CN107382141A - 一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法 - Google Patents

一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法，通过将废弃玻璃片、玻璃碎沙作为骨料，玻璃粉、硅石粉、氧化铝粉混合作为粉料，骨料加温到80℃，加入搅拌机中，再添加粉料，搅拌均匀后固化剂混合溶液，再次搅拌均匀，最后按重量份加入1份碳纤维、1份玄武岩纤维将搅拌机密封后进行抽真空，再次搅拌得到混合物料；将混合物料真空抽注入到机床床身模具内，自然固化，然后脱模，进行二次回火固化，最后进行机械加工，即可制成所需的机床床身。本方法铸造的机床床身利用废弃玻璃为原料，解决废弃玻璃随意丢弃、难以回收等问题，达到变废为宝的目的。

Description

一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法
技术领域
本发明属于机床床身的铸造领域，尤其涉及了一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法。
背景技术
机床是指制造机器的机器，亦称工作母机或工具机，习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工，因此对机床床身的稳固性等特征有严格的要求。
目前，市面上大部分机床床身的材料主要是采用铸铁来进行制作，但是，采用铸铁制备机床床身存在工艺复杂，模具费用昂贵，生产周期长，产品的精度差，加工余量大，表面质量差，减震性差、热膨胀系数大等问题。因此，也有部分采用混凝土做机床床身，近几年，由于我国机加工行业对机床的静动态性能有较高要求，使传统的机床结构材料的性能不能满足要求，同时，由于金属材料的制造成本较高，从已公开的资料可知，能够制作出优良的并在实际应用中具有较长使用寿命的产品非常欠缺。目前树脂混凝土做机床基础件使用中最常见的问题是易产生开裂、断裂，影响机床的机加工性能；产品强度较低，脆性大，在较大重量的撞击下易出现破碎；在南方地区高温高湿环境下使用易发生变形等。
玻璃被广泛应用于建筑物、日常生活用品等场所，玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的，玻璃一旦破碎，往往只能丢弃，鲜有回收价值，而玻璃由于其结构相对稳定，无法自然降解，随意丢弃又极容易造成环卫工人被割伤的事故，不仅危害人们身体安全，而且造成大量的资源浪费，我司经过多年的研发，提出利用废弃玻璃铸造机床床身的办法并研发成功。
发明内容
本发明提出一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法，利用该方法铸造的机床床身具有高稳定性、抗振性能好、热膨胀系数低、抗拉和抗压能力强等优点的机床床身，本发明采用废弃玻璃为原料，实现资源可循环利用，达到变废为宝的目的。
本发明技术方案如下：
一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法，包括以下步骤：
一、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃玻璃片，按重量份取70-75份备用；
二、按重量份取上述的废弃玻璃片30-35份放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的玻璃碎沙；
三、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30-100目的玻璃粉，按重量份取8-10份备用；
四、按重量份取7-10份环氧树脂加入环氧树脂稀释剂混合成溶液，然后按重量份加入1.75-2.5份固化剂和1铋或锑混合制成混合溶液备用；
五、按重量份取8-15份玻璃粉、8-10份硅石粉、0-10份氧化铝粉搅拌均为作为粉料；
六、将步骤一制得的废弃玻璃片和步骤二制得的玻璃碎沙混合加温到80℃，然后加入搅拌机中，再添加粉料，启动搅拌机，待充分混合搅拌均匀后，再加入步骤四得到的混合溶液，再次搅拌均匀，最后按重量份加入1份碳纤维、1份玄武岩纤维，将搅拌机密封后进行抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5-10分钟，得到混合物料；
