1.本发明属于台架式仪器的横梁制造领域，具体涉及一种复合式横梁及其制造方法。
背景技术：2.移动桥式(或称动梁式)龙门结构是一种常见的机械结构，广泛应用于坐标测量机、激光切割机、龙门铣、点胶机等制造或检测设备。龙门结构中的横梁是此类设备的重要部件。
3.通常要求横梁具有高刚性、高精度、高稳定性，以保证设备整体精度和性能。因此，高精度设备的横梁，多采用天然大理石或铝合金材质。然而，上述材质的横梁各有优缺点，其中，天然大理石材质横梁普遍存在重量大的问题，不宜运输，而铝合金材质的刚性、稳定性等不高。
4.因此，随着制造业的发展，对生产效率的要求越来越高，设备运动速度、加速度不断提高，迫切需要降低横梁重量。
技术实现要素：5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合式横梁及其制造方法，其能解决上述问题。
6.设计原理：横梁采用复合材料制成，具体的，在主梁内预置高韧轻质材料制成的结构加强组件，通过浇筑低热变系数材料制成主梁，达到减重的目的。
7.设计方案：本申请的总体设计方案如下。
8.一种复合式横梁，包括主梁和预置在主梁内的结构加强组件；
9.所述主梁由低热变系数材料制成，所述主梁横截面整体呈矩形,作为安装面，在所述主梁的顶面和/或侧面模制安装槽，用于安装导轨基座或直接安装导轨；
10.所述结构加强组件由高韧轻质材料制成，排列设置并由所述主梁包覆，以此减轻整个横梁的重量。
11.优选的，所述主梁的低热变系数材料包括石英砂、鹅卵石、天然大理石粉料和环氧树脂。
12.优选的，所述主梁由所述低热变系数材料一体的浇筑后固化而成。
13.优选的，所述高韧轻质材料为碳纤维，由此构成的结构加强组件包括碳纤维径向管和碳纤维纬向管，所述碳纤维径向管和碳纤维纬向管横纵交叉排列布置。
14.优选的，在所述主梁的安装槽上开设安装孔，用于安装导轨基座或直接安装导轨。
15.本发明还公开了一种复合式横梁的制造方法，所述复合式横梁包括主梁和结构加强组件，制造方法包括以下步骤：
16.s1、模具组装，根据主梁设计外轮廓设计模具并组装；
17.s2、结构加强组件铺设，碳纤维径向管和碳纤维纬向管横纵交叉排列布置在所述
模具内；
18.s3、采用矿物浇筑制备主梁，
19.s4、粗加工，复合式横梁粗坯通过磨削粗加工使安装槽的安装底面的平面度＜10μm，相互平行的安装底面的平行度＜15μm；
20.s5、开孔，在安装槽上开设安装孔，用于安装导轨基座或直接安装导轨；
21.s6、精加工，用导轨磨床磨削导安装槽的安装底面，辅以研磨工艺，使得安装底面的平面度小于5μm/1000m，不同的安装底面的平行度小于8μm。
22.相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请的方案由于采用了复合材料横梁，碳纤维密度远小于矿物铸造，利用碳纤维加强结构为骨架，可使横梁重量降低20％
‑
40％，整体具有重量轻、刚性和韧性好、稳定性高、加工性好、成本低的特点。可广泛应用于影像仪、坐标测量机、激光切割机、龙门铣、点胶机等制造或检测设备。
附图说明
23.图1为本发明复合式横梁的结构示意图；
24.图2为复合式横梁的制备方法流程示意图。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
26.本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
27.一种复合式横梁，参见图1，包括主梁1和预置在主梁1内的结构加强组件2，具体结构和制造方法如下。
28.主梁
