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机床导轨贴塑修复技术

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二 O 一 四 年 八 月

目 录

一． 引言

二． 正文

（一） 机床贴塑导轨优点

（二） 机床导轨贴塑准备工作

（三） 机床导轨贴塑修复

（四） 机床导轨修复精度检测

三． 致谢词

四． 参考文献

引 言

机床导轨是车床上各个部件移动和测量的基准，也是各个部件的安装基础。导轨精度的好坏，直接影响到机床的加工精度；导轨精度的保持性对机床的实用寿命有很大的影响。机床在经过长期的使用运行后，导轨面会有一定程度的磨损，甚至还会出现导轨面的局部损伤，如刮痕、拉毛等，这些都会严重影响机床的加工精度。加工工件的误差也会随之变大，所以导轨磨损后的修复问题很重要。
普通的滑动导轨，虽然有结构简单，制造方便，承载面积大，接触刚度好，抗震性强等一系列优点，但它的静摩擦系数大，动摩擦系数随速度变化较大，摩擦损失大，在低速（1—60mm/min）时易出现爬行现象而影响运动部件的定位精度。 而贴塑导轨是在普通的滑动导轨表面上贴有一层塑料软带，其摩擦系数小而且静、动摩擦系数差很小，可以防止爬行现象产生，并有良好的自润滑性和抗振性，价格低廉，在加工、黏贴、维修更换都比较容易。

关键字： 床身、导轨修复、贴塑导轨、精度检测。

正 文

（一） 机床贴塑导轨优点
导轨是机床的重要运动部件之一，导轨的作用是使运动部件能沿一定的轨迹运动，并承载运动部件及工件的重量和切削力。各种机械的运动副做相对运动时，均会因为表面相互运动产生摩擦，造成导轨表面磨损或其他形式的损坏。
贴塑导轨是一种金属对塑料的摩擦形式，属滑动摩擦导轨。导轨的一个滑动面上贴有一层抗摩软带，另一个滑动面是淬硬的起支撑作用的导轨面。而软带通常是以聚四氟乙烯（简称4F）为基本材料，添加合金粉和氧化物的高分子复合材料，其具有以下优点：
（1） 耐摩擦性和耐腐蚀性较高，摩擦因数很小，在承载1360KG情况下，摩擦因数达到0.01.具有很好的自润滑特性。其耐腐蚀性也很突出，能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸，并能耐各种有机溶剂，因此，能在无油、少油的摩擦状态和具腐蚀性的环境下正常工作很长时间。
（2） 抗爬行性好。由于具有很好的自润滑特性，因此有效改善了导轨副的接触条件，减少了静摩擦力和动摩擦力的差值，从而避免了因爬行造成的对加工质量方面的影响。
（3） 具有异物可嵌入性。该材料能把铁屑、砂砾等异物埋嵌入塑料内部，避免了自身的磨损，且可以防止拉毛和研伤对磨金属的表面，起到保护床身导轨的作用，提高了机床的完好率，延长了机床精度保持周期。
（4） 提高了机床的易修性。当4F软带磨损后，可以对它进行更换，保持了原尺寸链的精度，便于维修和保养。
（5） 能很好的承受冲击及振动负荷，起到减震和消音作用，并具有较高的抗压强度。
基于以上优点，在实际工作中以聚四氟乙烯为代表的贴塑导轨软带材料得到了广泛的应用。

（二）机床导轨贴塑准备工作
机床导轨局部磨损后，为了延长机床使用寿命，降低设备运行成本，采用聚四氟乙烯软带粘补导轨，修复磨损的导轨。
（1） 准备；软带粘结场地需清洁无尘，环境温度以10度—40度为宜，相对湿度<75%。软带深色一面为粘结面，另一面为工作面。金属导轨粘结表面粗糙度取Ra12.5—2.5um（光洁度3—4），相配导轨应略宽于软带导轨，其表面粗糙度取Ra0.8—1.6um（光洁度7—8）.用剩软带和专用胶需防潮、避光保存。
（2） 裁剪；软带裁剪尺寸可按金属导轨粘结面的实际尺寸适当放一些余量，宽度单边可放2—4mm，以防黏贴时滑移，长度单边可放20—60mm，便于黏贴时两端拉紧。
（3） 清洗；黏结前需对金属导轨黏结面除锈去油，可先用纱布、砂纸等清除锈斑杂质，然后再用丙酮擦洗干净、晾干。若旧机床油污严重，可先用NaOH碱液洗刷，然后再用丙酮擦洗。

