[0001] 本发明属于机床方面，尤其涉及了一种利用陶瓷珠铸造的高精密机床床身。

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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。

[0005] 本发明提出一种利用陶瓷珠铸造的高精密机床床身，提供了一种具有稳定性高、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。

[0006] 本发明技术方案如下：一种利用陶瓷珠铸造的高精密机床床身，主要由以下重量份的原料制成：
不规则形状的陶瓷珠70-75份，陶瓷粉5-10份，硅石粉5-10份；环氧树脂7-10份，固化剂
1.75-2.5份，碳纤维1份，玄武岩纤维1份，铋0-1份，锑0-1份，氧化铝粉0-10份。

[0007] 进一步的，所述陶瓷珠包括尺寸为3-5mm的小陶瓷珠、5-8mm的中陶瓷珠和8-13mm的大陶瓷珠。

[0008] 再进一步的，所述小陶瓷珠、中陶瓷珠和大陶瓷珠交叉叠置，所述陶瓷粉和硅石粉填充于陶瓷珠之间的间隙中。

[0009] 进一步的，所述陶瓷粉为30-100目。

[0010] 进一步的，所述硅石粉为500目粉末。

[0011] 进一步的，所述氧化铝粉为200-300目粉末。

[0012] 进一步的，所述碳纤维和玄武岩纤维为长度35～150mm的短纤维。

[0013] 进一步的，所述固化剂为改性酚醛胺固化剂。

[0014] 进一步的，所述改性酚醛胺固化剂为腰果酚改性酚醛胺固化剂。

[0015] 本发明采用不规则的陶瓷珠作为主要骨料，陶瓷珠采用小陶瓷珠、中陶瓷珠和大陶瓷珠三种不懂型号进行交叉堆叠，提高堆叠密度，堆叠后的物理效应使得结构更加稳固，进而提高铸造的机床呢床身精密度，使得本发明铸造的机床床身能够具备更高的精密度、抗压、抗振能力，能够适用于高精密机床的应用。

[0016] 本发明中陶瓷粉和硅石粉主要起到类似沙子的作用，技能果填充陶瓷珠之间的间隙，减少气孔，而且与环氧树脂和固化剂结合形成浆料，增加陶瓷珠之间的粘结效果，增强强度和硬度。

[0017] 本发明中，碳纤维和玄武岩纤维主要起到增强抗拉伸能力、起到胶联作用，使得物料之间联结成整体、增强机床床身的强度和刚性，使得铸造出来的机床床身具有更高的稳定性。

[0018] 本发明利用铋或锑冷胀热缩并且可还原等特性，用于调节和对抗环氧树脂等材料产生的形变系数，调节热膨胀系数，同时解决玻璃热膨胀性能差的问题。

[0019] 本发明利用氧化铝粉作为填料补充，具有硬度高的特性，能够增强床身硬度。

[0020] 环氧树脂和固化剂组成粘合剂作用。本发明的固化剂优选用酚醛胺固化剂特别是腰果酚改性固化剂，具体的是基于腰果酚、甲醛、特性胺等通过曼尼希反应而成的化合物。

[0021] 通过上述描述和实施例中的具体测试结果可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明能够全面明显提升机床机械性能，提高抗振性能，降低形变系数、提高抗压和抗拉能力、降低热膨胀系数、提高机床的稳定性，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。

[0022] 下面将对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0023] 实施例一一种利用陶瓷珠铸造的高精密机床床身，由以下重量份的原料制成：不规则形状的陶瓷珠70份，陶瓷粉5份，硅石粉10份；环氧树脂7份，固化剂1.75份，碳纤维1份，玄武岩纤维1份，铋1份。

[0024] 所述陶瓷珠包括尺寸为3-5mm的小陶瓷珠、5-8mm的中陶瓷珠和8-13mm的大陶瓷珠。所述小陶瓷珠、中陶瓷珠和大陶瓷珠交叉叠置，所述陶瓷粉和硅石粉填充于陶瓷珠之间的间隙中。所述小陶瓷珠、中陶瓷珠和大陶瓷珠按重量份比例为1:1:1。

[0025] 所述陶瓷粉为30-100目。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。所述固化剂为腰果酚改性酚醛胺固化剂。

[0026] 根据本实施例方案铸造的机床床身的性能经过测试如下表：表一、实施例一机床床身性能测试参数
二、抗震性分析
对于本发明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 1 2 3 4 5
频率（Hz） 242.32 304.06 373.35 542.7 585.53
X向变形（mm） 0.49 1.26 0.84 0.89 1.62
Y向变形（mm） 1.80 0.31 1.88 1.46 2.08
Z向变形（mm） 0.48 0.36 0.62 1.72 1.65
为直观对比，我司将频率调整为与上述表格频率一致，对本发明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 1 2 3 4 5
频率（Hz） 242.32 304.06 373.35 542.7 585.53
X向变形（mm） 0.30 1.14 0.78 0.82 1.53
Y向变形（mm） 1.40 0.25 1.67 1.39 1.90
Z向变形（mm） 0.32 0.26 0.55 1.67 1.55
实施例二
本实施例与实施例一基本相同，其不同之处在于：
不规则形状的陶瓷珠75份，陶瓷粉10份，硅石粉5份；环氧树脂10份，固化剂2.5份，碳纤维1份，玄武岩纤维1份，锑1份，氧化铝粉10份。所述氧化铝粉为200-300目粉末。

[0027] 根据本实施例方案铸造的机床床身的性能经过测试如下表：表四、实施例二机床床身性能测试参数
表五、实施例二抗震性分析
阶次 1 2 3 4 5
频率（Hz） 242.32 304.06 373.35 542.7 585.53
X向变形（mm） 0.31 1.13 0.77 0.79 1.52
Y向变形（mm） 1.39 0.24 1.69 1.36 1.92
Z向变形（mm） 0.31 0.27 0.51 1.62 1.56
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。