本發(fā)明涉及切割機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種切割機(jī)齒輪箱。
背景技術(shù)：
齒輪箱在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，是一個(gè)重要的機(jī)械部件，齒輪箱主要功用是將起在外力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給目標(biāo)機(jī)器并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。齒輪箱承受外力工作時(shí)，必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證傳動(dòng)質(zhì)量。傳統(tǒng)的齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和重量都較大，成本高，且使用時(shí)噪音大，傳動(dòng)效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、噪音小、傳動(dòng)效率高的切割機(jī)齒輪箱。
本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：切割機(jī)齒輪箱，包括：
柱體，所述柱體截面為半圓，以該齒輪箱兩半圓面為前后表面，彎曲面為上表面；
所述齒輪箱中設(shè)有第一圓柱形通道，第一圓柱形通道貫穿該齒輪箱前后表面；
所述齒輪箱上表面設(shè)有一側(cè)面與前表面對(duì)齊的正方形柱臺(tái)，該正方形柱臺(tái)中間設(shè)有第二圓柱形通道。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述正方形柱臺(tái)右側(cè)設(shè)有高度低于該正方形柱臺(tái)的圓柱，該圓柱豎直嵌入在齒輪箱上表面，圓柱內(nèi)設(shè)有第三圓柱形通道，圓柱頂端為正方形結(jié)構(gòu)。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述柱體由三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料制成。
由于鋁合金的密度低、強(qiáng)度高、塑性好，所以本發(fā)明切割機(jī)齒輪箱采用鋁合金材料制成能很好的解決傳統(tǒng)切割機(jī)齒輪箱體積和重量大的問題，使切割機(jī)齒輪箱更輕量化，使用和搬運(yùn)更方便。而且，鋁合金的價(jià)格低廉，能降低本發(fā)明切割機(jī)齒輪箱的生產(chǎn)成本。
另外，本發(fā)明還在鋁合金材料中預(yù)先形成有三維編織纖維預(yù)型件，將預(yù)型件作為增強(qiáng)骨架形成一種層合復(fù)合材料，可顯著提高鋁合金的強(qiáng)度、剛度等性能，使復(fù)合材料具有優(yōu)良的抗沖擊損傷性能、力學(xué)性能和耐燒蝕性能，綜合性能優(yōu)良。
所以，本發(fā)明柱體采用三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料制成，可以獲得綜合性能優(yōu)良，且質(zhì)量輕、成本低的切割機(jī)齒輪箱。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料中三維編織纖維的體積百分比為10-20％。三維編織纖維在復(fù)合材料中含量過多或過少，均起不到較好的增強(qiáng)作用，復(fù)合材料的綜合性能難以得到有效提高。因此本發(fā)明以鋁合金為主體，添加10-20％的三維編織纖維形成綜合性能較好的三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料，并用來制成本發(fā)明切割機(jī)齒輪箱的蓋體部和柱體部，從而獲得綜合性能優(yōu)異的制品。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述三維編織纖維由碳纖維、玻璃纖維、石英纖維、高硅氧纖維、芳綸纖維中的一種或多種經(jīng)三維全五向編織而成。三維全五向編織是指在三維五向編織預(yù)型件的空位處增加軸向紗，這樣可以有效的消除軸向空位的存在，制成的三維全五向編織纖維材料可以有效彌補(bǔ)三維四向、三維五向編織纖維材料在軸向性能上的不足。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述三維全五向編織的編織角為10-15度。纖維的編織角越小，越有利于材料性能的改進(jìn)，本發(fā)明中10-15度的編織角可以使三維編織纖維材料獲得較好的彎曲強(qiáng)度等性能。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：2.1％≤Mg≤2.4％，6.1％≤Zn≤8.4％，0.93％≤Cu≤2.3％，0＜Zr≤0.2％，0＜Sc≤0.4％，Mn＜0.4％，Cr＜0.15％，Ti＜0.1％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述鋁合金中Zr和Sc的質(zhì)量百分比之和為0.15％-0.45％，Sc和Zr的質(zhì)量比＜2。
本發(fā)明在鋁合金中添加了微量的Sc元素，Sc元素既是稀土元素又是過渡族金屬，它在鋁合金中兼具有稀土元素的凈化合金、改善鑄錠組織的作用和過渡族金屬元素的再結(jié)晶抑制劑作用，且作用效果更佳。此外，Sc元素在鋁合金中還可以形成Al3Sc共格沉淀相具有極強(qiáng)烈的時(shí)效硬化作用。因此，添加Sc元素可以全面提高鋁合金的強(qiáng)度、韌性、耐熱性、耐蝕性等性能。
