[发明专利]机床用含泡沫金属填充工作台复合结构

说明书

技术领域

本发明所述的机床用含泡沫金属填充工作台复合结构，涉及一种立式加工中心机床用工作台结构改进技术领域，集体为一种含泡沫夹层复合结构形式的工作台。

背景技术

立式加工中心是机床行业中的重要机种，其可承担铣、钻、镗等多种加工任务，是工业生产实际中举足轻重的机种之一。研究如何改善立式加工中心的结构实现在减重的同时提高工作台性能，则可以提高机床的加工效率，减少加工时的能源消耗，是实现绿色制造的关键，具有重要的实用价值。

目前国内外的机床工作台的主流设计形式为厚平板形式。该设计形式通过减小板厚并在下表面布置加强筋，实现工作台的减重设计。这类传统设计方式便于工作台铸件的脱模，部件的刚度可以满足实际的生产需求。工作台是典型的运动部件，与加工工件直接相连。工作台的减重和性能改善能够提高生产效率，改善加工精度，降低能耗。因此，工作台的轻量化设计新方案是实现机床绿色制造的迫切需求。

随着对金属泡沫这一新材料研究的深入，轻质泡沫金属夹层结构的抗弯性能以及其抗振性能逐渐被大家所认识到。所以将泡沫夹心结构引入工作台设计，必能在进一步提高工作台自身的工作性能的同时实现工作台减重。

针对上述迫切的设计需求，研究设计一种新型的机床用含泡沫金属填充工作台复合结构，从而实现工作台的轻量化设计是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的机床用含泡沫金属填充工作台复合结构。用以提高工作台的强度；降低工作台的重量；提高工作效率；降低能源消耗等问题。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

本发明所述的机床用含泡沫金属填充工作台复合结构，是由工作台所组成，工作台的上台面加工有上表面“T”型槽，工作台的下台面加工有滑块安装座、丝杠架定位销孔及丝杠架安装座；其特征在于工作台的整体结构为箱式结构并在箱体内部有加强筋；具体加强筋形式为：沿纵向（沿工作台长度方向）位于T型槽凹陷部位的下方工作台的内部加工有纵向加筋，纵向加筋两侧带有向内的弧度；沿横向（沿工作台宽度方向）布置有倾斜斜向上的横向斜加筋，横向斜加筋由滑块安装座两端位置斜向外侧呈45度角伸展。工作台的四个端面均留有出砂孔。

本发明所述的工作台中部腔体的出砂孔为沿工作台宽度方向贯穿，靠近沿长度方向两端面腔体的出砂孔不贯穿。

本发明所述的工作台通过一般工艺方法加工处理工作台主体胚型，然后向出砂孔灌注泡沫金属发泡剂，在工作台内部的空腔内形成泡沫金属夹层。

本发明所述的纵向型加筋加工于“T”型槽凹陷处下方的工作台内部，并沿工作台长度方向伸展；纵向加筋的两侧加工为向内的弧度。可以加强工作台的动静刚度，同时加筋侧面的弧度可以提高泡沫材料的附着面积。

本发明所述的横向斜加筋横向加工在工作台的内部，加工在滑块安装座上部两侧，并由下向上向外侧倾斜，倾斜角为45度。该设计可以提高工作台的动静刚度，以及变形的稳定性。

本发明的加工工艺为：先通过铸造方法铸出工作台主体部分。清理型砂后，再向空腔内注入泡沫金属剂，能成泡沫金属填充结构。经过热处理工艺，对局部有精度要求的面进行切削加工。加工完成即可按原有工作台安装方法安装于机床上。

本发明的优点是显而易见的，主要表现在：

1、本发明在不改变功能尺寸的基础上可比原结构至少减重15%左右，从而减小了生产加工中的电能损耗，同时提高了加工效率。

2、本发明在力学性能上保证了结构的整体刚度基本不变，而其抵抗振动的特性明显提高，提高了定位精度的可靠性，特别适用于精度要求高的机床。

3、本发明的设计充分考虑了铸造工艺，结构内腔构造不复杂，便于批量化生产。

4、本发明外部关键连接部分尺寸与普通机床一致，可以直接应用于现有机床。

本发明具有结构新颖、加工简便、强度高、重量轻；提高工作效率；降低能源消耗等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。

附图说明

本发明共有3幅附图,其中：

附图1本发明横向半剖视图；

附图2本发明纵向全剖视图；

附图3为本发明装在立式加工中心的结构示意见图。

在图中：1、纵向加筋  2、横向斜加筋  3、泡沫金属夹层  4、出砂孔  5、“T”型槽  6、滑块安装座  7、丝杠架定位销孔  8、丝杠架安装座  9、工作台。

具体实施方式