机床滑动导轨填充聚四氟乙烯导轨软带与涂层工艺比较- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

栏目 主 持 赵 宇龙 机床滑动导轨填充聚四氟乙烯导轨软 带与涂层工艺比较 青海华鼎重型机床有限责任公司 ( 西宁8 1 0 1 0 0 ) 杨 元 机床导轨的功用是导 向和承载 ，滑动导轨是最 常见的导轨之一，在机床的生产过程 中，如何保证 滑动导轨的导 向精度、导轨精度的保持性、低速运 动平稳性和结构工艺性是非常重要的。 1 填 充聚 四氟 乙烯导轨软 带 我公司机床滑动导轨传统的工艺方法是粘接聚 四氟乙烯导轨软带，这种软带工作稳定 性好 ，无论 重载或 轻载都 能保 持稳定 的摩 擦 系数。当载荷 在 2 0 M P a 以下 时，变 形量 很 小，其 永久 变 形 量小 于 l 。塑料软带一般粘接在短的动导轨上，形成塑料 一 金属导轨副 ，此种软带的厚度为 0 3 4 mm，宽度为 6 03 0 0 mm。在实 际 应用 中，软带 厚 度 不宜 超 过 1 5 m m。软带材料的力学性能 、摩擦磨损性能 、粘接 性能如表 l 所示 。 表1 球压痕强度 M P a 7 0l o o 拉伸强度 M P a 1 2 2 5 定应变压缩应 力 MP a 2 5 动摩擦系数 ( 3 0号机油润滑 ) ra m。( N m) O 0 5 磨损率 l 0 软带与铸铁 1 8 0 。 剥离强度 N t i ll 2 4 此 种工艺 方法标 准要 求：软 带导 轨 的压强 1 0 M P a ，局部压强 1 2 M P a ；粘接前 导轨 的表面粗 糙度值 R =1 6 6 3 Ix m，相配导轨上的宽度不小于 软带导 轨的宽度 ，其表面表面粗糙 度值 R = 0 4 0 8 p m；软带导 轨 上 的油槽 与 软带 边 缘 的距 离 5 ra m；软带粘接时允许拼接或对接 ，接缝必须严密 ， 边缘应平直 ；粘接前将粘接面清洗干净 ，不得 留有 锈斑、油渍和其他杂物 ；涂胶粘剂 的表面必须干燥 ， 胶层涂布均匀 ，粘接后必须均匀加压 ，待胶 固化后 3 8 2 三 参 磊 冷 加 工 清除外溢的余胶 ，切去 软带 的工艺余量并倒 角；粘 接面问不得有脱胶 、明显 的气泡和移位等缺 陷。软 带导轨与相 配导轨 的接触应均匀，接触指标 不得低 于表 2的规定。 表2 滑动导轨 接触指标 ( ) 产品精度等级 全 K上 全宽上 高精度级 8 0 7 0 精密级 7 5 6 0 普通级 7 0 5 0 以上整个过程与工人的操作熟练程度与工作经 验有很大的关 系。我公 司 目前软带导轨采用 手工刮 研的方法达 到尺寸精度和接触指标。据统计 整个机 床组装过程 中，各部件滑动导轨的刮研 工时 占整机 组装工时定额的 1 3 。按照传统的工艺方法 ，合研时 配研件必须精加工完 ，并且在此过程 中需要长时间 占用天车，不利于生产组织 ，劳动强度大。除此之 外，导轨软带的一些性 能参数在重型机床的关键部 件中受限。 2 滑动导轨涂层工艺规范 随着机床制造工艺 的不断发展 ，机床滑动导轨 的加工制造也有了新 的发展 ，同时涂层材料 的各项 技术参数也 在实践 中得到 了验证。耐磨涂层主要 以 环氧树脂为基体 ，加 固体润滑剂二硫化钼和胶体石 墨及其他铁粉填充 剂，把涂料 涂在 导轨表面上，利 用模具或另一摩擦面使涂层成形 。 目前使涂层成形 的方法有 两种：一种是复 印成 形法 ；另一种是注射成形法。我 国耐磨涂层 的发展 偏晚，在 2 0 0 4年才由北京天山新材料技术有限责任 公司研制成功 T S 3 0 0系列导轨减磨涂层 以及相配套 使用的 1 7 5 5高效清洗剂和 1 7 3 1 脱模剂。