教您用 UHPC 建造机器框架

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以下是现场中文翻译：

设计由Nanodur混凝土制成的实心机床床身和框架比生产导向设计焊接框架或铸件更容易。因此，不需要安排焊缝或加固板。然而，有一些材料特性需要注意。以下是如何操作的信息。

在设计实心组件时，应像雕刻家一样进行。你构建一个实心块，然后切掉所有干扰的部分。剩下的物体是一个良好且稳定的机床床身。

使用铸铁或薄板金属的设计师通常只是尝试增加厚度，并在这样的设计中节省材料。这导致难以制造的弱组件。需要额外的模芯。它们必须安装、脱模并在每次铸造后清洁。这些成本通常高于额外的UHPC成本。

只有当完全组装的机器的最大重量对于运输或天车来说太大时，才值得考虑节省材料。这是通过凹槽来实现的，最简单的方法是将塑料管留在混凝土中。多个直径最多为100mm的小管比单个大管更好。

铸造侧的模芯位于模具顶部。为了防止它们浮起，必须在底部夹紧它们。然而，只能保证较低的位置精度。由于自密实性能，可以铸造几毫米厚的非常薄的截面。由于UHPC非常脆弱，这种细长的凸起容易断裂。例如，当扳手撞到它们时。50mm的最小壁厚或50mm的最小部件间距已被证明是有效的。

UHPC是用模具铸造的。由于在模制表面上可以获得最高的精度和质量，最好在模具底部定位精度表面。在大多数情况下，浇注侧是组件的底部，稍后不可见。在浇注侧，空气从铸造混合物中逸出。这个自由表面非常不均匀和粗糙。它可以填充和涂漆，但不会达到模制表面的光学质量。

底板应至少突出5mm。这样，填充侧的不均匀性不会坐在地板上，边缘不会被剥落。混合物是自密实的，所有气泡在没有振动的情况下上升到顶部。如果模具中有水平台阶，空气会聚集成小气湖。这些表面可以稍后填充和涂漆，但永远不会达到模制表面的光学质量。

混凝土在凝固过程中收缩，并且由于使用了脱模剂，容易从模具壁上脱落。2%的模具坡度足以去除模芯。如果需要，也可以设计成没有坡度或剥离倒角。在这种情况下，使用分体模芯。

在硬化过程中，混凝土收缩到模芯上。为了避免引起裂缝的应变，模芯必须由软材料制成。因此，凹槽内部只能实现较低的精度。由于其脆性，UHPC在边缘比钢或聚合物混凝土更敏感。因此，自由边缘应倒角或圆角45°。或者，可以安排边缘保护角。这不需要在每个边缘明确显示。在图纸字段中注明所需尺寸的常规说明就足够了。只有明确的锐边或定义的曲线（应与要连接的板材的弯曲半径相同）必须在图纸中标出。

UHPC在凝固过程中收缩和扭曲。对于系列组件，最多只能实现0.1mm的精度。在模具中安装了一个可调模具部件。这可以与扭曲方向相反地错位。由于学习过程，模具外的0.1mm公差仅适用于系列组件。

在系列生产中，螺纹套的定位精度可以预定到约0.3mm的精度。只有通过在镗床上钻盲塞才能实现0.1mm的定位公差。树脂表面可以随后通过量具倒在硬化的UHPC表面上。或者，可以将加工过的钢板粘合在上面。在我们的非空调工厂中，可以实现0.3mm到约1mm的平整度。通过将钢板嵌入混凝土中可以实现更高的精度。对于钢板本身，只有先前的加工是决定性的。如果多个板材必须相互精确，则需要对整个组件进行精密加工。在非空调设施中，可以通过标准加工实现3/100到5/100mm的精度。通过在空调环境中进行专门的精密加工，可以实现1/100mm的精度。通常需要通过磨削来实现单位数微米范围内的精度。Nanodur UHPC本身不能铣削，只能磨削。然后将线性导轨直接固定在Nanodur表面上。到目前为止可以实现的精度是4米长度内达到5µm。当停止角被磨削时，需要一个倒角，以便线性导轨在边缘完美地坐下。这是通过用锯片进行45°切割来完成的。对于导轨磨削，磨头需要有大的跑道。磨削的成本比铣削高很多倍。根据磨削专家的不同，用于安装线性导轨的套筒可以是凹的（用于金刚石轮）或平的（用于常规轮）。对于紧固件的力流和材料内部的应力，平安装是更可取的。

