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机体铸支座

阅读:799发布:2020-05-12

专利汇可以提供机体铸支座专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 机体 铝 铸支座,包括底座、边 框架 和支柱,底座上部分为一等腰梯形,下部分为一矩形,矩形长度与梯形下底长度相等;边框架固定于所述底座上,边框架由三个侧面组合而成,相邻两侧面夹 角 为120度;支柱嵌于边框架上,支柱下部分为一矩形柱体结构,支柱上部分为一 水 平放置的第一圆柱体结构,设计合理,硬度高,安装简便。而且,本发明机体铝铸支座的底座、边框架和支柱均采用三维编织 纤维 /铝 合金 复合材料 制成,从而可以获得综合性能优良,且 质量 轻、成本低的机体铝铸支座。,下面是机体铸支座专利的具体信息内容。

1.机体铸支座,其特征在于,包括:
底座,所述底座上部分为一等腰梯形,下部分为一矩形,矩形长度与梯形下底长度相等;
框架,所述边框架固定于所述底座上,边框架由三个侧面组合而成,相邻两侧面夹为120度;
支柱,所述支柱嵌于边框架上,所述支柱下部分为一矩形柱体结构,所述支柱上部分为一平放置的第一圆柱体结构。
2.根据权利要求1所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述底座等腰梯形底边中点处设有一贯穿底座的第一圆柱形通道,第一圆柱形通道截面两相对边平行,另外两条边成对称的圆弧结构;
所述底座下表面设有三个与第一圆柱形通道同圆心的圆环结构,按半径从小到大依次为第一圆环,第二圆环,第三圆环;
第一圆环半径与第一圆柱形通道半径相等;
第三圆环以所述等腰梯形下底边为直径并与该等腰梯形上边相切;
第二圆环半径为第三圆环半径的一半;
各圆环之间设有若干均匀分布的用于固定的连接条。
3.根据权利要求1所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述第一圆柱体内设有第二圆柱形通道;
所述第一圆柱体上表面为平面,该平面上设有竖直放置的第二圆柱体,第二圆柱体内设有第三圆柱形通道,第二圆柱体的侧面为平面与第一圆柱体的截面对齐;
第一圆柱体下表面设有一斜坡状支撑件。
4.如权利要求1所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述底座、边框架和支柱均由三维编织纤维/铝合金复合材料制成。
5.如权利要求4所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述三维编织纤维/铝合金复合材料中三维编织纤维的体积百分比为10-20%。
6.如权利要求4或5所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述三维编织纤维由纤维、玻璃纤维、石英纤维、高纤维、芳纶纤维中的一种或多种经三维全五向编织而成。
7.如权利要求6所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述三维全五向编织的编织角为
10-15度。
8.如权利要求4所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述铝合金由以下质量百分比成分组成:3.7%≤Mg≤4.2%,1.1%≤Cu≤1.7%,0.72%≤Li≤1.34%,0<Zr≤0.2%,0<Sc≤0.3%,0<Ag≤0.53%,0<Mn≤0.47%,Cr<0.15%,Ti<0.15%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。
9.如权利要求8所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述铝合金中Zr和Sc的质量百分比之和为0.2%-0.35%,Sc和Zr的质量比<2。
10.如权利要求8所述的机体铝铸支座,其特征在于,所述Mg和Ag的质量比为8.5-19。