另外，本發(fā)明還添加了Zr和Ti元素，Zr和Ti元素也屬于過渡族金屬元素，對(duì)鋁合金組織細(xì)化的效果僅次于Sc，但是，價(jià)格均比Sc便宜，復(fù)合添加可以有效降低鋁合金的成本。而且，復(fù)合添加上述含量的Sc元素和Zr元素，尤其是，Zr和Sc的質(zhì)量百分比之和0.15％-0.45％，Sc和Zr的質(zhì)量比＜2時(shí)，鋁合金中形成Zr-Sc晶胞結(jié)構(gòu)偏聚更為強(qiáng)烈，極易析出偏聚粒子，從而對(duì)基體Al晶粒細(xì)化作用更為明顯。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，所述柱體通過以下步驟制成：將纖維材料經(jīng)三維全五向編織成三維編織纖維，將三維編織纖維固定在柱體的模具后澆入由鋁合金熔煉而成的金屬液體，得到柱體的半成品，將半成品經(jīng)熱處理后得到柱體。
由于三維編織纖維的柔軟性，很難形成穩(wěn)固的支架，因此在澆入金屬液時(shí)，需要先將三維編織纖維固定在模具中，然后再澆入金屬液，澆入的速度應(yīng)不緩不急，使金屬液充分填充到纖維骨架中。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，模具溫度為230-260℃，澆注溫度為660-680℃，加壓壓力為80-100MPa，建壓時(shí)間為1-3s，保壓時(shí)間為5-10s。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，熱處理包括固溶處理和時(shí)效處理，所述固溶處理為雙級(jí)固溶處理，溫度分別為450-480℃和470-500℃，時(shí)間分別為1-3h和0.5-2h。
在上述的切割機(jī)齒輪箱中，時(shí)效處理的溫度為100-150℃，時(shí)間為20-30h。
本發(fā)明三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料制成的柱體半成品經(jīng)固溶處理后進(jìn)行時(shí)效處理，從而細(xì)化晶粒和晶界，而晶粒和晶界越細(xì)小，制品的強(qiáng)度等綜合性能越好。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
1.本發(fā)明切割機(jī)齒輪箱為一整體結(jié)構(gòu)，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，易于制造，使用時(shí)噪音小，可靠性好，傳動(dòng)效率高。
2.本發(fā)明切割機(jī)齒輪箱采用三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料制成，可以獲得優(yōu)良的綜合性能，且質(zhì)量輕、成本低。
附圖說明
圖1為石材切割機(jī)齒輪箱結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，100，柱體；110，第一圓柱形通道；120，正方形柱臺(tái)；121，第二圓柱形通道；130，圓柱；131，第三圓柱形通道。
具體實(shí)施方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖說明對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
如圖1所示，本發(fā)明的石材切割機(jī)齒輪箱包括柱體100，柱體100截面為半圓，以該齒輪箱兩半圓面為前后表面，彎曲面為上表面。
進(jìn)一步地，齒輪箱中設(shè)有第一圓柱形通道110，第一圓柱形通道110貫穿該齒輪箱前后表面。
進(jìn)一步地，齒輪箱上表面設(shè)有一側(cè)面與前表面對(duì)齊的正方形柱臺(tái)120，正方形柱臺(tái)120中間設(shè)有第二圓柱形通道121。
進(jìn)一步地，正方形柱臺(tái)120右側(cè)設(shè)有高度低于正方形柱臺(tái)120的圓柱130，圓柱130豎直嵌入在齒輪箱上表面，圓柱130內(nèi)設(shè)有第三圓柱形通道131，圓柱頂端為正方形結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地，柱體100由三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料制成，其中，三維編織纖維的體積百分比為10-20％。
進(jìn)一步地，三維編織纖維由碳纖維、玻璃纖維、石英纖維、高硅氧纖維、芳綸纖維中的一種或多種經(jīng)三維全五向編織而成，編織角為10-15度。
進(jìn)一步地，鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：2.1％≤Mg≤2.4％，6.1％≤Zn≤8.4％，0.93％≤Cu≤2.3％，0＜Zr≤0.2％，0＜Sc≤0.4％，Mn＜0.4％，Cr＜0.15％，Ti＜0.1％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。其中，Zr和Sc的質(zhì)量百分比之和為0.15％-0.45％，Sc和Zr的質(zhì)量比＜2。
以下是柱體100的部分具體實(shí)施例。
實(shí)施例1：
首先，將碳纖維通過三維全五向混編制成三維編織碳纖維，編織角為12度。