另一种实现精度的可能性是通过量具成型。由于量具的高成本，需要大量的数量才能经济应用。为了排除树脂层中的变形，必须注意限制线性导轨安装的预紧力。可实现的精度相当于钢条的铣削。在没有拉力的重型框架的支撑中，可以将高度可调的调平元件拧入嵌入的螺纹套中。这可以补偿车间地板的不平整。传递压缩和拉伸力，钢板嵌入UHPC中，杆（粘在车间地板上）可以以力锁定的方式拧紧。通常，可调节的楔形鞋在所有方向上承担高度补偿。这里显示的解决方案的缺点是突出的钢板是绊倒的危险。因此，将钢板移入机床床身更为有利。这是一种经过验证的标准解决方案。嵌入混凝土中的钢板的常见尺寸是200mm x 140mm x 30mm。由于填充侧不均匀，应在组件底部突出5到10mm。嵌入混凝土中的周边侧应为20mm，以便焊接在那里的锚有足够的空间。常见棘轮头的最小高度为120mm。孔和螺纹的数量和大小可以自由选择。最好在至少一个底板上规划一个用于连接接地电缆到接地环导体的M8螺纹，并在图纸上注明。

如果铸造侧是机床床身的底部，底板不能精确定位在开放模具上。就像车间地板本身一样，底板的公差为几毫米。如果有更高的要求，铸造侧的嵌入部分必须在机器的第二次设置中进行精密加工和钻孔。

如果机床床身具有固有的刚性和专门准备的平整车间地板，机床床身也可以直接放置在减震特殊轴承上，如Sylomer。为了尽量减少不同深度的沉降，应对地板表面和元件底部的平整度提出更高要求。

如图所示的带管垫圈设计，也可以通过混凝土基础拧紧。角落的厚度应根据发生的弯矩进行尺寸设计。嵌入板底部的锚由工厂设计。设计师只需指定板本身的几何形状。钢板的厚度由板中的最大螺纹尺寸决定。最小厚度为2倍螺纹直径+5mm倒角+5mm安全，以便钻头或铣头不会穿透板。

板的顶部应突出5到10mm，以便工具在水平铣削时不会接触混凝土。为了防止混凝土边缘剥落，钢板必须移动或延长到边缘。与钢结构一样，根据铣头的不同，降低板的情况下，最多只能加工到距离边缘10mm到35mm。这是防止主轴或铣刀与组件碰撞的唯一方法。

钢轨必须每800m左右有一个1mm宽的接缝。这是确保UHPC收缩时刚性条带相互浮动并避免混凝土在早期阶段应变的唯一方法。接缝应规划在没有钻孔的地方。槽可以用槽刀从实心钢中铣出。如果只需要直线度和精确间距，可以选择图中所示的预加工插入件的廉价变体作为替代。在这里，只需用廉价的立铣刀重新加工精确的距离和槽的直线度。

组件可以拧在一起，适用于底板的相同原则。如果螺栓干扰，可以使用带头板的长螺纹杆来完全支撑机床床身。或者，部件也可以用环氧树脂粘合。测试表明，总是相邻的UHPC本身，而不是树脂接头本身或树脂与混凝土之间的连接断裂。它们是均质体。

用叉车运输时，必须保护边缘，以防止UHPC因叉齿的边缘压力而剥落。最简单的方法是使用矩形型材。底部也可以使用U形弯曲板，例如，厚度为3mm。在简单情况下，边缘保护角就足够了。然而，由于角部斜接，它不一定更便宜或更美观。

运输锚属于欧盟机械指令的范围，因此必须进行设计和尺寸设计。它们在顶部的承载能力是长边的两倍。重物需要一个横梁。详细的说明和设计文献可以在我们的网站上找到。许多客户使用圆形凹槽，例如，通过塑料管。在运输过程中，通过这个插入一根钢杆。开口可以在以后用于引导电缆。

在生产中，需要额外的运输锚来从模具中提起和翻转组件。这些由工厂计划，并在需要时在涂漆前填充。在设计阶段，请考虑如何将细长的高组件捆绑到卡车上。设计相应的附件点并记录您的考虑。

尽管UHPC比建筑行业的标准混凝土强5倍，密度高10倍，但它具有多孔吸收表面。如果不加保护，油污、冷却润滑剂和脚印的污渍是不可避免的。因此，原则上，我们的组件在精密加工前会进行填充和涂漆。当然，精密表面除外。深色如煤灰色比亮色对污垢和污渍（如鞋印）更不敏感。请记得及时指定颜色，并在图纸上注明决定。

嵌入UHPC中的钢板的侧边标准上是涂漆的。如果它们应保持裸露，必须在图纸上注明，以便在混凝土浇筑前对内置部件进行侧面铣削并在涂漆前进行遮蔽。双组分环氧树脂涂层坚固，但与钢部件一样，它不能永久抵抗碎屑的冲击。如果这里有重负荷，需要不锈钢衬里。如果在图纸中用A、B和C区域标记所需的油漆质量，有助于优化成本。来自柜体制造商的样品板有助于避免柜体和机床床身可见部分之间的颜色和结构差异。

铭牌的位置为b到h=70 x 50mm，应在图纸上定义。铭文可以根据您的需要进行调整。如果您提供一个正模型，例如通过3D打印，我们可以在模具制造过程中集成它，使您的机器部件独一无二。

图纸应一目了然地显示组件的长度、宽度、高度和重量——无需额外计算。此外，还必须指定所需的钢材等级，如不锈钢、黑钢或铸铁。您还有其他问题吗？请给我发电子邮件或打电话，我很乐意为您提供更多信息。

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