一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法技术

本发明专利技术提出一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法，包括以下步骤：陶瓷珠烧结、分选，陶瓷粉制备，环氧树脂稀释混合溶液制备，然后经过陶瓷珠加温、搅拌，添加陶瓷粉等粉料后搅拌，添加混合溶液搅拌，最后加入碳纤维和玄武岩纤纤维抽真空并搅拌制得混合物料，将混合物料真空抽注到机床床身模具内，常温下自然固化，然后脱模、脱模后制得机床床身初坯、机二次回火固化、机械加工。利用该方法铸造机床床身具有抗振性能高，形变系数低、抗压和抗拉性好、热膨胀系数低、高稳定性等特点，提高机床在加工过程的精度，降低加工成本，能够应用于各种高精密机床和医疗器械的应用，是机床床身铸造材料的一次重大革新，具有重大意义。

Method for casting high precision machine tool bed with ceramic bead

The invention provides a method for using ceramic beads casting high precision machine tool bed, which comprises the following steps: sintering, ceramic bead sorting, ceramic powder preparation, epoxy resin diluted mixed solution preparation, and then through the ceramic bead heating, stirring, adding ceramic powder powder after mixing, adding mixed solution stirring, finally adding carbon fiber and basalt fiber vacuum stirring and mixing material, the mixture is vacuum pumping and injection machine to mold, curing at room temperature, and then release and release prepared after the initial blank, machine tool bed machine two times tempering, solid machining. Casting machine with high vibration resistance by using this method, the deformation coefficient, low compressive strength and good tensile, thermal expansion coefficient of low and high stability, improve the machine tool in processing accuracy, reduce processing costs, the application can be used in various high precision machine tools and medical devices, is a major innovation of machine tool bed casting material, is of great significance.