然后，將體積百分比含量為15％的三維編織碳纖維固定在溫度為250℃的柱體模具后澆入體積百分比含量為85％的鋁合金熔煉而成的金屬液體，澆注溫度為670℃，加壓壓力為90MPa，建壓時(shí)間為2s，保壓時(shí)間為8s，得到柱體半成品。其中，鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：Mg：2.1％，Zn：6.1％，Cu：0.93％，Zr：0.1％，Sc：0.1％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。然后將柱體半成品進(jìn)行熱處理，熱處理包括在470℃下固溶處理2h和在480℃下固溶處理1h的雙級(jí)固溶處理，然后在120℃下時(shí)效處理24h，得到最終柱體成品。
實(shí)施例2：
首先，將碳纖維通過三維全五向混編制成三維編織碳纖維，編織角為12度。
然后，將體積百分比含量為15％的三維編織碳纖維固定在溫度為250℃的柱體模具后澆入體積百分比含量為85％的鋁合金熔煉而成的金屬液體，澆注溫度為670℃，加壓壓力為90MPa，建壓時(shí)間為2s，保壓時(shí)間為8s，得到柱體半成品。其中，鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：Mg：2.1％，Zn：6.1％，Cu：0.93％，Zr：0.1％，Sc：0.1％，Mn：0.3％，Cr：0.1％，Ti：0.05％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。然后將柱體半成品進(jìn)行熱處理，熱處理包括在470℃下固溶處理2h和在480℃下固溶處理1h的雙級(jí)固溶處理，然后在120℃下時(shí)效處理24h，得到最終柱體成品。
實(shí)施例3：
首先，將碳纖維通過三維全五向混編制成三維編織碳纖維，編織角為12度。
然后，將體積百分比含量為15％的三維編織碳纖維固定在溫度為250℃的柱體模具后澆入體積百分比含量為85％的鋁合金熔煉而成的金屬液體，澆注溫度為670℃，加壓壓力為90MPa，建壓時(shí)間為2s，保壓時(shí)間為8s，得到柱體半成品。其中，鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：Mg：2.23％，Zn：6.79％，Cu：1.44％，Zr：0.15％，Sc：0.2％，Mn：0.28％，Cr：0.12％，Ti：0.06％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。然后將柱體半成品進(jìn)行熱處理，熱處理包括在470℃下固溶處理2h和在480℃下固溶處理1h的雙級(jí)固溶處理，然后在120℃下時(shí)效處理24h，得到最終柱體成品。
實(shí)施例4：
首先，將碳纖維通過三維全五向混編制成三維編織碳纖維，編織角為12度。
然后，將體積百分比含量為15％的三維編織碳纖維固定在溫度為250℃的柱體模具后澆入體積百分比含量為85％的鋁合金熔煉而成的金屬液體，澆注溫度為670℃，加壓壓力為90MPa，建壓時(shí)間為2s，保壓時(shí)間為8s，得到柱體半成品。其中，鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：Mg：2.32％，Zn：7.38％，Cu：1.83％，Zr：0.18％，Sc：0.15％，Mn：0.26％，Cr：0.11％，Ti：0.06％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。然后將柱體半成品進(jìn)行熱處理，熱處理包括在470℃下固溶處理2h和在480℃下固溶處理1h的雙級(jí)固溶處理，然后在120℃下時(shí)效處理24h，得到最終柱體成品。
實(shí)施例5：
首先，將碳纖維通過三維全五向混編制成三維編織碳纖維，編織角為12度。
然后，將體積百分比含量為15％的三維編織碳纖維固定在溫度為250℃的柱體模具后澆入體積百分比含量為85％的鋁合金熔煉而成的金屬液體，澆注溫度為670℃，加壓壓力為90MPa，建壓時(shí)間為2s，保壓時(shí)間為8s，得到柱體半成品。其中，鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：Mg：2.38％，Zn：7.93％，Cu：2.09％，Zr：0.15％，Sc：0.25％，Mn：0.38％，Cr：0.08％，Ti：0.04％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。然后將柱體半成品進(jìn)行熱處理，熱處理包括在470℃下固溶處理2h和在480℃下固溶處理1h的雙級(jí)固溶處理，然后在120℃下時(shí)效處理24h，得到最終柱體成品。
實(shí)施例6：
首先，將碳纖維通過三維全五向混編制成三維編織碳纖維，編織角為12度。
然后，將體積百分比含量為15％的三維編織碳纖維固定在溫度為250℃的柱體模具后澆入體積百分比含量為85％的鋁合金熔煉而成的金屬液體，澆注溫度為670℃，加壓壓力為90MPa，建壓時(shí)間為2s，保壓時(shí)間為8s，得到柱體半成品。其中，鋁合金由以下質(zhì)量百分比成分組成：Mg：2.4％，Zn：8.4％，Cu：2.3％，Zr：0.2％，Sc：0.15％，Mn：0.33％，Cr：0.14％，Ti：0.07％，余量為Al以及不可避免的雜志元素。然后將柱體半成品進(jìn)行熱處理，熱處理包括在470℃下固溶處理2h和在480℃下固溶處理1h的雙級(jí)固溶處理，然后在120℃下時(shí)效處理24h，得到最終柱體成品。