说明书全文

机体铸支座

技术领域

[0001] 本发明涉及石材切割机领域,尤其涉及一种机体铝铸支座。

背景技术

[0002] 现有机械设备在制作过程中,支座必不可少,它不仅起着支撑机器的作用,也保证设备在运作过程中不发生偏移从而保证其安全性。石材切割机中的支座更是尤为重要。传统的支座体积和重量都较大,制作成本高,工艺复杂,不便于拆装管理。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题,提出了一种结构合理、重量轻、成本低的机体铝铸支座。
[0004] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现:机体铝铸支座,包括:
[0005] 底座,所述底座上部分为一等腰梯形,下部分为一矩形,矩形长度与梯形下底长度相等;
[0006] 边框架,所述边框架固定于所述底座上,边框架由三个侧面组合而成,相邻两侧面夹为120度;
[0007] 支柱,所述支柱嵌于边框架上,所述支柱下部分为一矩形柱体结构,所述支柱上部分为一平放置的第一圆柱体结构。
[0008] 在上述的机体铝铸支座中,所述底座等腰梯形底边中点处设有一贯穿底座的第一圆柱形通道,第一圆柱形通道截面两相对边平行,另外两条边成对称的圆弧结构;
[0009] 所述底座下表面设有三个与第一圆柱形通道同圆心的圆环结构,按半径从小到大依次为第一圆环,第二圆环,第三圆环;
[0010] 第一圆环半径与第一圆柱形通道半径相等;
[0011] 第三圆环以所述等腰梯形下底边为直径并与该等腰梯形上边相切;
[0012] 第二圆环半径为第三圆环半径的一半;
[0013] 各圆环之间设有若干均匀分布的用于固定的连接条。
[0014] 在上述的机体铝铸支座中,所述第一圆柱体内设有第二圆柱形通道;
[0015] 所述第一圆柱体上表面为平面,该平面上设有竖直放置的第二圆柱体,第二圆柱体内设有第三圆柱形通道,第二圆柱体的侧面为平面与第一圆柱体的截面对齐;
[0016] 第一圆柱体下表面设有一斜坡状支撑件。
[0017] 在上述的机体铝铸支座中,所述底座、边框架和支柱均由三维编织纤维/铝合金复合材料制成。
[0018] 由于铝合金密度低、强度高、塑性好,所以本发明机体铝铸支座的底座、边框架和支柱均采用铝合金材料制成能很好的解决传统机体铝铸支座体积和重量大的问题,使机体铝铸支座更轻量化,使用和搬运更方便。而且,铝合金的价格低廉,能降低本发明机体铝铸支座的生产成本。
[0019] 另外,本发明还在铝合金材料中预先形成有三维编织纤维预型件,将预型件作为增强骨架形成一种层合复合材料,可显著提高铝合金的强度、刚度等性能,使复合材料具有优良的抗冲击损伤性能、学性能和耐烧蚀性能,综合性能优良。
[0020] 所以,本发明底座、边框架和支柱均采用三维编织纤维/铝合金复合材料制成,可以获得综合性能优良,且质量轻、成本低的机体铝铸支座。
[0021] 在上述的机体铝铸支座中,所述三维编织纤维/铝合金复合材料中三维编织纤维的体积百分比为10-20%。三维编织纤维在复合材料中含量过多或过少,均起不到较好的增强作用,复合材料的综合性能难以得到有效提高。因此本发明以铝合金为主体,添加10-20%的三维编织纤维形成综合性能较好的三维编织纤维/铝合金复合材料,并用来制成本发明机体铝铸支座的底座、边框架和支柱,从而获得综合性能优异的制品。
[0022] 在上述的机体铝铸支座中,所述三维编织纤维由纤维、玻璃纤维、石英纤维、高纤维、芳纶纤维中的一种或多种经三维全五向编织而成。三维全五向编织是指在三维五向编织预型件的空位处增加轴向纱,这样可以有效的消除轴向空位的存在,制成的三维全五向编织纤维材料可以有效弥补三维四向、三维五向编织纤维材料在轴向性能上的不足。
[0023] 在上述的机体铝铸支座中,所述三维全五向编织的编织角为10-15度。纤维的编织角越小,越有利于材料性能的改进,本发明中10-15度的编织角可以使三维编织纤维材料获得较好的弯曲强度等性能。
