數(shù)控機(jī)床貼塑導(dǎo)軌與注塑導(dǎo)軌之比較

摘 要 本文就數(shù)控機(jī)床所用塑料導(dǎo)軌的兩種類型進(jìn)行了論述，在充分闡明各自特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了比較，并給出了選用的原則。

關(guān)鍵詞 塑料導(dǎo)軌 基本特點(diǎn) 選用原則

在金屬導(dǎo)軌基體的表面上覆蓋一層塑料或塑料和金屬混合物，稱之為塑料導(dǎo)軌。塑料導(dǎo)軌自七十年代被推出，就以摩擦系數(shù)小，且動(dòng)、靜摩擦因數(shù)相近，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好，能有效防止低速爬行現(xiàn)象；且耐磨性好，有自潤(rùn)滑作用；抗振性及化學(xué)穩(wěn)定性好；工藝簡(jiǎn)單、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)迅速成為數(shù)控機(jī)床廣泛使用的新型導(dǎo)軌材料。

1、塑料導(dǎo)軌的兩種類型

（1）貼塑導(dǎo)軌

貼塑導(dǎo)軌上的塑料常用聚四氟乙烯軟帶，其摩擦副的形式為鑄鐵-塑料摩擦副。以聚四氟乙烯為基體，加入石墨、銅粉和二硫化鉬混合均勻，然后燒結(jié)成軟帶狀態(tài)，就稱為聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。

聚四氟乙烯軟帶是通過粘接劑粘接在導(dǎo)軌面上的，通常被固定在導(dǎo)軌副中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌或者較短的導(dǎo)軌上，使其與支承導(dǎo)軌或者較長(zhǎng)的導(dǎo)軌相對(duì)滑動(dòng)。

（2） 注塑導(dǎo)軌

注塑導(dǎo)軌也可以叫做涂塑導(dǎo)軌，其上使用的塑料是環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層。

以二硫化鉬和環(huán)氧樹脂為基體，添加增塑劑，使其混合成膏狀作為一組分，再以固化劑為另一組分，這樣形成的雙組份塑料涂層就是環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層。

常用的有SKC-3或SKC-60耐磨涂層。

2、兩者之特點(diǎn)

這兩種導(dǎo)軌除了前面所述塑料導(dǎo)軌所共有的優(yōu)點(diǎn)以外，它們還各有自己的特點(diǎn)：

（1）貼塑導(dǎo)軌的特點(diǎn)及長(zhǎng)處

除了有良好的摩擦特性外還有良好的阻尼特性，能保證部件移動(dòng)的均勻性和靈敏性，這對(duì)于提高數(shù)控機(jī)床的定位精度是至關(guān)重要的；抗咬傷性能好，數(shù)控機(jī)床在使用中混入導(dǎo)軌中的極少量灰塵或雜物可被軟帶嵌入，而不損傷配合面；可加工性好，軟帶粘貼好后可方便的在其上開油槽；可在干摩擦下工作；能確保導(dǎo)軌有足夠的剛度；成本低。

聚四氟乙烯軟帶導(dǎo)軌的另一個(gè)最顯著優(yōu)點(diǎn)是使用工藝簡(jiǎn)單，要求條件很容易達(dá)到并能快速掌握。這就使得生產(chǎn)效率大大提高，并且使用過程中的維護(hù)維修方便，損壞后更換容易。

（2）注塑導(dǎo)軌的特點(diǎn)及長(zhǎng)處

注塑導(dǎo)軌所用SKC-3或SKC-60涂層與金屬的親和力好，從而導(dǎo)致其附著力強(qiáng)，具有良好的可加工型，可經(jīng)車、銑、刨、鉆、磨削和刮削加工；涂料固化時(shí)體積不收縮，尺寸穩(wěn)定；有極好的摩擦性和耐磨性；其抗壓強(qiáng)度比聚四氟乙烯軟帶導(dǎo)軌要高；能彌補(bǔ)一些導(dǎo)軌面的鑄造缺陷，有利于解決傳統(tǒng)刮研工藝費(fèi)工費(fèi)時(shí)的弊端；可有效縮短機(jī)床裝配周期、提高裝配精度、簡(jiǎn)化裝配工藝。

SKC-3或SKC-60耐磨涂層導(dǎo)軌有別于軟帶導(dǎo)軌的最大優(yōu)點(diǎn)在于它特別適合在不能用軟帶的復(fù)雜配合型面中使用。因其固化前是半流體狀態(tài)，在高壓油槍的注入壓力下，它很容易在復(fù)雜型面中流動(dòng)、成型。對(duì)于重型機(jī)床和大型機(jī)床，可以在調(diào)整好固定導(dǎo)軌和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌間的相關(guān)位置精度后再注入涂料，這樣可以很大程度的節(jié)省加工時(shí)間。

