TWI754395B - 工具機的支撐構件 - Google Patents

Abstract

一種工具機的支撐構件，包含金屬模壁及主體。金屬模壁由金屬板件製成，並具有形成圍束空間的圍壁部。主體由水泥基質材料於圍束空間固化成形並與金屬模壁結合固定。支撐構件能因水泥基質材料製成的主體具有良好力學特性、低滲透性、低熱傳導性、減震性及耐久性等特性，能滿足工具機須具備高機械性能與穩定性之需求。而且金屬模壁能提升主體之抗變形能力並可作為保護層，以防止外在有害物質直接侵入主體，而能延長支撐構件的使用壽命。由於支撐構件的製作材料較容易取得且較容易施作，能大幅降低製造成本，且生產過程對環境危害較低，較為環保。

Description

工具機的支撐構件

本發明是有關於一種支撐構件，特別是指一種工具機的支撐構件。

一般工具機的機床或機身等用以支撐加工機具的支撐構件，主要由鑄鐵材料或鋼鐵材料焊接製造而成，雖然鑄鐵材料或鋼鐵材料製成的支撐構件有良好的力學性能，但是動剛性或抗振性，以及熱穩定性不佳，容易影響工具機的加工精度與穩定性，導致加工的工件良率不佳，亦不利工具機大量加工工件。尤其以鑄鐵材料製作的支撐構件，在製作過程中，需要先開模再澆鑄成形，鑄造時需將金屬材料熔融，熔融溫度高達攝氏千度以上，無法依據需求預先在模具內設置緊固件、線纜、管路與傳感器等；在澆鑄成形及脫模後，鑄鐵製的支撐構件內存在殘留應力，須再藉由熱處理方式將應力消除，才能使鑄件安定化，以維持機械加工過程所需精度與使用性能，而熱處理耗能高、碳排放量大，會影響環境。此外，鑄鐵製的支撐構件經長時間因承受冷熱或加工振動影響，易可能造 成內應力的改變而有發生變形的情況，須透過維修、校正方式處置。

為了改善鑄鐵製的支撐構件的缺點，目前有使用人造石製作工具機的支撐構件。人造石具有良好之振動阻尼性、耐腐蝕性、耐磨性、低滲透性與熱穩定性，然而，由於人造石主要以合成樹脂作為膠結料主體混合礦石製成，在成形時受樹脂與固化劑之比例影響大，作業時間調節較不彈性，若澆鑄延遲易有冷縫生成造成弱面，會破壞支撐構件結構的整體性。而且，要清除拌和礦石與樹脂及固化劑的設備中的固化殘留物較為麻煩，通常須採用溶劑清潔亦不環保。再者，形成人造石之原料中，合成樹脂之揮發性氣體、固化劑部份化學成分(如MDA、TDI等)中所含有之致癌物質，對於長期接觸之工作人員會有影響健康的危害性。

因此，本發明之一目的，即在提供一種可以解決前述問題的工具機的支撐構件。

於是，本發明工具機的支撐構件在一些實施態樣中，是包含一金屬模壁及一主體。該金屬模壁由金屬板件製成，並具有一形成圍束空間的圍壁部。該主體由水泥基質材料於該圍束空間固化成形並與該金屬模壁結合固定。

在一些實施態樣中，該金屬模壁還具有一連接該圍壁部的底壁部。

在一些實施態樣中，該金屬模壁還具有一連接該圍壁部且與該底壁部相對的頂壁部。

在一些實施態樣中，該金屬模壁還具有一連接該圍壁部的頂壁部。

在一些實施態樣中，該支撐構件還包含埋設於該主體的至少一功能件

本發明具有以下功效：該支撐構件能因水泥基質材料製的主體具有良好力學特性、低滲透性、低熱傳導性、減震性及耐久性等特性，能滿足工具機須具備高機械性能與穩定性之需求。而且該金屬模壁能提供該主體一圍束應力，能提升該主體之抗變形能力，並可作為該主體外在保護層，防止外在有害物質直接侵入該主體，而能延長該支撐構件的使用壽命。由於該支撐構件的製作材料較容易取得且較容易施作，製造成本約為鑄鐵製的支撐構件及人造石製的支撐構件的1/2~1/3，能大幅降低製造成本，且生產過程對環境危害較低，較為環保。

100:工具機

1:支撐構件

1’:支撐構件

11:金屬模壁

11’:金屬模壁

111:底壁部

112:圍壁部

113:頂壁部

114:圍束空間

12:主體

12’:主體

13:功能件

14:功能件

15:功能件

16:功能件

2:加工機具

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明工具機的支撐構件的第一實施例的一立體示意 圖；圖2是沿圖1中的II-II直線索取的一剖面示意圖；圖3是本發明工具機的支撐構件的第二實施例的一剖面示意圖；圖4是本發明工具機的支撐構件的第三實施例的一立體示意圖；圖5是沿圖4中的V-V直線索取的一剖面示意圖；圖6是本發明工具機的支撐構件的第四實施例的一立體示意圖；圖7是沿圖6中的VII-VII直線索取的一剖面示意圖；及圖8是本發明工具機的支撐構件的第五實施例的一剖面示意圖。

參閱圖1與圖2，本發明工具機的支撐構件1之一第一實施例，適用於安裝一加工機具2以形成一工具機100。該支撐構件1包含一金屬模壁11及一主體12。

在本實施例中，該支撐構件1做為該加工機具2的基座以支撐及固定該加工機具2。該金屬模壁11由金屬板件製成，並具有一形成圍束空間114的圍壁部112。該主體12由水泥基質材料於 該圍束空間114固化成形並與該金屬模壁11結合固定。水泥基質材料是以水泥為膠結基質的材料，可以是僅有水泥材料，也可以添加粒料、摻料等。在本實施例中，水泥基質材料採用水硬性矽酸鹽類水泥，金屬板件可採用例如不鏽鋼或碳鋼，但不以此為限。