[0024] 在上述的机体铝铸支座中,所述铝合金由以下质量百分比成分组成:3.7%≤Mg≤4.2%,1.1%≤Cu≤1.7%,0.72%≤Li≤1.34%,0<Zr≤0.2%,0<Sc≤0.3%,0<Ag≤
0.53%,0<Mn≤0.47%,Cr<0.15%,Ti<0.15%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。
[0025] 在上述的机体铝铸支座中,所述铝合金中Zr和Sc的质量百分比之和为0.2%-0.35%,Sc和Zr的质量比<2。
[0026] 在上述的机体铝铸支座中,所述Mg和Ag的质量比为8.5-19。
[0027] 本发明在铝合金中添加了微量的Sc元素,Sc元素既是稀土元素又是过渡族金属,它在铝合金中兼具有稀土元素的净化合金、改善铸锭组织的作用和过渡族金属元素的再结晶抑制剂作用,且作用效果更佳。此外,Sc元素在铝合金中还可以形成Al3Sc共格沉淀相具有极强烈的时效硬化作用。因此,添加Sc元素可以全面提高铝合金的强度、韧性、耐热性、耐蚀性等性能。
[0028] 另外,本发明还添加了Zr和Ti元素,Zr和Ti元素也属于过渡族金属元素,对铝合金组织细化的效果仅次于Sc,但是,价格均比Sc便宜,复合添加可以有效降低铝合金的成本。而且,复合添加上述含量的Sc元素和Zr元素,尤其是,Zr和Sc的质量百分比之和0.2%-
0.35%,Sc和Zr的质量比<2时,铝合金中形成Zr-Sc晶胞结构偏聚更为强烈,极易析出偏聚粒子,从而对基体Al晶粒细化作用更为明显。
[0029] 此外,由于Mg和Ag之间存在强烈的亲和力,本发明Ag的添加可以提高铝合金的硬度和强度,同时改善铝合金的塑性,并延缓过时效的发生。但是,在无Mg或者Mg与Ag的质量比不在上述范围内时,添加Ag对铝合金的强化效果较小。因此,本发明Mg和Ag的质量比的控制非常重要。
[0030] 在上述的机体铝铸支座中,所述底座、边框架和支柱均通过以下步骤制成:将纤维材料经三维全五向编织成三维编织纤维,将三维编织纤维固定在底座、边框架和支柱的模具后浇入由铝合金熔炼而成的金属液体,得到底座、边框架和支柱的半成品,将半成品经均匀化处理和热处理后得到底座、边框架和支柱制品。
[0031] 由于三维编织纤维的柔软性,很难形成稳固的支架,因此在浇入金属液时,需要先将三维编织纤维固定在模具中,然后再浇入金属液,浇入的速度应不缓不急,使金属液充分填充到纤维骨架中。
[0032] 在上述的机体铝铸支座中,模具温度为230-260℃,浇注温度为660-680℃,加压压力为80-100MPa,建压时间为1-3s,保压时间为5-10s。
[0033] 在上述的机体铝铸支座中,均匀化处理的温度为450-500℃,时间为15-25h。
[0034] 在上述的机体铝铸支座中,热处理包括固溶处理和时效处理,所述固溶处理的温度为480℃-530℃,时间为1-3h。
[0035] 在上述的机体铝铸支座中,时效处理的温度为180-220℃,时间为15-24h。
[0036] 本发明三维编织纤维/铝合金复合材料制成的底座、边框架和支柱半成品经固溶处理后进行时效处理,从而细化晶粒和晶界,而晶粒和晶界越细小,制品的强度等综合性能越好。
[0037] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0038] 1.本发明机体铝铸支座结构设计合理,硬度高,安装简便。
[0039] 2.本发明机体铝铸支座的底座、边框架和支柱均采用三维编织纤维/铝合金复合材料制成,从而可以获得综合性能优良,且质量轻、成本低的机体铝铸支座。附图说明
[0040] 图1为机体铝铸支座结构示意图;
[0041] 图2为底座下表面示意图;
[0042] 图3为支柱结构示意图。
[0043] 其中,100,底座;110,第一圆柱形通道;120,第一圆环;130,第二圆环;140,第三圆环;150,连接条;200,边框架;300,支柱;310,矩形柱体;320,第一圆柱体;321,第二圆柱形通道;330,第二圆柱体;331,第三圆柱形通道;340支撑件。