【技术实现步骤摘要】
一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法
本专利技术属于机床床身铸造工艺，尤其涉及了一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法。
技术介绍
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。我司地处福建泉州，具有非常丰富的陶土资源，泉州市德化县更是著名的中国瓷都，陶瓷具有质地坚硬、细密、严禁、耐高温、耐腐蚀、不易形变等特点，陶瓷在生产、生活中应用越来越广泛，我司经过多年的研发，提出利用陶瓷珠铸造机床床身并研发成功。
技术实现思路
本专利技术提出一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法，利用该方法铸造机床床身具有稳定性高、抗拉、抗压、热膨胀系数低，能够适用于高精密机床、医疗器械的新型机床床身。能够应用于高精密机床、医疗器械的应用。本专利技术技术方案如下：一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法，包括以下步骤：一、根据陶瓷烧结工艺制造出若干成不规则的陶瓷珠，并分选出尺寸为3-5mm的小陶瓷珠、5-8mm的中陶瓷珠和8-13m的大陶瓷珠备用；二、将回收的废弃陶瓷经过破碎、球磨工艺磨成30-100目的陶瓷粉备用；三、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，加入1.75-2.5重量份固化剂，加入1份铋或锑混合搅拌均匀制得混合溶液备用；四、按重量份取陶瓷珠70-75份，加温到80℃，然后放入搅拌机内，再按重量份添加陶瓷粉5-10份、硅石粉5-10份、氧化铝粉0-10份，然后加入步骤三种制得的混合溶液，再次充分搅拌，最后按重量份加入碳纤维1份、玄武岩纤维1份然后将搅拌机密封抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5-10分钟，得到混合物料；五、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；六、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；七、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，所述固化剂为改性酚醛胺固化剂。进一步的，所述碳纤维和玄武岩纤维为长度35～150mm的短纤维。进一步的，所述硅石粉为500目粉末。进一步的，所述氧化铝粉为200-300目粉末。进一步的，陶瓷珠的形状包括球形、椭球形、方形、菱形、锥形、和不规则形状。本专利技术能够全面明显提升机床机械性能，利用该方法铸造机床床身具有抗振性能高，形变系数低、抗压和抗拉性好、热膨胀系数低、高稳定性等特点，提高机床在加工过程的精度，降低加工成本，能够应用于各种高精密机床和医疗器械的应用，是机床床身铸造材料的一次重大革新，具有重大意义。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例一一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法，包括以下步骤：一、根据陶瓷烧结工艺制造出若干成不规则的陶瓷珠，并分选出尺寸为3-5mm的小陶瓷珠、5-8mm的中陶瓷珠和8-13m的大陶瓷珠备用；二、将回收的废弃陶瓷经过破碎、球磨工艺磨成30-100目的陶瓷粉备用；三、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，加入1.75重量份固化剂，加入1份铋混合搅拌均匀制得混合溶液备用；四、按重量份取陶瓷珠70份，加温到80℃，然后放入搅拌机内，再按重量份添加陶瓷粉5份、硅石粉10份，然后加入步骤三种制得的混合溶液，再次充分搅拌，最后按重量份加入碳纤维1份、玄武岩纤维1份然后将搅拌机密封抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5-10分钟，得到混合物料；五、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；六、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；七、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，陶瓷珠的形状包括球形、椭球形、方形、菱形、锥形、和不规则形状。所述小陶瓷珠、中陶瓷珠和大陶瓷珠按重量比为1:1:1。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、抗震性分析对于本专利技术的机床床身和传统铸铁机床床身，采用地面固定，通过床身的抗振分析，可以得出以下结果：表二为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》）表二、铸铁床身抗振性分析阶次12345频率（Hz）242.32304.06373.35542.7585.53X向变形（mm）0.491.260.840.891.62Y向变形（mm）1.800.311.881.462.08Z向变形（mm）0.480.360.621.721.65为直观对比，我司将频率调整为与上述表格频率一致，对本专利技术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12345频率（Hz）242.32304.06373.35542.7585.53X向变形（mm）0.301.140.780.821.53Y向变形（mm）1.400.251.671.391.90Z向变形（mm）0.320.260.551.671.55实施例二本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：三、按重量份取10份环氧树脂加入环氧树脂稀释剂混合成溶液，加入2.5重量份固化剂，加入1份锑混合搅拌均匀制得混合溶液备用；四、按重量份取陶瓷珠75份，加温到80℃，然后放入搅拌机内，再按重量份添加陶瓷粉10份、硅石粉5份、氧化铝粉10份，然后加入步骤三种制得的混合溶液，再次充分搅拌，最后按重量份加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法，其特征在于，包括以下步骤：一、根据陶瓷烧结工艺制造出若干成不规则的陶瓷珠，并分选出尺寸为3‑5mm的小陶瓷珠、5‑8mm的中陶瓷珠和8‑13m的大陶瓷珠备用；二、将回收的废弃陶瓷经过破碎、球磨工艺磨成30‑100目的陶瓷粉备用；三、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，加入1.75‑2.5重量份固化剂，加入1份铋或锑混合搅拌均匀制得混合溶液备用；四、按重量份取陶瓷珠70‑75份，加温到80℃，然后放入搅拌机内，再按重量份添加陶瓷粉5‑10份、硅石粉5‑10份、氧化铝粉0‑10份，然后加入步骤三种制得的混合溶液，再次充分搅拌，最后按重量份加入碳纤维1份、玄武岩纤维1份然后将搅拌机密封抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5‑10分钟，得到混合物料；五、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；六、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；七、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。...

【技术特征摘要】
1.一种利用陶瓷珠铸造高精密机床床身的方法，其特征在于，包括以下步骤：一、根据陶瓷烧结工艺制造出若干成不规则的陶瓷珠，并分选出尺寸为3-5mm的小陶瓷珠、5-8mm的中陶瓷珠和8-13m的大陶瓷珠备用；二、将回收的废弃陶瓷经过破碎、球磨工艺磨成30-100目的陶瓷粉备用；三、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，加入1.75-2.5重量份固化剂，加入1份铋或锑混合搅拌均匀制得混合溶液备用；四、按重量份取陶瓷珠70-75份，加温到80℃，然后放入搅拌机内，再按重量份添加陶瓷粉5-10份、硅石粉5-10份、氧化铝粉0-10份，然后加入步骤三种制得的混合溶液，再次充分搅拌，最后按重量份加入碳纤维1份、玄武岩纤维1份然后将搅拌机密封抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5-10分钟，得到混合物料；五、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；六、将机床床...

【专利技术属性】
技术研发人员：何轸炎，
申请(专利权)人：福建省正丰数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35