一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的方法 |
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| 申请号 | CN201710719623.8 | 申请日 | 2017-08-21 | 公开(公告)号 | CN107445515A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 福建省正丰数控科技有限公司; | 发明人 | 何轸炎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃 铸造 机床床身的方法，通过将废弃陶瓷片、废弃玻璃片、废弃陶瓷颗粒、玻璃碎沙混合作为 骨料 ，陶瓷粉、玻璃粉、 硅 石粉、 氧 化 铝 粉混合作为粉料，骨料加温到80℃，加入 搅拌机 中，再添加粉料，搅拌均匀后 固化 剂混合溶液，再次搅拌均匀，最后按重量份加入1份 碳 纤维 、1份 玄武岩 纤维将搅拌机密封后进行抽 真空 ，再次搅拌得到混合物料；将混合物料真空抽注入到机床床身模具内，自然固化，然后脱模，进行二次回火固化，最后进行 机械加工 ，即可制成所需的机床床身。本方法铸造的机床床身不仅能够全面提升机床床身机械性能，而且解决废弃陶瓷随意丢弃、难以回收等问题，达到变废为宝的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的方法技术领域[0001] 本发明属于机械设备领域，尤其涉及了一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的方法。 背景技术[0002] 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。 [0003] 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，每年生产大量的瓷器，而在生产、运输过程中也容易产生破损、次品等陶瓷制品，在日常生活或房屋装修等领域也存在大量的废弃陶瓷，利用陶瓷碗、陶瓷砖等陶瓷破碎后遗留的大量废弃陶瓷碎片，由于陶瓷化学结构稳定无法自然降解，也很难回收重铸，陶瓷碎片往往只能丢弃在野外，长期以往不仅破坏生态环境，而且造成大量的资源浪费，而陶瓷具有硬度高、耐腐蚀、耐磨等优良的特性，具有很大的回收价值。 [0004] 玻璃与陶瓷的特性有许多相似之处，例如结构稳定、抗压、耐磨、硬度高等特点，通过在玻璃中添加不同的金属元素可以得到颜色各异的玻璃，添加不同的非金属物质可以得到功能各异的玻璃，通过增加厚度和多层结构的应用，可以实现玻璃的隔热、隔音等功能，因此玻璃被广泛应用于建筑物、日常生活用品等场所，玻璃一旦破碎，和陶瓷一样，通常只能丢弃，鲜有回收价值，而玻璃由于其结构相对稳定，无法自然降解，随意丢弃又极容易造成环卫工人被割伤的事故，我司经过多年的研发，提出利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的办法并研发成功。 发明内容[0005] 本发明提出一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的方法，利用该方法铸造机床床身不仅能够全面提升机床床身机械性能，而且该方法能够解决废弃陶瓷随意丢弃、难以回收等问题，达到变废为宝的目的。 [0006] 本发明技术方案如下：一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的方法，包括以下步骤： 一、将回收的废弃陶瓷放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃陶瓷片备用； 二、取上述破碎后的废弃陶瓷片放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的不规则废弃陶瓷颗粒备用； 三、将回收的部分废弃陶瓷放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30- 100目的陶瓷粉备用； 四、将回收的废弃玻璃放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃玻璃片备用； 五、取部分上述的废弃玻璃片放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的玻璃碎沙备用； 六、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30- 100目的玻璃粉备用； 七、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，然后按重量份加入 1.75-2.5份固化剂和1铋或锑混合制成混合溶液备用； 八、取步骤一得到的废弃陶瓷片和步骤四种得到废弃玻璃片混合，两种重量份之和为 35-45份，取步骤二得到废弃陶瓷颗粒和步骤五得到玻璃碎沙混合，两种重量份之和为30- 35份，将废弃陶瓷片、废弃玻璃片、废弃陶瓷颗粒和废弃玻璃碎沙混合作为骨料备用；取步骤三得到的陶瓷粉和步骤六得到的玻璃粉，两种的重量份之和为8-15份，然后加入8-10份硅石粉，0-10份氧化铝粉作为粉料备用； 九、将步骤八中的骨料加温到80℃，然后加入搅拌机中，再添加粉料，启动搅拌机，待充分混合搅拌均匀后，再加入步骤七得到的混合溶液，再次搅拌均匀，最后按重量份加入1份碳纤维、1份玄武岩纤维将搅拌机密封后进行抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌 5-10分钟，得到混合物料； 十、将上述混合物料真空抽注入到机床床身模具内，常温下自然固化72小时，然后脱模，脱模后继续固化72小时后进行机械加工，即可值得机床床身。 [0007] 十、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；十一、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； 十二、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。 具体实施方式[0009] 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。 [0010] 实施例一一种利用废弃陶瓷和废弃玻璃铸造机床床身的方法，包括以下步骤： 一、将回收的废弃陶瓷放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃陶瓷片备用； 二、取上述破碎后的废弃陶瓷片放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的不规则废弃陶瓷颗粒备用； 三、将回收的部分废弃陶瓷放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30- 100目的陶瓷粉备用； 四、将回收的废弃玻璃放入破碎机器进行破碎，然后分选得到尺寸为3-15mm的废弃玻璃片备用； 五、取部分上述的废弃玻璃片放入碾磨机进行粉碎，得到尺寸为0.5-3mm的玻璃碎沙备用； 六、将回收的部分废弃玻璃放入破碎机进行破碎，破碎后经过球磨机磨成尺寸为30- 100目的玻璃粉备用； 七、取10份环氧树脂加入环氧树脂稀释剂混合成溶液，然后加入2.5份固化剂和1份铋混合制成混合溶液备用； 八、取步骤一得到的废弃陶瓷片和步骤四种得到废弃玻璃片混合，两种重量份之和为 45份，取步骤二得到废弃陶瓷颗粒和步骤五得到玻璃碎沙混合，两种重量份之和为30份，将废弃陶瓷片、废弃玻璃片、废弃陶瓷颗粒和废弃玻璃碎沙混合作为骨料；取步骤三得到的陶瓷粉和步骤六得到的玻璃粉，两种的重量份之和为15份，并按重量份添加10份粉硅石粉混合均匀作为粉料；废弃陶瓷片和废弃玻璃片的重量比为1:1，废弃陶瓷颗粒和玻璃碎沙的比例为1:1，陶瓷粉和玻璃粉的重量比为1:1。 [0011] 九、将步骤八中的骨料加温到80℃，然后加入搅拌机中，再添加粉料，启动搅拌机，待充分混合搅拌均匀后，再加入步骤七得到的混合溶液，再次搅拌均匀，最后按重量份加入1份碳纤维、1份玄武岩纤维将搅拌机密封后进行抽真空，使真空度为0.001Mpa以下，再次搅拌5-10分钟，得到混合物料； 十、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； 十一、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； 十二、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。 [0012] 本实施例中，所述氧化铝粉为200-300目粉末。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。 [0013] 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 对于本发明的方法铸造的机床床身，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） 0.36 1.19 0.76 0.85 1.58 Y向变形（mm） 1.51 0.28 1.77 1.41 1.95 Z向变形（mm） 0.38 0.31 0.57 1.71 1.57 实施例二 本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于： 步骤七、取7份环氧树脂加入环氧树脂稀释剂混合成溶液，然后加入1.75份固化剂和1份锑混合制成混合溶液备用； 步骤八、取步骤一得到的废弃陶瓷片和步骤四种得到废弃玻璃片混合，两种重量份之和为35份，取步骤二得到废弃陶瓷颗粒和步骤五得到玻璃碎沙混合，两种重量份之和为35份，将废弃陶瓷片、废弃玻璃片、废弃陶瓷颗粒和废弃玻璃碎沙混合作为骨料；取步骤三得到的陶瓷粉和步骤六得到的玻璃粉两种的重量份之和为8份，并按重量份加入8份硅石粉和 10份氧化铝份混合均匀作为粉料；本实施例中，废弃陶瓷片和废弃玻璃片的重量比为2:1，废弃陶瓷颗粒和玻璃碎沙的比例为2:1，陶瓷粉和玻璃粉的重量比为2:1。 [0014] 其余步骤与实施例一一致。 [0015] 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） 0.39 1.17 0.77 0.82 1.59 Y向变形（mm） 1.53 0.31 1.79 1.39 1.92 Z向变形（mm） 0.38 0.34 0.59 1.70 1.61 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。 |
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