29.其中，所述主梁1由低热变系数材料制成，所述主梁1横截面整体呈矩形,作为安装面，在所述主梁1的顶面和/或侧面模制安装槽11，用于安装导轨基座或直接安装导轨。
30.当然安装槽11也可以后续机加工而成。所述安装槽的横截面一般呈“凹”形，其底面一般作为安装面，参见图1中示例，在主梁1的顶面模制或机加工两个平行的安装槽11，分别具有安装底面111和安装底面112。当然，不同的实施例中，也可在主梁1的侧面模制或机加工安装槽11。
31.所述主梁1的低热变系数材料包括石英砂、鹅卵石、天然大理石粉料和环氧树脂。并由前述低热变系数材料的混料一体的浇筑后固化，即通过矿物铸造而成。
32.在所述主梁1的安装槽11上开设安装孔12，用于安装导轨基座或直接安装导轨。
33.作为替换的实施例，在横梁至少部分的作为气浮平台或气浮轨道时，在所述主梁1上作为安装面的顶面和/或侧面开设气孔(图未示)，以用于实现气浮导轨或气浮台面。
34.作为替换的实施例，当复合式横梁的主梁1安装面上不设安装槽11，为光面(图未示)，整面上设置气浮垫(图未示)，用于气浮导轨的安装。
35.结构加强组件
36.结构加强组件2由高韧轻质材料制成，排列设置并由所述主梁1包覆，以此减轻整个横梁的重量。
37.其中，高韧轻质材料为碳纤维，由此构成的结构加强组件2包括碳纤维径向管21和碳纤维纬向管22，所述碳纤维径向管21和碳纤维纬向管22横纵交叉排列布置。当然也可以按照其他顺序或设计布置，如图1的为上下两层布置，也可以多层布置。
38.进一步的，所述碳纤维径向管21和碳纤维纬向管22由碳纤维缠绕工艺制成中空纤维管。优选采用t300碳纤维。
39.其中，碳纤维径向管21和碳纤维纬向管22也可以为碳纤维杆，横截面为圆形、三角形、矩形、正多边形(优选蜂窝状的正六边形)等。
40.制造方法
41.一种复合式横梁的制造方法，参见图2，复合式横梁包括主梁1和结构加强组件2，结构加强组件2包括若干碳纤维管(杆)，碳纤维管(杆)呈网格状布置。复合式横梁长度3000mm，截面尺寸150x150mm。制造方法包括以下步骤。
42.s1、模具组装，根据主梁设计外轮廓设计模具并组装。
43.s2、结构加强组件铺设，碳纤维径向管21和碳纤维纬向管22横纵交叉排列布置在所述模具内。其中，纤维管尺寸参数为：外径8mm，壁厚2mm，横纵交叉排列，经向方向管件长2800mm，纬向管件长100mm。
44.s3、采用矿物浇筑制备主梁1，包括：
45.s31、混料，将石英砂、鹅卵石、天然大理石粉干燥处理后，与环氧树脂混合搅拌均匀。
46.s32、浇筑，将混料浇筑到步骤1完成的模具中。
47.s33、密实，采用振动、加压、或抽真空方法增加混料在模具内的致密度。
48.s34、固化，加热到60℃，使环氧树脂固化。
49.s35、开模，固化完成后开模，取出包覆结构加强组件的主梁1，获得复合式横梁粗坯。
50.s4、粗加工，复合式横梁粗坯通过磨削粗加工使安装槽11的安装底面(111/112)的平面度＜10μm，相互平行的安装底面的平行度＜15μm。
51.s5、开孔，在安装槽11上开设安装孔12，用于安装导轨基座或直接安装导轨。
52.进一步的，在步骤s5的开孔中，在所述主梁1上作为安装面的顶面和/或侧面开设气孔，以用于实现气浮导轨或气浮台面。
53.对于开设气孔的情况，
54.s6、精加工，用导轨磨床磨削导安装槽11的安装底面(111/112)，辅以研磨工艺，使得安装底面(111/112)的平面度小于5μm/1000m，不同的安装底面(111/112)的平行度小于8μm。
55.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。