將實(shí)施例1-6制得的柱體進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1：
對(duì)比例1：
對(duì)比例1與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例1中沒有添加三維編織纖維預(yù)型件。
對(duì)比例2：
對(duì)比例2與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例2中添加了體積百分比為8％的三維編織碳纖維預(yù)型件。
對(duì)比例3：
對(duì)比例3與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例3中添加了體積百分比為25％的三維編織碳纖維預(yù)型件。
對(duì)比例4：
對(duì)比例4與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例4中Zr的質(zhì)量百分比為0.2，Sc的質(zhì)量百分比為0.3％，二者之和為0.5％。
對(duì)比例5：
對(duì)比例5與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例5中Zr的質(zhì)量百分比為0.15％，Sc的質(zhì)量百分比為0.3％，Sc和Zr的質(zhì)量比為2。
對(duì)比例6：
對(duì)比例6與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例6中沒有添加Zr和Sc元素。
對(duì)比例7：
對(duì)比例7與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例7中僅添加了質(zhì)量百分比為0.18％的Zr元素。
對(duì)比例8：
對(duì)比例8與實(shí)施例4的區(qū)別僅在于，對(duì)比例8中僅添加了質(zhì)量百分比為0.18％的Sc元素。
將對(duì)比例1-8制得的柱體進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2所示。
表2：
從表1和表2可知，由本發(fā)明三維編織纖維/鋁合金復(fù)合材料制成的切割機(jī)齒輪箱的強(qiáng)度等綜合性能較優(yōu)。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，三維編織纖維的體積百分比還可以為10％、11％、12％、13％、14％、16％、17％、18％、19％、20％。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，三維編織纖維還可以為三維編織玻璃纖維、三維編織石英纖維、三維編織高硅氧纖維、三維編織芳綸纖維，或者三維編織碳纖維、玻璃纖維、石英纖維、高硅氧纖維、芳綸纖維中的混合纖維。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，三維全五向編織的編織角還可以為10度、11度、13度、14度、15度。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，模具溫度還可以為230℃、235℃、240℃、245℃、255℃、260℃。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，澆注溫度為660℃、670℃、675℃、680℃。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，加壓壓力為80MPa、81MPa、82MPa、83MPa、84MPa、85MPa、86MPa、87MPa、88MPa、89MPa、91MPa、92MPa、93MPa、94MPa、95MPa、96MPa、97MPa、98MPa、99MPa、100MPa，建壓時(shí)間為1s、3s，保壓時(shí)間為5s、6s、7s、9s、10s。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，雙級(jí)固溶處理的溫度還可以分別為450℃、455℃、460℃、465℃、475℃、480℃和470℃、475℃、485℃、490℃、495℃、500℃，時(shí)間還可以分別為1h、1.5h、2.5h、3h和0.5h、1.5h、2h。
在上述實(shí)施例及其替換方案中，時(shí)效處理的溫度還可以為100℃、105℃、110℃、115℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃，時(shí)間還可以為20h、21h、22h、23h、25h、26h、27h、28h、29h、30h。
鑒于本發(fā)明方案實(shí)施例眾多，各實(shí)施例實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)龐大眾多，不適合于此處逐一列舉說明，但是各實(shí)施例所需要驗(yàn)證的內(nèi)容和得到的最終結(jié)論均接近。故而此處不對(duì)各個(gè)實(shí)施例的驗(yàn)證內(nèi)容進(jìn)行逐一說明，僅以實(shí)施例1-6作為代表說明本發(fā)明申請(qǐng)優(yōu)異之處。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管對(duì)本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。