一种基于复合材料的机床床身及机床制造技术

本实用新型专利技术属于机床设备技术领域。为了解决混凝土与金属壳体发生剥离，使导轨直接失去稳定支撑而发生变形，从而影响机床稳定性和加工精度的问题，本实用新型专利技术公开了一种基于复合材料的机床床身。该机床床身包括箱体结构的壳体、位于壳体内部的混凝土结构以及导轨；壳体的上表面设有导轨孔，用于插装导轨；导轨由两个单轨组成，两个单轨的底部分别穿过两个导轨孔后位于壳体的内部，并且两个单轨的底部之间通过导轨连接件固定连接，单轨的底部以及导轨连接件同时与混凝土结构固定连接。本实用新型专利技术的机床床身由混凝土结构对导轨提供支撑固定，避免了混凝土与金属壳体发生剥离时导轨失去支撑而变形，从而影响机床的稳定性和加工精度的问题。

A machine bed and machine tool based on composite material

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合材料的机床床身及机床
本技术属于机床设备
，具体涉及一种基于复合材料的机床床身及机床。
技术介绍
机床床身是影响机床静态性能和动态性能的重要部件，在传统的机床床身中，大多采用的是铸铁材料制造，尽管铸铁材料具有成本低、铸造性能好、吸振、耐磨等优点，但由于其动态性能不足、热稳定性差，而导致采用铸铁材料的机床床身很难满足精密机床的高精加工要求。为了提高机床的热稳定性和动态刚性，近年来国内外积极开展使用混凝土材料替代传统材料制造机床床身的研究。其中，在申请号为201010247851.8、名称为“一种混凝土机床床身结构及其制造方法”的中国技术专利中，公开了一种使用硅酸盐水泥钢纤维混凝土和环氧树脂混凝土作为材料制备的混凝土机床床身。相比传统铸铁机床床身，采用聚合物混凝土材料后，机床床身的动静态刚度获得提高，并且阻尼性能和吸振性也得了较大改善。但是，由于混凝土材料的自身强度有限，导致整个机床床身无法承受较大的载荷，使整个机床的稳定性和耐久性较差。在申请号为201210563494.5、名称为“一种高缓冲性能的机床床身结构及其制备方法”的中国技术专利中，公开了一种外表为金属材料的箱体结构、内部为环氧树脂混凝土结构形式的机床床身，这样利用金属壳体与内部混凝土相结合的方式就大大提升了整个机床床身的结构强度和稳定性。然而，在机床使用中产生的振动载荷作用下，由于金属壳体与混凝土之间的自然结合能力有限，使得金属壳体与混凝土之间极易发生剥离，尤其是振动载荷较为明显的导轨区域，由于导轨通常是直接焊接固定在金属壳体的表面，这样当混凝土与金属壳体发生剥离时，就会在壳体与混凝土的接触位置出现间隙，使导轨失去稳定支撑而发生变形，从而影响机床的稳定性和加工精度。
技术实现思路
为了解决混凝土与金属壳体发生剥离，使导轨直接失去稳定支撑而发生变形，从而影响机床的稳定性和加工精度问题，本技术提出了一种基于复合材料的机床床身。该基于复合材料的机床床身，包括箱体结构的壳体、位于所述壳体内部的混凝土结构以及导轨；所述壳体的上表面设有导轨孔，用于插装所述导轨；所述导轨由两个单轨组成，两个单轨的底部分别穿过两个所述导轨孔后位于所述壳体的内部，并且两个单轨的底部之间通过导轨连接件固定连接，所述单轨的底部以及所述导轨连接件同时与所述混凝土结构固定连接。优选的，所述壳体的下表面设有混凝土孔，用于将所述壳体内部的混凝土结构引出并形成混凝土支腿。进一步优选的，所述壳体上设有多个均布的地脚螺栓孔，用于安装地脚螺栓。优选的，两个单轨与导轨连接件采用一体式铸件结构。优选的，两个单轨之间设有多个导轨连接件，并且多个导轨连接件依次沿所述单轨的长度方向分布。优选的，所述壳体内部设有多根结构加强件，并且固定在所述壳体的内表面之间。优选的，所述壳体的内表面设有T形栓钉。优选的，该机床床身还设有排屑槽，所述排屑槽位于所述导轨两侧。优选的，所述混凝土结构选用硅酸盐混凝土、轻骨料混凝土、树脂混凝土以及掺有增强纤维混凝土中任何一种或者几种的混合物。一种基于复合材料的机床，采用上述任意一项所述的机床床身。与现有结构形式的机床床身相比较，本技术基于复合材料的机床床身具有以下有益效果：1、在本技术的机床床身中，通过将导轨的底部延伸至壳体内部并且与壳体内部的混凝土结构进行直接固定连接，从而由混凝土结构对导轨直接提供有效支撑固定。这样，当机床长时间运行产生振动载荷导致金属壳体与内部混凝土结构之间出现剥离并引起金属壳体错位甚至失去混凝土结构支撑时，就可以借助混凝土结构对导轨的直接支撑，避免由于导轨单纯与金属壳体固定连接而，在壳体与混凝土之间出现间隙使导轨失去有效支撑而发生的偏移以及变形问题，从而保证金属壳体与内部混凝土结构之间出现剥离时还可以维持导轨的正常使用，进而避免导轨瞬间失去支撑或变形而造成整个机床设备和被加工产品的直接损坏问题，提高整个机床设备使用过程的稳定性和加工精度。