以高强硅酸盐钢筋水泥混凝土为内核主体、以树脂混凝土为外部包覆层的复合混凝土是一种应用于 制造机床床身的新型材料,以制造卧式Jm-r中心机床床身为例,进行了其相关材料性能测试。在测试 数据的基础上对复合混凝土材料卧式加工中心机床床身动静态性能进行了仿真分析和实验,结果表 明该种复合混凝土机床床身具有优良的动静态性能。 关键字:复合混凝土床身仿真测试 中图分类号:TI- I 145.4 文献标识码:A St udy of dynami c and st at i c per f or mance f or composi t e concr et e machi ni ng t ool bed DI NG Ji angmi n,ZHOU Guangf u (Da l i an Ji aot ong Uni vers i t y,Dal i an 1 1 6028,CHN) Abst ract:Composi t e conc r et e whi ch consi st of si l i ca t e r ei nf or ced cement conc r et e i nner coal and pol ymer concr et e ext er nal coa t i ng l ayer i s a new mat er i al appl i ed t o machi ne t ool bed manufa c t ur i ng.The hor i zont al ma- chi ne cent er bed manuf a ct uri ng was t a ken as an exampl e.dynami c&st at i c si mul at i on and t es t bas ed on t he par amet er came fr omt he r el at ed mat er i al pr openy t ests had been done.The r esul t s showed t hat t he appl i cat i on of composi t e conc r et e machi ne t ool bed has excel l ent dynami c&st at i c perf or mance. Keywor ds:Composi t e Concret e;Machi ne Tool Bed;Si mul at i on;Te st 机床是制造业的关键设备,随着科学技术的不断 发展,对其要求越来越高,其高精度、高速度、高效率已 经成为主要发展趋势,传统的铸铁床身已经不能满足 日益发展的精密机床性能要求⋯。另外,随着矿产资 源的匮乏以及人们环保意识的提高,迫切需要新型较 环保材料来替代传统的机床床身材料旧J。 钢筋混凝土具有成型简单、阻尼高、热性能好、价 格低廉等优点。早在1917年,德国的Schl esi nger 首先 提出钢筋混凝土在机床大件上的应用,之后德国的 Boe hri nger于上世纪40年代生产出了钢筋混凝土车床 床身。随之,前苏联和美国也于60年代将钢筋混凝土 应用于大型车床床身和龙门铣床床身的制造,但是经 过一定周期的使用,均发现钢筋混凝土易裂和不耐腐 蚀的特性,不能承受切削液的侵蚀和工件的碰撞,因此 未能推广应用口。j 。 树脂混凝土不仅具有高阻尼、高比刚度、导热率低 和热变形小的优点,还具有耐腐蚀、抗裂、成形性好的 特性。早于上世纪70年代,瑞士的精密磨床生产厂家 斯图德( STUDER) 公司就制成了S40和$50系列数控 外圆磨床的树脂混凝土床身。1990年后,济南东星精 密量仪有限公司也制造出了树脂混凝土床身,现已形 成系列产品。树脂混凝土床身虽然具有优良的技术性 能,但是其制造成本较高,故目前只主要应用于昂贵的 高端精加工中心等数控机床,难于广泛推广应用H。6 o。 2010年大连交通大学的丁江民提出以高强硅酸 盐钢筋水泥混凝土为内核主体、以树脂混凝土为外部 包覆层的复合混凝土应用于机床床身制造的设想,综 合了两种混凝土的优点。该种复合混凝土不仅具有机 床床身所需要的高阻尼、高比刚度、耐腐蚀、抗裂、导热 率低和热变形小的特性,且其制造成本较低廉,经计 算,制造成本约为对应铸铁床身的2/3和树脂混凝土 床身的1/3,具有极高的性价比,有利于推广应用B' l 3l。 本文主要进行了该新型复合材料性能测试,并在 此基础上进行机床床身几何建模以及动静态性能仿真 分析,最后对小比例复合混凝土卧式加工中心模型进 行了实验,结果均证明应用该种复合混凝土制造的机 床床身具有优良的动静态性能。
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