七、将上述混合物料真空抽注入到机床床身模具内，常温下自然固化72小时，然后脱模，脱模后继续固化72小时后进行机械加工，即可值得机床床身。
八、将上述混合物料真空抽注到机床床身模具内，常温下自然固化48-72小时，然后脱模，脱模后制得机床床身初坯；
九、将机床床身初坯进行二次回火固化：二次回火固化过程包括先从常温加热到50℃，维持3小时，然后从50℃加温到80℃，维持3小时，再从80℃加温到120℃维持3小时，最后自然回温到常温，放置10小时；制得初始机床床身；
十、将上述制得的初始机床床身进行机械加工，即可制成所需的机床床身。
进一步的，将取得的玻璃粉和硅石粉、氧化铝粉置入静电设备中，使得玻璃粉、硅石粉和氧化铝粉带有电荷，并且极性相同。
再进一步的，将碳纤维、玄武岩纤维置入静电设备中，使碳纤维和玄武岩纤维带有电荷，并且极性与玻璃粉、硅石粉、氧化铝粉带有电荷的极性相反。
和现有技术相比，采用本发明所述的方法铸造机床床身能够极大的提高机床性能，而且实现资源回收利用，降低机床床身的铸造成本，促进资源可持续发展，具有重大意义。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法，包括以下步骤：
一、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃玻璃片，按重量份取75份备用；
二、按重量份取上述的废弃玻璃片35份放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的玻璃碎沙；
三、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30-100目的玻璃粉；
四、按重量份取7份环氧树脂加入环氧树脂稀释剂混合成溶液，然后按重量份加入1.75份固化剂和1铋混合制成混合溶液备用；
五、按重量份取8份玻璃粉、10份硅石粉搅拌均为作为粉料；
六、将步骤一制得的废弃玻璃片和步骤二制得的玻璃碎沙混合加温到80℃，然后加入搅拌机中，再添加粉料，启动搅拌机，待充分混合搅拌均匀后，再加入步骤四得到的混合溶液，再次搅拌均匀，最后按重量份加入1份碳纤维、1份玄武岩纤维，将搅拌机密封后进行抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5-10分钟，得到混合物料；
七、将上述混合物料真空抽注入到机床床身模具内，常温下自然固化72小时，然后脱模，脱模后继续固化72小时后进行机械加工，即可值得机床床身。
八、将上述混合物料真空抽注到机床床身模具内，常温下自然固化48-72小时，然后脱模，脱模后制得机床床身初坯；
九、将机床床身初坯进行二次回火固化：二次回火固化过程包括先从常温加热到50℃，维持3小时，然后从50℃加温到80℃，维持3小时，再从80℃加温到120℃维持3小时，最后自然回温到常温，放置10小时；制得初始机床床身；
十、将上述制得的初始机床床身进行机械加工，即可制成所需的机床床身。
本实施例中，所述硅石粉为500粉末。所述碳纤维和玄武岩纤维为长度35～150mm的短纤维。所述固化剂为改性酚醛胺固化剂。本实施例中，将取得的玻璃粉和硅石粉、氧化铝粉置入静电设备中，使得玻璃粉、硅石粉和氧化铝粉带有电荷，并且极性相同。将碳纤维、玄武岩纤维置入静电设备中，使碳纤维和玄武岩纤维带有电荷，并且极性与玻璃粉、硅石粉、氧化铝粉带有电荷的极性相反。
本实施例中，将按照上述方法铸造的多批次机床床身进行测试，结果如下表：
表一、实施例一机床床身性能测试参数
二、抗震性分析
采用本发明方法铸造的机床床身和传统铸铁机床床身，采用地面固定，通过床身的模态分析，可以得出以下结果：
表2铸铁床身模态分析结果（该结果引用于《机械设计与制造》第12期《高速车床花岗岩与铸铁床身动静态性能的分析》一文。）
表二、铸铁床身抗振性分析
阶次 1 2 3 4 5
频率（Hz） 242.32 304.06 373.35 542.7 585.53
总变形（mm） 1．86 1.54 1.97 2.20 2.60
X向变形（mm） 0.49 1.26 0.84 0.89 1.62
Y向变形（mm） 1.80 0.31 1.88 1.46 2.08
Z向变形（mm） 0.48 0.36 0.62 1.72 1.70
为直观对比，我司将频率调整为与上述表格频率一致，对本发明的机床床身进行测试，结果如下表：
表三、实施例一抗振性分析
