CN101913192A - 一种混凝土机床床身结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土机床床身结构及其制造方法，所述的机床床身结构由两种材料复合构建，其内核材料为硅酸盐水泥钢纤维混凝土，其表层材料为环氧树脂混凝土，所述的两种材料之间的粘结面为梯形齿状表面。所述的方法包括：先将配制好的硅酸盐水泥钢纤维混凝土浇注到内核模具中；在表层模具中固定预埋件；将内核放入表层模具中，浇注环氧树脂混凝土；粘接固化养生。本发明综合利用适于作机床床身材料的环氧树脂混凝土的优良性能和硅酸盐水泥钢纤维混凝土的来源丰富及价格优点，将它们复合在一起构造机床床身，使制造出来的机床床身在性能方面等同或近于环氧树脂混凝土制造的机床床身，在成本上远低于树脂混凝土及铸铁制造的机床床身。

Description

一种混凝土机床床身结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种机床床身的制造技术，特别是一种混凝土机床床身结构及其制造方法。

背景技术

机床床身是影响机床的静、动态特性的重要零件，目前存在的大多数机床床身是由铸铁材料制造而成，尽管铸铁材料的阻尼系数比碳钢大，且较容易成型，但其动刚度或抗振性不够理想。另外，铸铁资源日渐匮乏，其制造过程消耗许多能源并且产生许多对环境的污染物，从长远来看不符合绿色制造和发展低碳经济的要求。因此，人们开始采用硅酸盐水泥钢纤维混凝土来制造机床床身，虽然它的弹性模量和抗拉强度只有铸铁的1/4～1/5，但它的抗振能力却是铸铁的6～8倍，热稳定性也较好，且资源丰富，价格便宜，但是因为其材料表面不耐切削液的腐蚀而没办法得到应用。采用合成树脂为唯一胶结材料、以砂石为集料制备的环氧树脂混凝土机床床身结构，除了具有硅酸盐水泥钢纤维混凝土在动态特性和热稳定性方面的优点外，还具有优良的耐腐蚀性，从性能方面来说，它是一种用于机床床身的理想材料，但是其价格昂贵，不利于广泛应用，故目前无法得到普及推广。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种既具有环氧树脂混凝土在动态特性、热稳定性和耐腐蚀性方面的优点，又造价低廉易于推广的混凝土机床床身结构及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种混凝土机床床身结构，包括硅酸盐水泥钢纤维混凝土内核和环氧树脂混凝土表层，所述的硅酸盐水泥钢纤维混凝土内核和环氧树脂混凝土表层之间的粘结面为梯形齿状表面。

本发明所述的环氧树脂混凝土表层的厚度为6-8mm。

一种混凝土机床床身结构的制造方法，包括以下步骤：

A、按照机床床身任务书设计制造床身内核模具和床身表层模具；

B、先将钢纤维与水泥及骨料干式搅拌，然后根据混凝土配制手册加入水和减水剂，配制硅酸盐水泥钢纤维混凝土；

C、把配制好的混凝土浇注到内核模具中；

D、在环境温度20～30℃和湿度70％～95％的条件下固化12小时，脱模后将内核放置于环境温度20～30℃、湿度70％～95％和不受强光照射的条件下21～28日进行时效养生；

E、在表层模具中固定预埋件；

F、根据混凝土配制手册配制环氧树脂混凝土；

G、将内核放入表层模具中，浇注环氧树脂混凝土；

H、在环境温度20～30℃和湿度70％～95％的条件下固化3～5小时，脱模后将床身结构放置于环境温度20～30℃、湿度70％～95％和不受强光照射的条件下48～72小时进行时效养生。

本发明所述的表层模具为钢制模具，内核模具为木制或者钢制模具。

本发明所述的环氧树脂混凝土的质量配比为：

环氧树脂  8％～9％；

稀释剂    1.6％～2％；

固化剂    0.4％～0.5％；

填料      16％～18％；

细砂      17％～20％；

粗砂      12％～15％；

碎石      40％～50％；

所述的固化剂是乙二胺，所述的填料是石英粉、碳酸钙粉，所述的细砂直径小于1.2mm，所述的粗砂直径为1.2～3.0mm，所述的碎石直径为3～6mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出将两种混凝土复合成形构造机床床身结构的方法，综合利用适于作机床床身结构材料的环氧树脂混凝土的优良性能和硅酸盐水泥钢纤维混凝土的来源丰富及价格优点，将它们复合在一起构造机床床身，使制造出来的机床床身在性能方面等同或接近于环氧树脂混凝土制造的机床床身，在成本上远低于环氧树脂混凝土及铸铁制造的机床床身。下面通过数据进行详细说明：

