa | Mpa | Kg/m3 | 10-6/℃ | Mpa(Kgf/m2) | |
钢件Q345 | 196-206 | 89-480 | 7850 | 0.01 | 480 | 低 |
铸件HT300 | 113-157 | 550-1200 | 7250 | 0.01 | 300(30.6) | 高 |
二、加工工艺: |
三、制作成本: | |||||
1.焊接平台生产周期相对较短、重量较轻、加工余量较小; | |||||
2.铸造平台生产需木模制作、需熔炼设备;加工余量较大;时效时间较长,并占用空间较大。 | |||||
四、综合分析: | |||||
1.刚性:焊接件所用材料为碳钢,其弹性模量和力学性能大大优于铸件所用的铸铁材料,弹性模量 | |||||
E=σ/ε;现在我们假定应力σ相同,那么E大,则材料产生的应变ε就小。所以焊接平台截面小于 | |||||
铸件平台截面,虽然钢件抗拉强度低于铸件,但对于刚性是同样能保证机床的静态几何精度! | |||||
2.吸振性:铸铁件吸振性能大大优于碳钢件,因为铸铁的内阻尼比碳钢平均高出3.2倍。 | |||||
3.残余应力: | |||||
A.铸铁件的内应力比焊接件的内应力要小,经过时效处理的铸铁件的残余应力就更小了,在其后 | |||||
使用过程中产生的变形也就小,这就是为什么铸铁件的床身、立柱等大件能长期保持良好的精 | |||||
度,究其原因,是因为铸铁件内部是由铁素体和大量的石墨构成,由于石墨的松弛,造成 | |||||
残余应力很小。所以采用时效消除内部残余内应力。几何精度可保持长时间不变形。 | |||||
B.焊接件在焊接的过程中产生的应力是非常大的,焊接刚开始时,焊缝处迅速升温,周围区域温 | |||||
度较低,阻碍焊缝的迅速膨胀,焊缝受到压应力。焊接过程结束,焊接件开始冷却,等过了塑 | |||||
性变形的温度,由于焊缝与周围区域的冷却速度不一致,焊缝开始受到拉应力,直至室温。此 | |||||
时焊缝处材料所受的拉应力几近材料的屈服极限,所以需要及时进行消除内应力的处理! | |||||
五、备注: | |||||
1.从承载角度,重型焊件在满足承载力下优先选用铸件平台;反之选用钢件平台; | |||||
2.从成本角度,铸件平台价格高于钢件平台。 |
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