机床导轨贴塑的研究

1 导轨贴塑的必要性

机床导轨起导向及支承作用，保证运动部件在外力的作用下能够准确地沿着一定方向的运动。导轨应满足的基本要求：1)导向精度高；2）足够的刚度；3）耐磨性好；4）低速平稳性；5）结构工艺性好。机床导轨是机床中的重要的结构要素之一，机床的精度和寿命在很大程度上决定于机床导轨的质量。

静压导轨结构复杂，成本相对比较高，应用范围有限，大部分用在重型机床和大型机床上；滚动导轨摩擦系数小，启动性能好，运动灵活，但结构比较复杂，制造成本较高；最常用的机床普通滑动导轨结构简单，制造方便，承载面积大，但由于是用铸铁制造的，铸铁导轨的摩擦系数较高，同时摩擦系数随相对滑动速度变化较大，容易引起“爬行”现象，会响到机床的精度和加工件的质量及定位精度与加工表面的粗糙度和表面波度，特别对高精度的机床来说，这一点是必须要注意的。因此为减少导轨副之间的摩擦系数，提高机床质量可靠性，提高导轨精度保持性、延长机床维修周期，所以需要在导轨上进行贴塑[1]。贴塑导轨摩擦系数小，可以防止爬行现象产生，并且具有良好的自润滑性及抗振性，价格远比滚动导轨低。

2 导轨贴塑工艺

通常在贴塑中出现较多问题的是：塑料导轨与导轨之间出现气泡、塑料导轨再加压后出现滑移。针对以上情况进行研究，并在无心磨床M11200/3-LY的滑板及轴承磨床3MB2025-ZTM的工作台上进行贴塑实验 （采用塑料导轨在V形导轨上的厚度为0.8mm、平导轨上的为1.1mm），其主要工艺如下：

1）裁剪。塑料导轨裁剪的尺寸可按导轨的实际尺寸适当放一些余量，宽度单边可放2-4mm，以防止粘贴时的滑移，长度单边可放20-60 mm，便于粘贴时两端的拉紧，对大中型机床，两端还需要开定位孔，以便粘贴时用压板定位。

2）清洗。以往在贴塑前的导轨清洗是：先使用铲刀对导轨进行铲刮，用砂纸打磨，然后再用丙酮清洗，对于油污较多的情况，先用汽油清洗，再用铲刀修刮，然后用砂纸打磨，再用丙酮清洗，通过对塑料导轨的使用情况，其要求导轨贴塑面的粗糙度为Ra6.3-Ra12.5,但是导轨在铲刮、砂纸打磨后其表面较光滑，所以效果反而不佳，因此在清洗方面实验中取消铲刀对导轨进行铲刮，只需用砂纸去除导轨上的锈，然后仔细用丙酮清洗，直至用白布在导轨面上擦，无明显的污渍为止，待15分钟以后丙酮彻底挥发才能在导轨及塑料导轨粘贴面上涂胶，如导轨及塑料导轨粘贴面上粘有棉纤维，应用干净的毛刷将其去除，涂胶应同时进行。

3）配胶。对于塑料导轨的专用胶水，严格按照胶水的使用说明进行配胶，并且做到随配随用[2]。

4）涂胶。导轨及塑料导轨粘贴面上以前涂胶厚度约在0.5mm左右，并且其涂胶方向一致，导致胶水在固化后胶层较厚，因此在工作台配刮时容易使胶层中存在的小气泡变大，直接影响到贴塑的质量，以上方法操作下来效果差并且有反复，所以费时。因此在涂胶上针对以上弊病可采取新的涂胶方法，具体如下：胶水应在A、B瓶搅拌均匀后按配方倒入一个干净的容器内，然后搅拌均匀，同时在导轨及塑料导轨粘贴面上进行涂胶，但是将涂胶纵向涂布在导轨上，横向涂布在塑料导轨粘贴面上，胶水的厚度用“带齿刮板”（胶水厂方提供）控制在0.12mm左右，用胶量控制在700g/m2左右，待5分钟后（冬天时间应稍长些）将塑料导轨合上导轨。

5）消除气泡。这一点在导轨贴塑上极其重要，气泡的去除与否直接影响到贴塑的质量，老工艺去除气泡用塑料滚筒滚压，其质量很轻，完全靠操作者手上的力量滚压塑料导轨，导致塑料导轨在滚筒滚过后塑料导轨不能紧紧的粘贴在导轨上，塑料导轨又会翘起，气泡产生就比较容易，针对这一点，在新工艺上采用的滚筒材质用铸铁，重量在50Kg左右，通过实验采用这一方法后可以使塑料导轨紧紧贴在导轨上，证明该方法简单可靠，并且效果很好，因此须将老工艺按实际情况进行改进[3]。