（三）机床导轨贴塑修复
导轨软带一般固定在滑动导轨副的短导轨（动导轨或上导轨），使它与长导轨（静导轨或下导轨）配合滑动，如车床CA6140可黏贴在床鞍导轨或尾座导轨上。
准 备 工 作
软 带 黏 贴

软 带 固 化
修 整 加 工
导 轨 润 滑
精 度 检 测

(1)导轨贴塑软带厚度选择：一般的，以下几种情形，应选择较厚的导轨软带
1.机床导轨软带工作状况差，软带磨损量较大。
2.机床导轨软带单位承载重，软带永久受压变形率较大。
3.机床导轨软带粘结面积大，软带刮削余量较大。
4.机床导轨软带需开油槽时。
通常机床导轨软带采用平面式粘结方法，小型机床导轨软带厚度可选用0.8—1.0 mm，中型机床可选用1.2—1.5mm，大型机床可选用1.7—2.0mm
软带厚度=机加工量(床身导轨机加量＋床鞍导轨的机加工量)+刮削余量，而通常的刮削取0.1～0.15mm。
在宽度选取时，为了粘贴时，不发生滑移，可适当的减小宽度，在单边的余量可减小1mm。
而在长度上的截取时，为了粘贴时，在导轨软带两端拉紧，在单边上增加40mm。

（2）粘结剂的选择与配置：机床导轨粘结采用结构胶，如聚酯胶、212、502等粘结剂。但在油及冷却液的场合下则以选择环氧树脂型胶为好，在使用粘结剂时，要注意温度以及时间，合理的使用温度为10度—35度，为了加快粘结剂的干化时间，可在粘结剂中加入适量硬化剂，一般硬化剂比例控制在40%到50%，加入硬化剂后，粘结剂要充分搅拌均匀。
应注意两种成分一经混合，粘结剂的使用时间一般就只有0.5—1h。
（3）软带黏贴：黏贴前先将床身导轨表面涂抹上一层薄薄的机油或润滑脂，然后贴上一层纸，注意不要重叠，目的是防止床鞍配压时导轨胶流到机床导轨上，把床鞍与床身导轨粘上。
接着用刮板或1mm厚的胶木板进行涂胶，专用胶可纵向涂布于金属导轨上，横向涂布于软带上，涂布应均匀，胶层不宜过薄或太厚，胶层厚度控制在0.05—0.10mm之间，等胶出现拉丝现象即可黏贴。
软带黏贴时，将软带多余出来的部分用手拉住，从一端缓慢向另一端挤压，以便赶走气泡，使黏贴效果更可靠。

（4）软带固化：固化在室温下进行，一般为24h，所需压力为0.05—0.1MPa，加压必须均匀，可利用机床工作台自身的重量反转压在床身上，在固化过程中，接触压力必须恒定，且远离震源。

（5）修整加工：在黏贴剂固化后去压，用刮刀清除余胶，并沿着金属导轨粘结面方向切去软带的工艺余量并倒角（一般为45度）。对于普通级的机床如普通车床铣床粘结时不考虑留出余量，按计算尺寸粘好后即可使用；对于精密机床可留0.1—0.2mm余量，然后研磨、铣削或手工刮研至精度要求，床鞍结合面对床身导轨平行度全长误差≤0.06mm，如下图。

（6） 油槽润滑：在刮研好的软带上表面制作倒油槽，油槽的宽度一般为3—8mm，深度为软带厚度的1/2—2/3，离软带边缘至少3mm，然后钻出油孔，油孔位于油槽的中央，直径略大于油槽宽度，然后去除油槽周边的毛刺。
刮油槽是为了使润滑油在软带的低凹部分更容易储存，使移动部件在运动过程中形成一层油膜，能有效的改善导轨的润滑性能。