具体实施方式

[0044] 以下是本发明的具体实施例,并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
[0045] 如图1至图3所示,本发明机体铝铸支座包括底座100,边框架200,支柱300。
[0046] 进一步地,底座100上部分为一等腰梯形,下部分为一矩形,矩形长度与梯形下底长度相等。
[0047] 进一步地,底座100等腰梯形底边中点处设有一贯穿底座的第一圆柱形通道110,第一圆柱形通道110截面两相对边平行,另外两条边成对称的圆弧结构。
[0048] 进一步地,底座100下表面设有三个与第一圆柱形通道110同圆心的圆环结构,按半径从小到大依次为第一圆环120,第二圆环130,第三圆环140,第一圆环120半径与第一圆柱形通道110半径相等,第三圆环140以所述等腰梯形下底边为直径并与该等腰梯形上边相切,第二圆环130半径为第三圆环140半径的一半,各圆环之间设有若干均匀分布的用于固定的连接条150。
[0049] 进一步地,边框架200固定于底座100上,边框架由三个侧面组合而成,相邻两侧面夹角为120度。
[0050] 进一步地,支柱300嵌于边框架200上,支柱300下部分为一矩形柱体310,上部分为一水平放置的第一圆柱体320,第一圆柱体320内设有第二圆柱形通道321。
[0051] 进一步地,第一圆柱体320上表面为平面,该平面上设有竖直放置的第二圆柱体330,第二圆柱体330内设有第三圆柱形通道331,第二圆柱体330的侧面为平面,且该侧面与第一圆柱体320的截面对齐。
[0052] 进一步地,第一圆柱体320下表面设有一斜坡状支撑件340。
[0053] 进一步地,底座100、边框架200和支柱300均由三维编织纤维/铝合金复合材料制成,其中,三维编织纤维的体积百分比为10-20%。
[0054] 进一步地,三维编织纤维由碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中的一种或多种经三维全五向编织而成,编织角为10-15度。
[0055] 进一步地,铝合金由以下质量百分比成分组成:3.7%≤Mg≤4.2%,1.1%≤Cu≤1.7%,0.72%≤Li≤1.34%,0<Zr≤0.2%,0<Sc≤0.3%,0<Ag≤0.53%,0<Mn≤
0.47%,Cr<0.15%,Ti<0.15%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。其中,铝合金中Zr和Sc的质量百分比之和为0.2%-0.35%,Sc和Zr的质量比<2,Mg和Ag的质量比为8.5-19。
[0056] 以下以底座100为具体实施例进行说明,边框架200和支柱300的具体实施方案与以下实施例相同或相近均可:
[0057] 实施例1:
[0058] 首先,将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维,编织角为12度。
[0059] 然后,将体积百分比含量为15%的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的底座模具后浇入体积百分比含量为85%的铝合金熔炼而成的金属液体,浇注温度为670℃,加压压力为90MPa,建压时间为2s,保压时间为8s,得到底座半成品。其中,铝合金由以下质量百分比成分组成:Mg:3.7%,Cu:1.1%,Li:0.72%,Zr:0.1%,Sc:0.1%,Ag:0.19%,Mn:0.22%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将底座半成品在480℃下均匀化处理20h,并进行热处理,热处理包括在500℃下固溶处理2h和在200℃下时效处理20h,得到最终底座成品。
[0060] 实施例2:
[0061] 首先,将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维,编织角为12度。
[0062] 然后,将体积百分比含量为15%的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的底座模具后浇入体积百分比含量为85%的铝合金熔炼而成的金属液体,浇注温度为670℃,加压压力为90MPa,建压时间为2s,保压时间为8s,得到底座半成品。其中,铝合金由以下质量百分比成分组成:Mg:3.7%,Cu:1.1%,Li:0.72%,Zr:0.1%,Sc:0.1%,Ag:0.2%,Mn:0.22%,Cr:0.12%,Ti:0.1%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将底座半成品在480℃下均匀化处理20h,并进行热处理,热处理包括在500℃下固溶处理2h和在200℃下时效处理20h,得到最终底座成品。
[0063] 实施例3:
[0064] 首先,将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维,编织角为12度。
[0065] 然后,将体积百分比含量为15%的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的底座模具后浇入体积百分比含量为85%的铝合金熔炼而成的金属液体,浇注温度为670℃,加压压力为90MPa,建压时间为2s,保压时间为8s,得到底座半成品。其中,铝合金由以下质量百分比成分组成:Mg:3.86%,Cu:1.35%,Li:0.89%,Zr:0.18%,Sc:0.1%,Ag:0.25%,Mn:0.3%,Cr:0.1%,Ti:0.1%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将底座半成品在480℃下均匀化处理20h,并进行热处理,热处理包括在500℃下固溶处理2h和在200℃下时效处理20h,得到最终底座成品。
[0066] 实施例4:
[0067] 首先,将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维,编织角为12度。
[0068] 然后,将体积百分比含量为15%的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的底座模具后浇入体积百分比含量为85%的铝合金熔炼而成的金属液体,浇注温度为670℃,加压压力为90MPa,建压时间为2s,保压时间为8s,得到底座半成品。其中,铝合金由以下质量百分比成分组成:Mg:4%,Cu:1.54%,Li:1.0%,Zr:0.15%,Sc:0.18%,Ag:0.35%,Mn:0.37%,Cr:0.1%,Ti:0.12%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将底座半成品在480℃下均匀化处理20h,并进行热处理,热处理包括在500℃下固溶处理2h和在200℃下时效处理20h,得到最终底座成品。
