在高精度数控机床制造中,由聚合物混凝土床身逐渐取代传统铸铁床身已成为国际上主流发展趋势。然而,这种新材料床身在拥有动态特性好,抗振能力强,稳定性佳,加工精度高等铸铁床身无法比拟优势的同时,也因制造成本远高于铸铁床身而未能得到推广。为此,本文针对一种新型的用于机床床身的复合混凝土材料进行研究。现阶段的应用研究中发现,在长期承载条件下,复合混凝土床身在导轨附近容易出现界面开裂。导轨方向是床身承载主要方向,这就要求材料在沿导轨方向具有较高的承载能力。为解决床身开裂问题,牢固的复合界面成为提高复合混凝土床身应用性能的关键技术。针对床身复合界面,本文的工作内容如下:(1)采用模塑法实现了环氧树脂混凝土(EPC)对高强硅酸盐混凝土预制内核的包覆与结合,经振捣、养护和时效得到复合混凝土材料。从几何因素角度提出一种新型接头模型,应用压片法制得试件。(2)对所有试件进行抗压强度、劈裂强度、表面硬度等静态力学测试,对界面进行数学建模,利用MATLAB对实验结果进行分析、实现界面优化,得到界面形状的最优解并应用于样机制造。最终完成样机模具制造、钢结构设计、界面处理和铸造成型。(3)采用JSM-5610LV型扫描电子显微镜(SEM)来观察界面断口形貌和分析界面微观结构。从微观结构角度解释界面结合和优化机理,为本实验提供理论依据。经上述工作得出结论为:(1)经界面优化后,复合混凝土机械性能高于硅酸盐混凝土和采用平面粘接的复合混凝土,稍逊于环氧树脂混凝土但可满足应用要求,且性价比更高。(2)复合混凝土通过EPC基体固化反应,经过环氧溶胶体、凝胶体的生成而最终形成三维交联网络结构。官能团反应程度与交联密度、分子链末端缠结方式、化学键合以及分子间作用力有关。(3)EPC基体通过浸润、吸附和化学键与硅酸盐混凝土表面形成复合界面。界面强度与抑制层和界面区微凝胶体的形态和排列方式有关。抑制层内微胶束密度及其排列有序性直接影响层内树脂的模量及变形,从而影响界面承担载荷和抵抗断裂的能力。波形接头覆盖率和吸附活化能更高,官能团反应程度更高。大凝胶体所占比例较大,且排列更为致密,这使得波形接头具有更高粘接强度。且在横向承载能力上比平界面高出70.2%。可以认为是解决床身界面开裂问题的有效手段。