Como equipo principal para lograr una eliminación y formación de materiales de alta-precisión, el rendimiento general y la vida útil de una máquina de mecanizado dependen en gran medida de los principales materiales estructurales utilizados. Los materiales no solo determinan la rigidez estática y dinámica, la estabilidad térmica y la resistencia a las vibraciones de la máquina herramienta, sino que también afectan directamente el mantenimiento de la precisión del mecanizado y la confiabilidad a largo plazo. Por lo tanto, la selección y la adaptación del rendimiento de los materiales para los componentes clave de la máquina de mecanizado constituyen cuestiones técnicas importantes en el proceso de diseño y fabricación.
Los componentes básicos-que soportan carga, como la base, la columna y la viga transversal, suelen estar hechos de hierro fundido o granito de alta-resistencia. El hierro fundido gris, debido a sus excelentes características de amortiguación y maquinabilidad de la fundición, puede absorber eficazmente las vibraciones durante el proceso de corte, mejorando la estabilidad del mecanizado; su estructura interna de grafito en escamas puede amortiguar las cargas de impacto y retrasar la propagación de grietas por fatiga. Algunos modelos de alta-precisión utilizan hierro fundido Meehanite o hierro dúctil, con mejoras adicionales en resistencia y resistencia al desgaste mediante la composición de la aleación y la optimización del tratamiento térmico. El granito, debido a su coeficiente de expansión térmica extremadamente bajo y su excelente estabilidad dimensional, se utiliza en centros de mecanizado de ultra-precisión o equipos de medición de coordenadas que son altamente sensibles a la deriva de temperatura, manteniendo una precisión geométrica de nivel de micras-fuera de entornos de temperatura-constante.
Las guías y guías están hechas principalmente de acero de aleación de alta-calidad con tratamiento de endurecimiento superficial. Los materiales comúnmente utilizados incluyen acero carburizado y templado o acero nitrurado. Estos materiales combinan una alta dureza superficial con dureza del núcleo, resisten el desgaste y la deformación plástica de la superficie de la guía y garantizan la rectitud y la rigidez de contacto de las piezas móviles durante el uso a largo plazo-. Para modelos de alta-velocidad y carga ligera-, también se utilizan aleaciones de aluminio y materiales compuestos para reducir la masa en movimiento, pero se necesitan nervaduras de refuerzo y estructuras de soporte de alta-rigidez para compensar la rigidez insuficiente.
Los requisitos para los materiales en el conjunto del husillo son particularmente estrictos y a menudo se utiliza acero de aleación de alta-resistencia o calidades de acero especiales. El núcleo del husillo está hecho principalmente de acero de aleación de cromo-molibdeno o acero carburizado, templado y templado superficialmente con alta-frecuencia para obtener una alta resistencia a la fatiga y al desgaste. Para adaptarse a la fuerza centrífuga y la carga térmica durante la rotación a alta-velocidad, algunos husillos-de gama alta utilizan acero inoxidable o aleación de titanio de alta-resistencia para reducir la masa y mejorar la resistencia a la corrosión. Los soportes y manguitos de los rodamientos están hechos de hierro fundido inoculado o manguitos de acero precargados para garantizar la precisión del ensamblaje del rodamiento y la rigidez del soporte.
Los componentes de la transmisión, como tornillos de avance, cremalleras y engranajes, generalmente están hechos de acero de aleación de cromo-molibdeno o acero carburizado, y se someten a un rectificado de precisión y endurecimiento de la superficie para garantizar la precisión de la transmisión y su vida útil. Los husillos de bolas, debido a su necesidad de soportar cargas repetidas y movimientos de alta-velocidad, requieren materiales con buena estabilidad dimensional y resistencia a la fatiga para evitar el juego y el aumento del juego inverso.
Con la tendencia hacia el aligeramiento y las estructuras compuestas, se están comenzando a utilizar materiales compuestos reforzados con fibra de carbono y estructuras tipo sándwich alveolar en componentes que no-cargan-como protectores y mesas de trabajo. Esto puede reducir significativamente la masa de las piezas móviles y mejorar la respuesta dinámica, pero es necesario abordar los problemas de la expansión térmica que coincide con la estructura metálica y la confiabilidad de la conexión.
En general, la selección de materiales principales para los centros de mecanizado se centra en la rigidez, la amortiguación, la resistencia al desgaste, la estabilidad térmica y la adaptabilidad del proceso. Los diferentes componentes se configuran de manera diferente según sus características de estrés y condiciones de trabajo. Un sistema de materiales científicamente compatible no solo proporciona una base mecánica sólida para las máquinas herramienta, sino que también garantiza que puedan producir continuamente capacidades de mecanizado de alta-precisión y alta-confiabilidad en condiciones de trabajo complejas, respaldando la búsqueda continua de calidad y eficiencia de la industria manufacturera moderna.