（四） 机床导轨修复精度检测
机床导轨贴塑修复后要进行精度检测，以确定导轨几何精度是否满足要求，若不满足，需再次修正研磨。精度检测一般指导轨直线度检测、导轨平行度检测、导轨垂直度检测。

a) 导轨直线度公差
导轨直线度公差是指导轨面弯曲不直的允许误差，即导轨1m长度内的直线度允许误差和导轨全长内的直线度允许误差，一般机床导轨的直线度允许误差为0.015—0.02mm/1000mm。
将被检验导轨放置于可调的支撑垫铁上，水平仪（规格尺寸200X200，测量精度为0.02/1000的框式水平仪）放置于导轨量端或中间位置，初步校平导轨，然后分段对导轨做等距离有限点测量，分别测出各段位置上水平仪气泡移动的格数，并记录下来，最后根据记录下来的数据做出直线度误差曲线图。
（1） 框式水平仪结构及工作原理：框式水平仪由框架和水准器组成，水准器是一个带有刻度的弧形密封玻璃管，装有酒精或乙醚，并留有一定长度的气泡，当水平仪移动时，气泡移动一定距离。对于精度为0.02/1000的水平仪，当气泡移动一格时，水平仪的角度变化为4”，既在1000mm长度两端的高度差为0.02mm。可根据气泡移动格数，被测平面长度和水平仪精度按比例关系计算被测平面两端的高度差。

b) 导轨平行度公差
导轨平行度公差是指一组导轨（如平导轨和V型导轨）间的平行度允许误差，它是用横向上的角值误差△ａ来表示。当滑板移动时，在横向1000mm宽度上的倾斜值h，其比值h/1000mm，即为其平行度误差（如下图）

（ 一般机床导轨的平行度允许误差为0.02—0.05/1000mm）

如下图，采用专用垫铁和百分表来测量导轨间垂直平面的平行度误差，检测时将专用垫铁放在基准导轨3上，百分表架置于专用垫铁上，使百分表指向被测导轨4的表面，然后沿基准导轨移动垫铁，在导轨全长上百分表读数的最大差值，就是被测导轨间的平行度误差值。

c) 导轨垂直度公差
导轨垂直度公差是指两条相互垂直导轨的位置精度。一般使用90度角尺拉表法测量车床床鞍横向导轨的垂直度。
测量时先使用百分表保证90度角尺的纵向工作面在床鞍移动方向平行度要求（用百分表校准），然后在床鞍的燕尾导轨上，移动安放有百分表的专用垫铁来进行测量，并使百分表测头触及90度角尺的横向工作面，检测出百分表读数的最大误差，即为导轨在测量长度上的垂直度误差值。如下图所示：

实践证明，使用导轨贴塑修复法，不仅工艺简单，维修方便，节省时间，而且施工不受温度、湿度等外界环境条件限制；并且达到了设备的加工精度，可用于快速修复在用的机床导轨，具有推广价值。

致 谢 词

作为一名工艺人员，在多年的实际工作中积累了大量的经验，为本次论文的撰写奠定了基础。同时，本课题在选题及研究过程中得到各位同事的指导，在论文的写作过程中得到了支持与帮助。单位领导也给予大力支持，为我提供了良好的论文写作条件，谨向各位同仁表示诚挚的敬意和谢忱。
同时，感谢各位领导百忙之中抽出时间来关注本篇论文，若有谬误，请不吝斧正。

参 考 文 献

1. 《机械设备修理规程》 西北工业大学出版社

2. 《机修手册》 机械工业出版社（修订第一版）中册

3. 《材料保护》 中文期刊 第183期

4. 《设备保养与维修》 中文期刊

导 轨 基 础 小 常 识
1.导轨分类：滑动导轨、滚动导轨、静压导轨
2.塑料滑动导轨：注塑导轨（环氧树脂耐磨材料）贴塑导轨（聚四氟乙烯）
3.滚动导轨：抗震性差、防护要求高、结构复杂、制造困难。
4.静压导轨：结构复杂，配置专门供油系统、清洁度要求高、成本高。
5.静压导轨：单边式静压导轨、对称式静压导轨。
6.导轨表面粹硬方法：火焰表面淬火（乙炔）、电接触表面淬火、感应加热淬火（高频、中频、超音频）
7.导轨磨损分类：塑性破坏、脆性破坏。

尊敬的领导:
您好！我是七厂工艺员‘来晓宇’，今年参加‘中级工程师’评聘，我的论文题目是《机床导轨贴塑修复技术》
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