3、貼塑導(dǎo)軌與注塑導(dǎo)軌的選用原則

一般聚四氟乙烯軟帶和SKC-3或SKC-60常與鑄鐵導(dǎo)軌或淬硬的鑲鋼導(dǎo)軌相配合使用。

（1）貼塑導(dǎo)軌的選用

常根據(jù)PV值來進(jìn)行選用。PV值是摩擦副的重要技術(shù)指標(biāo)，在設(shè)計(jì)機(jī)床導(dǎo)軌尺寸時(shí)，應(yīng)根據(jù)滑動(dòng)速度v與比壓p之值，使P、V的交點(diǎn)處于曲線的下方。如果滿足不了要求，可以加大導(dǎo)軌面積，以降低p值來滿足要求。一般導(dǎo)軌的比壓p=0.1～0.2Mpa。

還要考慮到導(dǎo)軌的承載能力，在設(shè)計(jì)機(jī)床導(dǎo)軌尺寸時(shí)，應(yīng)注意減小導(dǎo)軌的比壓，以獲得較高的運(yùn)動(dòng)精度。導(dǎo)軌軟帶的厚度有很多種，一般選用1.5～2.0mm為宜。

采用導(dǎo)軌軟帶時(shí)常配以定程、定量潤(rùn)滑系統(tǒng)，這樣可進(jìn)一步提高導(dǎo)軌的使用壽命。

粘貼工藝原則：

導(dǎo)軌軟帶一般粘在短的動(dòng)導(dǎo)軌上，不受導(dǎo)軌形式的限制，各種組合形式的滑動(dòng)導(dǎo)軌都可以粘貼；

粘貼軟帶的金屬導(dǎo)軌面一般是采用刨削或銑削的方式加工成凹槽，以防止軟帶黏結(jié)時(shí)發(fā)生移動(dòng)。粘貼軟帶相配合的金屬導(dǎo)軌面的粗糙度要適宜，該粗糙度值太大，容易使軟帶產(chǎn)生劃痕，太小則不能形成聚四氟乙烯的轉(zhuǎn)移膜，會(huì)使軟帶加快磨損，一般推薦為1.6 um或3.2 um；

相配金屬導(dǎo)軌如為鑲鋼淬硬導(dǎo)軌，其硬度一般為52HRC以上；

按粘貼軟帶導(dǎo)軌面的幾何尺寸，將軟帶切割成形，適當(dāng)考慮工藝余量；

采用各種清洗劑分別將軟帶與黏結(jié)導(dǎo)軌面清洗干凈，曬干備用；

粘結(jié)時(shí)，分別均勻涂布于軟帶表面和黏結(jié)導(dǎo)軌面的涂膠層不易太厚，一般以0.05～0.1mm之間為宜；

粘結(jié)好之后，將貼塑導(dǎo)軌副的貼塑導(dǎo)軌壓在與之相配合的金屬導(dǎo)軌上，使固化壓力達(dá)到規(guī)定值；

經(jīng)過24小時(shí)室溫固化后，再檢查粘結(jié)質(zhì)量。合格后可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在軟帶上開出油槽，寬度為5mm左右為宜。

（2）注塑導(dǎo)軌的選用

常在不能或不便用軟帶的復(fù)雜配合型面中使用；

特別適用于大型或重型機(jī)床導(dǎo)向基礎(chǔ)件的長(zhǎng)動(dòng)導(dǎo)軌。

注塑工藝原則：

在為導(dǎo)軌涂抹環(huán)氧型耐磨涂層之前，要先將導(dǎo)軌的涂層面加工成鋸齒形狀，然后對(duì)與塑料導(dǎo)軌相配合的金屬導(dǎo)軌面進(jìn)行清洗，并且為其涂上薄薄一層專用脫模劑或者硅油，以防其與耐磨導(dǎo)軌涂層的粘接。在為導(dǎo)軌涂抹完環(huán)氧型耐磨涂層之后，等待其固化，最后將兩導(dǎo)軌分離。

本論文為江漢大學(xué)機(jī)電與建筑工程學(xué)院院級(jí)項(xiàng)目《在數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)突出創(chuàng)新性、綜合性、實(shí)踐性的研究》資助。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋明寬等.型機(jī)床橫梁與立柱導(dǎo)軌副注膠成型工藝淺析[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2011（10）.

[2]郄志杰.CA6140車床大溜板導(dǎo)軌貼塑工藝[J].機(jī)車車輛工藝，2007（2）.

（作者單位：江漢大學(xué)）