Valet av material för Maskinverktygsgjutningar påverkar direkt dess mekaniska egenskaper, såsom styrka, vibrationsdämpning och termisk stabilitet. Grå gjutjärn används ofta på grund av dess utmärkta dämpningsegenskaper och kostnadseffektivitet, medan duktilt järn erbjuder förbättrad styrka och slagmotstånd. Fördelningen av materialtjockleken inom gjutningen måste optimeras för att balansera vikt och strukturell integritet. Överdriven tjocklek i vissa områden kan leda till ojämn kylning under gjutning, vilket ökar risken för återstående spänningar, medan otillräcklig tjocklek kan orsaka deformation under belastning.
Införlivandet av revben och krossar i gjutdesignen förbättrar signifikant styvhet genom att öka tröghetsmomentet utan att drastiskt öka vikten. Korrekt ribbplacering förhindrar överdriven avböjning under tunga belastningar och distribuerar stress jämnare i hela strukturen. Förstärkning i kritiska områden, såsom runt monteringspunkter och bärande sektioner, minskar lokala stresskoncentrationer och förlänger komponentens livslängd. Avståndet, orienteringen och tjockleken på revbenen måste noggrant konstrueras för att ge optimalt stöd samtidigt som gjutfel minimerar såsom krympning eller porositet.
Massan på ett maskinverktygsgjutning bidrar till dess förmåga att absorbera och sprida vibrationer som genereras under bearbetning. En väl utformad gjutning säkerställer att massan fördelas på ett sätt som maximerar dämpningseffektiviteten samtidigt som man förhindrar onödig vikt som kan öka materiella kostnader och hantering av komplexitet. Användningen av gjutjärn, särskilt kvaliteter med högt grafitinnehåll, förbättrar ytterligare dämpningsegenskaper, minskar prat och förbättrar bearbetningsprecision.
Gjutningens övergripande geometri spelar en avgörande roll för att bestämma dess bärande kapacitet och förmåga att motstå deformation. Släta övergångar mellan sektioner, användningen av filéer i hörnen och undvikande av skarpa kanter hjälper till att minska spänningskoncentrationer som kan leda till för tidigt fel. Finite elementanalys (FEA) används ofta under designfasen för att simulera spänningsfördelning under olika belastningsförhållanden, vilket möjliggör optimering av geometri för att säkerställa enhetlig bärande prestanda. En välkonstruerad form förbättrar inte bara mekanisk styrka utan underlättar också effektivare tillverknings- och bearbetningsprocesser.
Maskinverktygsgjutningar måste utformas med korrekt belägna och förstärkta monteringspunkter för att säkerställa stabil installation och optimal belastningsfördelning. Monteringsytor bör vara inriktade på att uppnå korrekt inriktning, vilket minskar risken för felinriktning som kan leda till ojämn stressfördelning. Förstärkta sektioner runt bultade anslutningar och gränssnittspunkter hjälper till att förhindra deformation eller lossning över tid. Konstruktionen bör också stå för enkel installation, vilket möjliggör säker fästning samtidigt som den övergripande strukturen upprätthålls.
Vissa avancerade maskinverktygsgjutningar innehåller ihåliga sektioner eller bikakestrukturer för att uppnå en balans mellan viktminskning och strukturell styrka. Dessa konstruktioner möjliggör materialbesparingar utan att kompromissa med styvhet, förbättra dynamisk prestanda genom att minska trögheten samtidigt som hög resistens håller hög motstånd. Isåliga strukturer måste vara noggrant konstruerade för att förhindra inre defekter, såsom fångade gaser eller porositet, vilket kan försvaga den totala gjutningen. Detta tillvägagångssätt är särskilt fördelaktigt i applikationer där minskad vikt förbättrar den operativa effektiviteten och maskinens lyhördhet.
Temperaturfluktuationer kan orsaka expansion och sammandragning av maskinverktygsgjutning, vilket leder till dimensionella förändringar som påverkar bearbetningsnoggrannheten. Konstruktionen måste innehålla symmetriska former och balanserad materialfördelning för att minimera termisk distorsion. Stressavlastningsvärmebehandlingar kan tillämpas efter gjutning för att minska interna spänningar som kan leda till vridning över tid. Valet av material med låga värmeutvidgningskoefficienter, tillsammans med designöverväganden som kylkanaler eller expansionsfogar, hjälper till att upprätthålla långvarig stabilitet under varierande termiska tillstånd.