6）固化。胶水的固化应在室温下进行，并且加压均匀，车间的加压方法是从贴塑的两端向中间加压，并且加压的压强达不到0.06-0.1Mpa（选用塑料导轨越厚，压强应越大），因为塑料导轨本身存在受压变形率，所以往往在塑料导轨中间部位产生气泡，并且胶层也比较厚，贴塑的质量也不好。对此，在实验中作了以下的调整：加压的重块从中间向两端进行，并且加压的压强达到0.06-0.1Mpa（对于大型机床，两头端面还可以采用压板、螺丝定位。），对比下来效果明显改善，实验的成功率达到100%。在加压的过程中还应注意的是：为避免重块挤压出的余胶粘住加压工具，可预先在塑料导轨上铺一层油封纸或者是报纸。

7）加工。固化结束后，先消除余胶，沿导轨粘接面方向切去塑料导轨的工艺余量并倒角，塑料导轨的配刮按通常的刮研工艺进行涂色、配刮，一般要求接触面均匀达70%即可，对于塑料导轨上要开油槽的，一般油槽的深度可为塑料导轨的1/2-1/3，油槽离开塑料导轨的边缘至少6mm以上。

通过以上措施可以有效的防止气泡的产生，并且通过塑料导轨工艺余量的控制可有效的防止塑料导轨的滑移[4]。

其次针对某厂的轧辊磨床MK8463的导轨贴塑长达7米多，并且其平导轨上的塑料导轨厚度达到2.5 mm，V形导轨上的塑料导轨厚度达到1.75mm，因此做了以下实验：

①塑料导轨固化时间实验。对于轧辊磨床MK8463的导轨贴塑采用的方法是：在导轨和塑料导轨上涂好胶水后，将塑料导轨预先放在床身上，然后将工作台合上床身，然后再配重。这一方法缺点是在工作台合上后无法用滚筒进行滚压，也就不能很好的消除气泡，实践下来也证明了气泡的存在。因此考虑到消除气泡可以先将塑料导轨贴在工作台上，用滚筒滚压消除气泡，然后用0.02 Mpa的配重预先固化，然后反转工作台合上床身，再用标准压强规定进行配重。在经过3--4小时的固化后，胶水能够把塑料导轨粘牢，因此，如轧辊磨床MK8463的再次导轨贴塑，可采用以上方法。

②塑料导轨分段贴塑实验。针对轧辊磨床MK8463的导轨贴塑长度较长，通过参观上海重型机床厂的贴塑，其贴塑方法为分段粘贴，因此就轧辊磨床MK8463的分段导轨贴塑进行实验，实验中2.5 mm的塑料导轨长度截为400mm一段，采用两段按照工艺进行到消除气泡时，因其厚度比较大，采用40Kg左右的滚筒滚压后，其塑料导轨依然不能平伏，并且滚筒滚动时容易把两段塑料导轨之间的接缝扩大、塑料导轨容易移位。故如采用导轨分段贴塑必须考虑到塑料导轨的固定、滚筒的重量。

另外对于装配车间提出的胶水问题进行了对比实验，就胶水的剥离强度进行实验，一组采用浙江嘉善工程塑业有限公司的胶水，一组采用上海蓝菱科技发展有限公司的胶水，塑料导轨依然用浙江嘉善金泰工程塑业有限公司出厂的，将塑料导轨截成同一长度（400mm左右），塑料导轨及导轨面上用不同的胶水涂布，其余工艺相同，经过24小时胶水固化的剥离情况对比，上海蓝菱科技发展有限公司的胶水的剥离强度明显强于浙江嘉善工程塑业有限公司的胶水，通过对比实验还看出上海蓝菱科技发展有限公司的胶水的涂胶可操作时间要长，对于夏天进行贴塑时特别有利，另外上海蓝菱科技发展有限公司的胶水固化后用铲刀铲时韧性大，而浙江嘉善金泰工程塑业有限公司出厂的比较脆，因此在塑料导轨配刮时会因其强度问题导致塑料导轨因胶水的剥离而产生塑料导轨的剥离。

3 总结

实践证明：贴塑导轨具有其较低的摩擦系数，耐磨性是传统导轨的几倍，自润滑性能较好，能在机床润滑系统发生故障时有效地避免机床导轨咬伤等特殊的优异性能，适用于精度要求较高的各类精密机床。