2、在本技术中，通过借助多个导轨连接件将两个单轨固定连接为一个导轨整体，并且将所有导轨连接件同时固定在混凝土结构中。这样，就可以大大增加导轨与混凝土结构的接触面积，提高导轨与混凝土结构之间的连接牢固性。3、在本技术中，通过在壳体内部设置栓钉和结构加强件并将其全部固定在混凝土结构中，从而提高壳体与混凝土结构之间的连接牢固性，提高整个机床床身抵抗混凝土与金属壳体发生剥离的能力，保证机床床身的结构稳定性。4、在本技术中，通过在壳体底部设置混凝土孔，从而将壳体内部的混凝土结构引出至壳体外部形成混凝土支腿，此时整个机床床身就可以同时由混凝土支腿和壳体共同提供支撑。这样，在金属壳体与混凝土结构之间发生剥离而产生相对移动时，借助混凝土支腿与地面的直接接触就可以降低甚至消除混凝土结构的位移幅度，从而对导轨提供持续稳定的支撑固定，进一步提高该机床设备使用过程的安全可靠性和加工精度。附图说明图1为本实施例中基于复合材料的机床床身的截面示意图；图2为本实施例中壳体的外形结构示意图；图3为图1所示截面示意图的正视图；图4为本实施例中工作台导轨与导轨连接件连接的外形结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的技术方案进行详细介绍。结合图1至图4所示，本实施例基于复合材料的机床床身，包括金属箱体结构的壳体1、位于壳体1内部的混凝土结构2以及工作台导轨31和立柱导轨32。壳体1的上表面分别设有用于插装工作台导轨31的工作台导轨孔12和用于插装立柱导轨32的立柱导轨孔13，同时，工作台导轨31由两个平行设置的工作台单轨311组成，立柱导轨32由两个平行设置的立柱单轨321组成。两个工作台单轨311的底部穿过两个工作台导轨孔12后伸入至壳体1的内部，并且两个工作台单轨311的底部之间通过导轨连接件33固定连接，两个工作台单轨311的底部和导轨连接件33同时与混凝土结构2固定连接。两个立柱单轨321的底部穿过两个立柱导轨孔13后伸入至壳体1的内部，并且两个立柱单轨321的底部之间通过导轨连接件33固定连接，两个立柱单轨321的底部和导轨连接件33同时与混凝土结构2固定连接。在本实施例中，混凝土结构选用掺有增强纤维的混凝土形成，以提高混凝土结构的自身结构强度。同样，在其他实施例中，根据对混凝土结构和材质的性能要求，既可以选用硅酸盐混凝土、轻骨料混凝土或树脂混凝土中任何一种或几种的混合物，也可以选用其他成分的混凝土，从而满足不同工况中对混凝土结构的性能要求。其中，在将混凝土浇筑至壳体内部之前，可以通过点焊固定的方式预先将相应的导轨固定在对应的导轨孔中，待完成混凝土浇筑并且将导轨与混凝土结构连接为一体后，再对导轨中漏出至壳体外部的部分进行精加工处理，从而在保证导轨与混凝土结构牢固连接的情况下，提高导轨的尺寸精度和位置精度。进一步，在完成导轨与混凝土结构的连接固定后，还可以对导轨与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复合材料的机床床身，包括箱体结构的壳体、位于所述壳体内部的混凝土结构以及导轨；其特征在于，所述壳体的上表面设有导轨孔，用于插装所述导轨；所述导轨由两个单轨组成，两个单轨的底部分别穿过两个所述导轨孔后位于所述壳体的内部，并且两个单轨的底部之间通过导轨连接件固定连接，所述单轨的底部以及所述导轨连接件同时与所述混凝土结构固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于复合材料的机床床身，包括箱体结构的壳体、位于所述壳体内部的混凝土结构以及导轨；其特征在于，所述壳体的上表面设有导轨孔，用于插装所述导轨；所述导轨由两个单轨组成，两个单轨的底部分别穿过两个所述导轨孔后位于所述壳体的内部，并且两个单轨的底部之间通过导轨连接件固定连接，所述单轨的底部以及所述导轨连接件同时与所述混凝土结构固定连接。


2.根据权利要求1所述的机床床身，其特征在于，所述壳体的下表面设有混凝土孔，用于将所述壳体内部的混凝土结构引出并形成混凝土支腿。


3.根据权利要求2所述的机床床身，其特征在于，所述壳体上设有多个均布的地脚螺栓孔，用于安装地脚螺栓。


4.根据权利要求1所述的机床床身，其特征在于，两个单轨与导轨连接件采用一体式铸件结构。


5.根据权利要求1所述的机床床身，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华，邓文强，郭润兰，何智，李典伦，赵强，侯宏天，王慧霞，王庆文，李长城，曹俊成，杨杰，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62