一种机床横梁的制作方法

本技术涉及机床机械设备领域，尤其涉及一种机床横梁。

背景技术：

1、能影响机床温度的热量分为内部热量和外部热量，内部热量主要源于机床本身产生的热量，如主轴电机长时间工作所产生的热量；外部热量主要源于外界对机床的热传递或热辐射而引起的发热，如切削工件产生的切削热，切削过程中刀尖点处始终产生热量，热量始终从刀尖点向加工区域内辐射，由于刀尖点位置和刀尖点辐射的热量的不断变化，造成加工区域内的温度分布不均匀、热辐射方向无规律、热扩散不均匀，使位于加工区域内的机床部件上产生不均匀的温度场，使机床的部件发生不同程度的热变形，从而破坏机床原有的几何精度，引起了加工误差。除了切削热以外，机床的使用环境温度也会对机床的几何精度产生一定的影响。

2、机床上发生振动的原因较多，例如回转主轴(或与工件、或与刀具联系)系统的扭转或弯曲自激振动；机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振动；还有滑鞍、滑枕、工作台等移动部件在低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动等等。

3、机床振动不仅歪曲了工件的几何形状和尺寸，而且还将在已加工表面上留下振纹，降低了精度和表面光洁度，加剧了金属表面层的冷硬情况，振动时刀具的耐用度也将急剧下降，甚至导致刀刃的崩坏。同时，机床发生振动后，往往迫使操作工人降低切削用量，因而限制了机床的生产率。

4、横梁作为机床结构中不可或缺的结构部件，对精度的要求较高，灰铸铁强度高，应用时间长，工艺成熟，常用于机床横梁的制造。横梁设置在立柱上方，滑鞍在横梁上设有的导轨上移动。在进行切削加工时，切削热及主轴电机产生的大部分热量均会向横梁传递。

5、横梁在工作过程中受到热量影响，一方面，横梁会因热膨胀产生形变量，从而破坏机床的加工精度，影响工件的加工质量；另一方面，会使其与滑鞍的配合间隙发生变化，影响机床的运动精度，甚至干扰机床的正常工作。传统的铸铁横梁热导率较大，对短时环境温度变化敏感，易因热量产生温度变化，进而产生形变，难以在长时间的工作过程中保证稳定的几何精度。

6、横梁在工作过程中主要受到因自身弯曲产生的自激振动以及滑鞍在导轨上低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动的影响，铸铁横梁吸振能力弱，易受振动影响，容易将振动传递至与其相连的其他部件，导致机床整体无法保证稳定的运动精度。

7、传统铸铁横梁易受到振动和热量影响，影响机床整体精度，因此需要通过降低振动和热量对横梁的影响以提高机床整体精度，确保加工出的工件的精度。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种机床横梁，以克服传统铸铁横梁容易受到振动和热量影响，影响机床整体精度的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

