钢纤维聚合物混凝土机床基础件热性能

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1、设计与研究Des啪andR绷呦钢纤维聚合物混凝土机床基础件热-性能+于英华①王明旭②徐平①(①辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000；(蓼南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京210016)摘要：基于钢纤维聚合物混凝土(SFPC)在机床基础件中的应用。分析了影响SFPC热变形的因素，对SF-PC热态性能参数一热变形系数进行了测试，在此基础上对SFPC机床基础件与传统铸铁机床基础件的热性能进行分析比较，结果表明前者优于后者。为钢纤维聚合物混凝土在机床制造业乃至其他工程领域中的应用提供理论依据。关键词：钢纤

2、维聚合物混凝土热变形系数热态性能机床基础件ThermalPropertyofMachineTooIStructural日ementsMadeofSteel—fIberPOIVmerCOncreteYUYinghua①-WANGMingxu②，XUPing①(①MechanicalEngineeringcollege，“aoningTbchnicaluniversity，Fuxin123000，cHN；(爹SchoolofAeronauticsandSpaceNaVigation，Nanjinguniversityo

3、fAeronauticsaJldAs呐nautics，Nanjing210016，CHN)Abstract：Basedontheuse0fsteel—fiberPolymerConcrete(SFPC)inmachinetoolstmcturalelements，thef砬一torsef玷ctingthethe珊alpropertiesofsteel—fibrepolymerconcretearestudied．SFPCthemaldistor-tioncoemcientistested．nethe瑚alprope

4、rtiesofSFPCmachinet砌structuralelement卸d￡raditionalcastironelementareanalyzedandcompared．Itcanbeconcludedthatthefo珊eroneissuperiortothelatter．Itprovidestheoryb船esfortheusesofSFPCinmachinetoolmanufacturingindustryandothellsengineedngfields．Keywords：Steel一曲reP0ly

5、merConcrete；111e咖alDistonionCoemcient；rI’hemalProperties；MachinerI钿lStnlc“Ira】E】ements机械加工中，工艺系统在各种热源(摩擦热、切削热、环境温度、辐射热)的作用下，会产生温升，造成工件和刀具之间的相对位移，影响加工精度。根据调查表明：在精密加工中，仅热变形带来的误差占总制造误差的40％一70％⋯。日本东京大学的佐田登志夫教授把机床热变形看作是由于温度变化引起的机床结构刚度不足。提出了“热刚度”概念，将机床的静刚度、动刚度、热刚度有机

6、结合在一起进行研究旧’3J。为提高加工精度，不仅要从改善机床的制造结构，还应寻找其它更好抗振、抗热性能的机床基础件新型材料。根据前期研究HJ，钢聚合物混凝土制造机床基础件具有优良的动态性能(与铸铁和钢相比)和良好的静态性能(与聚合物混凝土相比)。在此基础上，本文堆辽宁省教育厅高等学校科学技术研究基金资助项目(2004fD30)·50·通过实验研究和理论分析研究了钢聚合物混凝土制造机床基础件的热态性能，以证明该材料热态性能的优越性，以期为钢纤维聚合物混凝土在机床制造业乃至其他工程领域中的应用提供理论依据。1产生热变形

7、的因素1．1影响材料抗热变形性能的因素影响钢纤维聚合物混凝土抗热变形性能的因素主要有：(1)骨料颗粒的大小含量配比。(2)胶合剂、固化剂的粘性指标及用量。(3)钢纤维的长径比、直径和含量。(4)称量钢纤维聚合物混凝土各成分的准确性；混合物中树脂、固化剂、骨料、钢纤维在拌合物内的均匀性。(5)在制作机床基础件过程中材料的致密枷畿釜耋等＼～一，。‘w口十_，M性，即在捣实过程中的压力。(6)含水量和干密度，起始含水量越小，干密度越大，则产生越大的变形量；反之亦然。1．2机床基础件发生热变形的热源引起机床基础件发生热变形

8、的热源产生主要有以下几方面”J：(1)机床在加工工件过程中工件和机床床身产生压力、摩擦将使床身产生热源。(2)在加工过程中由于加工工件本身的重量，对基础件将产生压力，即外部压力。(3)在加工过程中，刀具和工件之间产生大量的热量，将辐射传递给机床基础件。(4)加工过程中各种运动副如主轴部件的滚动轴承、工作台和导轨、丝杠和螺母之间的摩擦；电动机本身和液压系统的发