表1是三种材料机床床身的性能试验结果，从表中可见，本发明与环氧树脂混凝土机床床身结构的性能比较接近，在抗振性方面大大优于灰铸铁。

表1：三种材料机床床身性能的比较

由于本发明采用低价格的硅酸盐水泥钢纤维混凝土作为内核材料，采用高性能的环氧树脂混凝土作为表层材料，大大降低了机床床身的成本，提高了性价比。表2为以2009年下半年市场材料价格为参考计算出的三种机床床身的价格比较表。从表2中发现，如果在所要求刚度相同的条件下，比较三种材料机床床身的成本，本发明的机床床身会最低，灰铸铁HT300机床床身次之，环氧树脂混凝土机床床身结构最高。

表2：三种材料机床床身的成本比较

附图说明

本发明共有附图3张，其中：

图1是本发明机床床身结构的制造方法流程图。

图2是本发明机床床身结构示意图。

图3是本发明的机床床身结构的内核与表层结合面形状示意图。

图中：1、表层，2、内核。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图2和图3所示，一种混凝土机床床身结构，包括硅酸盐水泥钢纤维混凝土内核2和环氧树脂混凝土表层1，所述的硅酸盐水泥钢纤维混凝土内核2和环氧树脂混凝土表层1之间的粘结面为梯形齿状表面。所述的环氧树脂混凝土表层1的厚度为6-8mm。

如图1所示，一种混凝土机床床身结构的制造方法，包括以下步骤：

A、按照机床床身任务书设计制造床身内核模具和床身表层模具；

B、先将钢纤维与水泥及骨料干式搅拌，然后根据混凝土配制手册加入水和减水剂，配制硅酸盐水泥钢纤维混凝土；

C、把配制好的混凝土浇注到内核模具中；

D、在环境温度20～30℃和湿度70％～95％的条件下固化12小时，脱模后将内核2放置于环境温度20～30℃、湿度70％～95％和不受强光照射的条件下21～28日进行时效养生；

E、在表层模具中固定预埋件；

F、根据混凝土配制手册配制环氧树脂混凝土；

G、将内核2放入表层模具中，浇注环氧树脂混凝土；

H、在环境温度20～30℃和湿度70％～95％的条件下固化3～5小时，脱模后将床身结构放置于环境温度20～30℃、湿度70％～95％和不受强光照射的条件下48～72小时进行时效养生。

本发明所述的表层模具为钢制模具，内核模具为木制或者钢制模具。

本发明所述的环氧树脂混凝土的质量配比为：

环氧树脂  8％～9％；

稀释剂    1.6％～2％；

固化剂    0.4％～0.5％；

填料      16％～18％；

细砂      17％～20％；

粗砂      12％～15％；

碎石      40％～50％；

所述的固化剂是乙二胺，所述的填料是石英粉、碳酸钙粉，所述的细砂直径小于1.2mm，所述的粗砂直径为1.2～3.0mm，所述的碎石直径为3～6mm。

Claims (5)

1.一种混凝土机床床身结构，其特征在于：包括硅酸盐水泥钢纤维混凝土内核(2)和环氧树脂混凝土表层(1)，所述的硅酸盐水泥钢纤维混凝土内核(2)和环氧树脂混凝土表层(1)之间的粘结面为梯形齿状表面。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土机床床身结构，其特征在于：所述的环氧树脂混凝土表层(1)的厚度为6-8mm。

3.一种混凝土机床床身结构的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、按照机床床身任务书设计制造床身内核模具和床身表层模具；

B、先将钢纤维与水泥及骨料干式搅拌，然后根据混凝土配制手册加入水和减水剂，配制硅酸盐水泥钢纤维混凝土；

C、把配制好的混凝土浇注到内核模具中；

D、在环境温度20～30℃和湿度70％～95％的条件下固化12小时，脱模后将内核(2)放置于环境温度20～30℃、湿度70％～95％、不受强光照射的条件下21～28日进行时效养生；

E、在表层模具中固定预埋件；

F、根据混凝土配制手册配制环氧树脂混凝土；

G、将内核(2)放入表层模具中，浇注环氧树脂混凝土；

H、在环境温度20～30℃和湿度70％～95％的条件下固化3～5小时，脱模后将床身结构放置于环境温度20～30℃、湿度70％～95％、不受强光照射的条件下48～72小时进行时效养生。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土机床床身结构的制造方法，其特征在于：所述的表层模具为钢制模具，内核模具为木制或者钢制模具。

5.根据权利要求3所述的一种混凝土机床床身结构的制造方法，其特征在于：所述的环氧树脂混凝土的质量配比为：

环氧树脂  8％～9％；

稀释剂    1.6％～2％；

固化剂    0.4％～0.5％；

填料      16％～18％；

细砂      17％～20％；

粗砂    12％～15％；

碎石    40％～50％；

所述的固化剂是乙二胺，所述的填料是石英粉、碳酸钙粉，所述的细砂直径小于1.2mm，所述的粗砂直径为1.2～3.0mm，所述的碎石直径为3～6mm。

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