3、一种机床横梁，包括：横梁骨架、矿物胶凝材料外壳；

4、所述矿物胶凝材料外壳包裹在横梁骨架外周。

5、进一步的，所述矿物胶凝材料外壳选自铸石或发泡水泥。

6、进一步的，还包括导轨安装座嵌件，所述导轨安装座嵌件与横梁骨架固定连接，所述导轨安装座嵌件设有用于安装导轨的导轨安装槽。

7、进一步的，所述横梁骨架包括纵向筋板和横向加强筋；所述横向加强筋垂直贯穿多个纵向筋板，所述纵向筋板和横向加强筋固定连接。

8、进一步的，所述横向加强筋包括主筋和多根辅筋，所述主筋设置在纵向筋板的中心，多根所述辅筋沿主筋的周向设置。

9、进一步的，所述纵向筋板上设有安装槽，所述导轨安装座嵌件沿长度方向设置在多个安装槽形成的安装区上。

10、进一步的，所述纵向筋板的边缘设有豁口。

11、进一步的，所述豁口的横截面为等腰梯形，所述等腰梯形的上底靠近纵向筋板的中心。

12、进一步的，所述导轨安装座嵌件沿长度方向固定有多个嵌入矿物胶凝材料外壳内部的连接部，所述导轨安装座嵌件与矿物胶凝材料外壳通过连接部固定连接。

13、进一步的，还包括用于连接立柱的立柱安装座，两个所述立柱安装座分别固定在横梁骨架两端，所述立柱安装座设有垂直固定在纵向筋板之间的加强筋板。

14、本实用新型的有益效果：

15、本实用新型将矿物胶凝材料外壳包裹在横梁骨架外周，矿物胶凝材料与传统灰铸铁材料相对比，热导率远低于灰铸铁，对短时的环境温度变化不敏感，单位时间内，受外源热辐射影响的温升较小，矿物胶凝材料包裹在横梁骨架外周，在单位时间内能减少温升以减小横梁的形变量，从而保证了横梁的几何精度；

16、在机床工作时，横梁受到因自身弯曲产生的自激振动以及滑鞍在导轨上低速运行时所发生的张弛摩擦自激振动，影响横梁与机床其他运动部件的运动精度和位置精度，进而影响被加工零件的加工精度，矿物胶凝材料具有良好的减振性能，其阻尼特性优于灰铸铁，能够吸收振动，降低振动幅度，使横梁与机床其他运动部件之间的配合间隙不易发生变化，保证了机床的运动精度和位置精度；

17、本实用新型通过降低振动和热量对精度造成的影响，以保证横梁整体保证稳定的精度，进而使得加工出的工件的精度得到保证。

技术特征：

1.一种机床横梁，其特征在于，包括：横梁骨架(1)、矿物胶凝材料外壳(2)；

2.根据权利要求1所述的一种机床横梁，其特征在于，所述矿物胶凝材料外壳(2)选自铸石或发泡水泥。

3.根据权利要求1所述的一种机床横梁，其特征在于，还包括导轨安装座嵌件(3)，所述导轨安装座嵌件(3)与横梁骨架(1)固定连接，所述导轨安装座嵌件(3)设有用于安装导轨的导轨安装槽(3-1)。

4.根据权利要求3所述的一种机床横梁，其特征在于，所述横梁骨架(1)包括纵向筋板(1-1)和横向加强筋；

5.根据权利要求4所述的一种机床横梁，其特征在于，所述横向加强筋包括主筋(1-2-1)和多根辅筋(1-2-2)，所述主筋(1-2-1)设置在纵向筋板(1-1)的中心，多根所述辅筋(1-2-2)沿主筋(1-2-1)的周向设置。

6.根据权利要求4所述的一种机床横梁，其特征在于，所述纵向筋板(1-1)上设有安装槽(1-1-1)，所述导轨安装座嵌件(3)沿长度方向设置在多个安装槽(1-1-1)形成的安装区上。

7.根据权利要求4所述的一种机床横梁，其特征在于，所述纵向筋板(1-1)的边缘设有豁口(1-1-2)。

8.根据权利要求7所述的一种机床横梁，其特征在于，所述豁口(1-1-2)的横截面为等腰梯形，所述等腰梯形的上底靠近纵向筋板(1-1)的中心。

9.根据权利要求3所述的一种机床横梁，其特征在于，所述导轨安装座嵌件(3)沿长度方向固定有多个嵌入矿物胶凝材料外壳(2)内部的连接部，所述导轨安装座嵌件(3)与矿物胶凝材料外壳(2)通过连接部固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种机床横梁，其特征在于，还包括用于连接立柱的立柱安装座(4)，两个所述立柱安装座(4)分别固定在横梁骨架(1)两端，所述立柱安装座(4)设有垂直固定在纵向筋板(1-1)之间的加强筋板(4-1)。

技术总结
本技术公开了一种机床横梁，包括：横梁骨架、矿物胶凝材料外壳；所述矿物胶凝材料外壳包裹在横梁骨架外周。本技术将横梁骨架和矿物胶凝材料外壳做成复合结构，通过降低振动和热量对精度造成的影响，以保证横梁整体保证稳定的精度，进而使得加工出的工件的精度得到保证。克服了传统铸铁横梁容易受到振动和热量影响，影响机床整体精度的问题。

技术研发人员：宫兴林,任志辉,荆传思,安可
受保护的技术使用者：科德数控股份有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/12