1 7 5 5高效 清洗剂是金属表面专用 清洗剂 ，不易燃 ，可有效 清 除表面油污，增加胶粘剂与基体结合强度。1 7 3 1是 复印 、注塑成形专用的脱模剂 ，保证 固化后 的模具 与涂层 良好分离 。T S 3 0 0系列力学性能如表 3所示 。 表3 、 、 产 品 代 号 顶 r S 3l 1 TS 3 l 2 TS 31 6 颜 色 (目测 ) 黑 深灰 深灰 密度 g e m。 1 5 6 1 3 l 1 5 3 抗压强度 MI ) a( G B T 1 0 4 1 - 1 9 9 2 ) 8 7 8 3 8 5 托伸强度 MI a( G B T 6 3 2 9 - 1 9 9 6 ) 2 7 3 4 3 8 剪切强度 MP a( G B T 7 1 2 4 - 1 9 8 6 ) l 9 2 0 2 2 弯曲强度 MI a( GB q 9 3 4 1 -2 0 0 0 ) 5 8 3 5 4 l 硬度( S h o r e )( GB T 2 4 1 1 一 l 9 8 O ) 7 5 8 0 8 l 摩擦 系数 ( GB 3 9 6 0 -1 9 8 3) 0 0 3 0 0 0 1 9 0 0 3 2 磨痕宽度 mm ( J B 3 5 7 8 -1 9 9 1 ) 1 6 8 1 6 0 1 8 0 磨损率 mm ( N m) 2 4 4 7 9 1 4 2 ( J B3 51 8 1 9 91 ) 1 0一 1 0一 1 O一 工作温度 1 6 0 l 6 0 1 6 O T S 3 0 0系列速度与摩擦系数关系如图 1所示。 籁 辎 酱 3 5 3 O 2 5 2 0 1 5 1 0 O 5 O l 、 T S 31 6 、 、： 二 、 、 、 l 千 R 1 ， 、 l 速 度 图1 通过对该新材料的性能与传统采用 的导轨软带 进行对比分析后 ，我们对涂层滑动导轨的设计 提 出 以下要求 ： ( 1 )环氧涂层滑动导轨 的承载能力平均 比压 1 O MP a ，局部最大比压5 m m，油槽深度必须小于涂层厚度 。 ( 5 )采用注射成形法时，应根据零件 地结构合 理地布置 注胶 口和排 气孔 ，选择 具有 流动 性好 的 T S 3 1 2 ，注胶 口直径 3 0 mm，排气孔直径 6 m m。采 用复印成形法，应选择立面不流淌的 T S 3 1 6 。 ( 6 )环氧涂层滑动导轨的两端应安装刮屑防护 装置 ，以防止尘屑进入导轨面。 结合我公司的机床部件结构 ，确定机 床滑动导 轨可用胶部位如图 2所示。 一 - I _ ( a )平面、立面 ( b )型面 ( c )燕尾 面 ( d )轴瓦面 图2 同时对于涂层导轨面加工制定 了以下要求 ，如 图 3 、图4所示。一般 以长轨做基 ，短轨涂层刨或铣 加工一 定深 度( 1 52 0 m m) 留有支 撑边( 3 8 ra m) 。 图3 不 带 支撑 边 图4 根据该材料的特性 与零件 的结 构特点 ，我们分 别制定 了复印成形法和注射成形法 的工艺工序如图 5 、图 6所 示 。 3 滑动导轨注射工艺性试验 T S 3 1 2 减磨涂层双组分 ，低黏度 ，流动性好 ，摩 擦 系数低 ，固化后具 有极小 的收缩率及很高的抗压 强度 ，因此在机床滑 动导轨 的制造上不仅有很好的 工艺性 ，而且有利于提高滑动导轨的质量和稳定性。 我们首先选择 T S 3 1 2在机床滑板上用注射法进行工 T eL 争 曷 磊 3 9 H ， 埔 aJn ” m 皇 0 D ， ： 一