[发明专利]一种基于复合材料的机床床身及机床

说明书

本发明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，从而影响机床的稳定性和加工精度的问题，本发明公开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。本发明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。

技术领域

本发明属于机床设备技术领域，具体涉及一种基于复合材料的机床床身及机床。

背景技术

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”的中国发明专利中，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”的中国发明专利中，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。

发明内容

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，本发明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。