专利名称：一种高缓冲性能的机床床身结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机床床身结构，特别是一种具有高缓冲性能的、用薄板焊接和环氧树脂混凝土复合而成的机床床身结构。
背景技术：
机床床身的缓冲特性是指在机床受到动载荷时的能量吸收特性，它是影响机床加工精度、加工速度、工具寿命的重要因素。高速或高精度机床，都需要床身具有优良的缓冲特性。目前，大多数机床床身都是由灰铸铁铸造而成的，部分床身由厚钢板焊接而成。前者缓冲性能较好，但制造过程复杂，能源消耗巨大；后者制造工艺相对简单，设计灵活性大，床身外型美观，但缓冲性能较差，且仍然耗费大量的钢材。因此，有必要采用新型材料，开发高缓冲性能的机床床身结构及其制造方法。为了提高机床床身的缓冲性能，很多学者着力于研究聚合物混凝土机床床身(如:徐平.钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能及损伤机理研究.辽宁工程技术大学博士学位论文，2005.11)，丁江民发明了一种用硅酸盐水泥钢纤维混凝土为内核，表层为环氧树脂混凝土的机床床身结构(申请公布号:CN101913192A)。较之铸铁床身，采用聚合物混凝土材料后，机床床身的缓冲性能得到极大改善，但其缺点是材料强度低，不能承受大的载荷，制造过程中需要复杂的模具，或对浇铸好的零件进行表面处理等。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种高缓冲性能的机床床身结构，保证箱体结构的强度和缓冲性能。本实用新型采取的技术方案为:一种高缓冲性能的机床床身结构，包括具有机床床身形状的箱体结构，箱体结构内的中间穿有外壁带叶片的管件，箱体结构由薄板焊接而成，箱体结构内设有筋板、角钢或钢筋对薄板之间进行连接加固，箱体结构内空余部分填充着环氧树脂混凝土。所述的管件为金属或非金属管件。所述的箱体结构的外形与所要求的机床床身外形一致。为了保证箱体结构的强度，使之在充填树脂混凝土时不产生扭曲和膨出，薄板之间通过筋板、角钢或钢筋进行连接固定，优先考虑将侧壁与底板进行连接。此筋板、角钢或钢筋同时也可提高树脂混凝土与箱体间的连接强度，保证床身在受到冲击或振动时，箱体与树脂混凝土不会脱开。为了减小树脂混凝土厚度太大，或因厚度不均匀可能造成的内应力，箱体结构中配置贯穿的金属或非金属管件，此管件也可以作为床身的穿线管、油路或水路。管件的外壁具有片状的叶片。这些叶片可以增强树脂混凝土与管件间的连接强度，也可增加树脂与固化剂反应时向管件的热传递。本实用新型机床床身结构不需要成型模具，所制造的机床床身的阻尼性能比单纯的厚钢板焊接结构提高10 15倍，比同样形状的铸铁结构提高5 10倍，床身强度比单纯的树脂混凝土床身高。由于可采用较薄的钢板，因而也可以节省钢材。同时，由于不需脱模，因此不必设置脱模斜度，床身结构美观。
图1是本实用新型机床床身结构未烧铸树脂混凝土时的不意图。图2是浇铸好的零件倒置后的示意图。其中:1.箱体结构；2.钢筋；3.筋板；4.管件；5.叶片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步描述。如图1所示，一种高缓冲性能的机床床身结构，包括具有机床床身形状的箱体结构1，箱体结构I内的中间穿有一根外壁带叶片5的管件4，箱体结构I由薄板焊接而成，箱体结构I内设有筋板3、角钢或钢筋2对薄板之间进行连接加固，箱体结构内空余部分填充着环氧树脂混凝土。管件为金属或非金属管件。箱体结构外形与所要求的机床床身外形一致。制备方法:将机床床身用薄板焊接成为箱体结构，在箱体结构内将侧壁与底板用筋板、角钢或钢筋进行加固连接，在箱体内中间放入一根外壁带叶片的管件，并固定在箱体上。往箱体结构中浇铸搅拌好的环氧树脂混凝土，并通过振动或捣实使其充满箱体，最后通过适当的保温和冷却，达到自然强度后即可使用。树脂混凝土由骨料和胶黏剂构成。在骨料中，粒径大于4.75mm的粗骨料含量为60 70%，以保证骨料的密实度和少的用胶量。优选的骨料级配是:粒径16mm 19mm的花岗石颗粒:占骨料总重量的5% ；粒径13.2mm 16mm的花岗石颗粒:占骨料总重量的10% ；粒径9.5mm 13mm的花岗石颗粒:占骨料总重量的15% ；粒径4.75mm 9.5mm的花岗石颗粒:占骨料总重量的35% ；粒径1.18mm 4.75mm的花岗石颗粒:占骨料总重量的20% ；粒径小于1.18mm的石英砂:占骨料总重量的15%。胶黏剂可采用双酚A环氧树脂与改性胺固化剂及少量增韧剂，一种可行的胶黏剂配方是:双酚A环氧树脂E-44:占胶黏剂总重量的22% ；双酚A环氧树脂E-51:占胶黏剂总重量的50%增韧剂DBP:占胶黏剂总重量的10% ；固化剂T31:占胶黏剂总重量的18%。在20°C 40°C环境中，将上述级配的骨料按比例称量并混合，然后一起充分搅拌均匀。将胶黏剂的各组份按上述配方比例称量并混合，然后充分搅拌均匀。用重量比为88份的骨料与12份的胶黏剂混合在一起，并充分搅拌，形成搅拌均匀的树脂混凝土。往箱体结构I中充填所配制的树脂混凝土，通过振动或捣实进行密实。[0034]由于大型箱体结构的充填过程需要一定时间，为了保证工作条件的稳定性，在充填过程中，往管件中通入20°C 40°C的循环水。管件外壁具有的叶片5，不仅可以增强管件与树脂混凝土间的连接强度，同时利于材料内部的反应热通过金属管件进行散热。通水3 5小时后，将工件移至60V 70°C的恒温室中，同时将循环水的水温也提高到60V 70°C，继续通水12小时，可以防止固化反应时的过度放热而影响材料的性能与尺寸。最后将工件自然冷却至室温，即可用于机床。
权利要求1.一种高缓冲性能的机床床身结构，其特征是，包括具有机床床身形状的箱体结构，箱体结构内的中间穿有外壁带叶片的管件，箱体结构由薄板焊接而成，箱体结构内设有筋板、角钢或钢筋对薄板之间进行连接加固，箱体结构内空余部分填充着环氧树脂混凝土。
2.根据权利要求1所述的一种高缓冲性能的机床床身结构，其特征是，所述的管件为金属或非金属管件。
专利摘要本实用新型涉及一种高缓冲性能的机床床身结构，包括具有机床床身形状的箱体结构，箱体结构内的中间穿有外壁带叶片的管件，箱体结构由薄板焊接而成，箱体结构内设有筯板、角钢或钢筯对薄板之间进行连接加固，箱体结构内空余部分填充着环氧树脂混凝土。本实用新型机床床身结构不需要成型模具，所制造的机床床身的阻尼性能比单纯的厚钢板焊接结构提高10～15倍，比同样形状的铸铁结构提高5～10倍，床身强度比单纯的树脂混凝土床身高。
文档编号B23Q1/01GK203019032SQ20122071662
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者季忠, 刘韧, 刘毅 申请人:山东大学