在本實施例中，該金屬模壁11還具有一連接該圍壁部112的底壁部111，及一連接該圍壁部112且與該底壁部111相對的頂壁部113。在變化的實施例，該金屬模壁11可以只有圍壁部112；或者該金屬模壁11可以只有底壁部111和圍壁部112；或者該金屬模壁11可以只有圍壁部112和頂壁部113，可以依據使用需求調整。若該金屬模壁11未設置底壁部111，則可採用能在水泥基質材料固化後拆離的一般模板替代底壁部111，以供圍壁部112放置其上，待注入圍壁部112內的水泥基質材料固化後，再拆除模板，以節省金屬板件的用料。

在本實施例中，該主體12是由水泥基質材料在該金屬模壁11內固化成形，使得該金屬模壁11附著於水泥基質製成的該主體12外層，藉此使該支撐構件1能因水泥基質製的主體12具有良好力學特性、低滲透性、低熱傳導性、減震性及耐久性等特性，能滿足工具機100須具備高機械性能與穩定性之需求，同時能確保加工精度。而且該金屬模壁11能提供該主體12一圍束應力，並能提升該主體12之抗變形能力，及作為該主體12外在保護層，防止外 在有害物質直接侵入主體12，而能延長該支撐構件1的使用壽命。此外，該主體12成形後，無須再透過熱處理等加工程序，即能具有良好的熱穩定性及吸震能力。該金屬模壁11可直接作為成形該主體12的模型板件，不需要再額外開模，且能隨需求作改變，增加靈活性。而且，可以依據使用需求預先在該金屬模壁11內設置緊固件、預埋管與傳感器等功能件(請參考下述第二、五實施例)或在該金屬模壁11預留設置結合該加工機具2的位置，提高整合性與便利性。例如，在本實施例中，該圍壁部112相對兩側靠近該底壁部111處設有多個避讓凹部115且對應每一個避讓凹部115設有一貫穿該圍壁部112與該底壁部111的穿孔116，以供設置例如螺栓之緊固件(未圖示)，用以將該支撐構件1固定於地面。

由於該支撐構件1的製作材料較容易取得且較容易施作，製造成本約為鑄鐵製的支撐構件及人造石製的支撐構件的1/2~1/3，能大幅降低製造成本，且生產過程對環境危害較低，較為環保。

參閱圖3，本發明工具機的支撐構件1之第二實施例與第一實施例大致相同，但是在第二實施例中，該支撐構件1還包含多個埋設於該主體12的功能件13、14、15。在第二實施例中，功能件13為螺母形式的緊固件，可供螺栓鎖固；功能件14為軌道，可供加工機具對應的構件沿軌道移動；功能件15為預埋管，可供設 置加工機具的線纜或做為例如排放切削液的流體管路。功能件可以依據使用需求選用適當的物件，在該主體12成形之前先預固定在該金屬模壁11內，再於該金屬模壁11內注入水泥基質材料，待水泥基質材料固化後，即可將功能件13、14、15埋設於該主體12。

參閱圖4與圖5，本發明工具機的支撐構件1之第三實施例與第一實施例大致相同，但是在第三實施例還組合另一形狀的支撐構件1’，以共同組成一工具機的機身。換言之，在變化的實施態樣，用於同一工具機的支撐構件可以為多個，可依據使用需求將不同形式的支撐構件組合成一體的支撐結構，以供支撐及固定不同的加工機具。在第三實施例中，該支撐構件1’同樣具有一金屬模壁11’及一由水泥基質材料在該金屬模壁11’內固化成形的主體12’。

參閱圖6與圖7，本發明工具機的支撐構件1之第四實施例與第一實施例的形狀不同，但是同樣具有金屬模壁11及由水泥基質材料在該金屬模壁11內固化成形的主體12。

參閱圖8，本發明工具機的支撐構件1之第五實施例與第四實施例大致相同，但是在第五實施例中，該支撐構件1還包含多個埋設於該主體12的功能件13、15、16。與第二實施例相同地，功能件13為螺母形式的緊固件，可供螺栓鎖固；功能件15為預埋管，可供設置加工機具的線纜或做為例如排放切削液的流體管路；功能件16為預埋板件，可供加工機具焊接。

由前述實施例可知，支撐構件的形狀可以依據使用需求調整，以配合不同的加工機具，且同一工具機可以採用一個以上的支撐構件組合成一體，以降低成形的難度。而且，支撐構件可以埋設功能件，提高整合性與便利性。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:基座

11:金屬模壁

111:底壁部

112:圍壁部

113:頂壁部

114:圍束空間

12:主體

2:加工機具

Claims (4)

1. 一種工具機的支撐構件，適用於安裝一加工機具以形成一工具機，該支撐構件包含：一金屬模壁，由金屬板件製成，並具有一形成圍束空間的圍壁部；一主體，由水泥基質材料於該圍束空間固化成形並與該金屬模壁結合固定；及至少一功能件，埋設於該主體，以配合該加工機具使用。
2. 如請求項1所述工具機的支撐構件，其中，該金屬模壁還具有一連接該圍壁部的底壁部。
3. 如請求項2所述工具機的支撐構件，其中，該金屬模壁還具有一連接該圍壁部且與該底壁部相對的頂壁部。
4. 如請求項1所述工具機的支撐構件，其中，該金屬模壁還具有一連接該圍壁部的頂壁部。

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