[0069] 实施例5:
[0070] 首先,将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维,编织角为12度。
[0071] 然后,将体积百分比含量为15%的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的底座模具后浇入体积百分比含量为85%的铝合金熔炼而成的金属液体,浇注温度为670℃,加压压力为90MPa,建压时间为2s,保压时间为8s,得到底座半成品。其中,铝合金由以下质量百分比成分组成:Mg:4.13%,Cu:1.63%,Li:1.17%,Zr:0.2%,Sc:0.15%,Ag:0.42%,Mn:0.42%,Cr:0.08%,Ti:0.05%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将底座半成品在
480℃下均匀化处理20h,并进行热处理,热处理包括在500℃下固溶处理2h和在200℃下时效处理20h,得到最终底座成品。
[0072] 实施例6:
[0073] 首先,将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维,编织角为12度。
[0074] 然后,将体积百分比含量为15%的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的底座模具后浇入体积百分比含量为85%的铝合金熔炼而成的金属液体,浇注温度为670℃,加压压力为90MPa,建压时间为2s,保压时间为8s,得到底座半成品。其中,铝合金由以下质量百分比成分组成:Mg:4.2%,Cu:1.7%,Li:1.34%,Zr:0.12%,Sc:0.2%,Ag:0.49%,Mn:0.47%,Cr:0.13%,Ti:0.14%,余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将底座半成品在
480℃下均匀化处理20h,并进行热处理,热处理包括在500℃下固溶处理2h和在200℃下时效处理20h,得到最终底座成品。
[0075] 将实施例1-6制得的底座进行性能测试,测试结果如表1所示。
[0076] 表1:
[0077]
[0078] 对比例1:
[0079] 对比例1与实施例4的区别仅在于,对比例1中没有添加三维编织纤维预型件。
[0080] 对比例2:
[0081] 对比例2与实施例4的区别仅在于,对比例2中添加了体积百分比为8%的三维编织碳纤维预型件。
[0082] 对比例3:
[0083] 对比例3与实施例4的区别仅在于,对比例3中添加了体积百分比为25%的三维编织碳纤维预型件。
[0084] 对比例4:
[0085] 对比例4与实施例4的区别仅在于,对比例4中Zr的质量百分比为0.2,Sc的质量百分比为0.2%,二者之和为0.4%。
[0086] 对比例5:
[0087] 对比例5与实施例4的区别仅在于,对比例5中Zr的质量百分比为0.1%,Sc的质量百分比为0.2%,Sc和Zr的质量比为2。
[0088] 对比例6:
[0089] 对比例6与实施例4的区别仅在于,对比例6中没有添加Zr和Sc元素。
[0090] 对比例7:
[0091] 对比例7与实施例4的区别仅在于,对比例7中没有添加Ag元素。
[0092] 对比例8:
[0093] 对比例8与实施例4的区别仅在于,对比例8中添加了质量百分比为0.5%的Ag元素,Mg和Ag的质量比为8。
[0094] 对比例9:
[0095] 对比例9与实施例4的区别仅在于,对比例9中添加了质量百分比为0.2%的Ag元素,Mg和Ag的质量比为20。
[0096] 将对比例1-9制得的底座进行性能测试,测试结果如表2所示。
[0097] 表2:
[0098]
[0099] 从表1和表2可知,由本发明三维编织纤维/铝合金复合材料制成的机体铝铸支座的强度等综合性能较优。
[0100] 在上述实施例及其替换方案中,三维编织纤维的体积百分比还可以为10%、11%、12%、13%、14%、16%、17%、18%、19%、20%。
[0101] 在上述实施例及其替换方案中,三维编织纤维还可以为三维编织玻璃纤维、三维编织石英纤维、三维编织高硅氧纤维、三维编织芳纶纤维,或者三维编织碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中的混合纤维。
[0102] 在上述实施例及其替换方案中,三维全五向编织的编织角还可以为10度、11度、13度、14度、15度。
[0103] 在上述实施例及其替换方案中,模具温度还可以为230℃、235℃、240℃、245℃、255℃、260℃。
[0104] 在上述实施例及其替换方案中,浇注温度为660℃、670℃、675℃、680℃。
[0105] 在上述实施例及其替换方案中,加压压力为80MPa、81MPa、82MPa、83MPa、84MPa、85MPa、86MPa、87MPa、88MPa、89MPa、91MPa、92MPa、93MPa、94MPa、95MPa、96MPa、97MPa、
98MPa、99MPa、100MPa,建压时间为1s、3s,保压时间为5s、6s、7s、9s、10s。
[0106] 在上述实施例及其替换方案中,均匀化处理的温度还可以为450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃、485℃、490℃、495℃、500℃,时间还可以为15h、16h、17h、18h、19h、
21h、22h、23h、24h、25h。
[0107] 在上述实施例及其替换方案中,固溶处理的温度还可以为480℃、485℃、490℃、495℃、505℃、510℃、515℃、520℃、525℃、530℃,时间还可以分别为1h、1.5h、2.5h、3h。
[0108] 在上述实施例及其替换方案中,时效处理的温度还可以为180℃、185℃、190℃、195℃、205℃、210℃、215℃、220℃,时间还可以为15h、16h、17h、18h、19h、21h、22h、23h、
24h。
[0109] 鉴于本发明方案实施例众多,各实施例实验数据庞大众多,不适合于此处逐一列举说明,但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近。故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明,仅以实施例1-6作为代表说明本发明申请优异之处。
[0110] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0111] 尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
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