阶次 1 2 3 4 5
频率（Hz） 242.32 304.06 373.35 542.7 585.53
X向变形（mm） 0.47 1.25 0.82 0.88 1.61
Y向变形（mm） 1.76 0.32 1.85 1.47 2.10
Z向变形（mm） 0.43 0.33 0.60 1.68 1.61
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：
步骤一，将回收的部分废弃玻璃放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃玻璃片，按重量份取70份备用；
步骤二、按重量份取上述的废弃玻璃片30份放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的玻璃碎沙；
步骤三，将回收的部分废弃玻璃放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30-100目的玻璃粉，按重量份取10份备用；
步骤四、取10份环氧树脂加入环氧树脂稀释剂混合成溶液，然后按重量份加入2. 5份固化剂和1锑混合制成混合溶液备用；
步骤五、按重量份取8份玻璃粉、8份硅石粉、10份氧化铝粉搅拌均为作为粉料；所述氧化铝粉为200-300目粉末。
其余步骤与实施例一一致。
本实施例中，将按照上述方法铸造的多批次机床床身进行测试，结果如下表：
表四、实施例二机床床身性能测试参数
表五、实施例二抗震性分析
阶次 1 2 3 4 5
频率（Hz） 242.32 304.06 373.35 542.7 585.53
X向变形（mm） 0.46 1.28 0.86 0.88 1.60
Y向变形（mm） 1.81 0.30 1.86 1.46 1.99
Z向变形（mm） 0.47 0.34 0.58 1.71 1.60
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃玻璃片，按重量份取70-75份备用；
二、按重量份取上述的废弃玻璃片30-35份放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的玻璃碎沙；
三、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30-100目的玻璃粉，按重量份取8-10份备用；
四、按重量份取7-10份环氧树脂加入环氧树脂稀释剂混合成溶液，然后按重量份加入1.75-2.5份固化剂和1铋或锑混合制成混合溶液备用；
五、按重量份取8-15份玻璃粉、8-10份硅石粉、0-10份氧化铝粉搅拌均为作为粉料；
六、将步骤一制得的废弃玻璃片和步骤二制得的玻璃碎沙混合加温到80℃，然后加入搅拌机中，再添加粉料，启动搅拌机，待充分混合搅拌均匀后，再加入步骤四得到的混合溶液，再次搅拌均匀，最后按重量份加入1份碳纤维、1份玄武岩纤维，将搅拌机密封后进行抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5-10分钟，得到混合物料；
七、将上述混合物料真空抽注入到机床床身模具内，常温下自然固化72小时，然后脱模，脱模后继续固化72小时后进行机械加工，即可值得机床床身；
八、将上述混合物料真空抽注到机床床身模具内，常温下自然固化48-72小时，然后脱模，脱模后制得机床床身初坯；
九、将机床床身初坯进行二次回火固化：二次回火固化过程包括先从常温加热到50℃，维持3小时，然后从50℃加温到80℃，维持3小时，再从80℃加温到120℃维持3小时，最后自然回温到常温，放置10小时；制得初始机床床身；
十、将上述制得的初始机床床身进行机械加工，即可制成所需的机床床身。
2.如权利要求1所述的一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法，其特征在于：将取得的玻璃粉和硅石粉、氧化铝粉置入静电设备中，使得玻璃粉、硅石粉和氧化铝粉带有电荷，并且极性相同。
3.如权利要求2所述的一种利用废弃玻璃铸造机床床身的方法，其特征在于：将碳纤维、玄武岩纤维置入静电设备中，使碳纤维和玄武岩纤维带有电荷，并且极性与玻璃粉、硅石粉、氧化铝粉带有电荷的极性相反。
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