大型卧式镗床滑座导轨的再制造

在矿山机械加工制造中所使用的机床多是重型、超重型设备，造价昂贵，动辄数百万元，甚至数千万元的设备也很常见，这些设备一般都要服役几十年。对设备升级或处理一些重大质量问题时，多是千方百计地进行大修或再制造，从而延长设备的使用寿命。本文介绍了一台大型卧式镗床的修复过程。

1 问题

图1 是1 台英国Asquith 公司设计制造的200 mm卧式镗床外观照，1976 年以二手设备购进，1982 年又转入中信重工公司，使用期已超过40 年。在中信重工使用的30 多年里，该机床基本处于高负荷的工作状态，也经历了数次大修。

本次大修时，在机械方面，检查到立柱、溜板、滑枕、立柱下滑座及床身等部件的导轨均有不同程度的磨损。为恢复导轨的精度，公司对这些部件一一制定了修复方案，本文重点介绍立柱下滑座导轨的修复方案。

2 方案选择

对立柱下滑座导轨的修复可采用多种方式进行。

2.1 机加工方案

由于床身导轨与滑座导轨均有不同程度磨损和研伤，机加工可以恢复导轨面精度，但也存在问题。机加工后不仅要对导轨副进行反复刮研，工作量大，而且导轨副加工后，床身上的齿条与滑座上的齿轮接触尺寸链发生变化，安装齿条的基准面需要重新加工确定(如图2 所示)，从而导致维修周期长、成本提高。

2.2 贴塑方案

导轨副机加工后在滑座导轨粘贴填充聚四氟乙烯导轨软带，可以恢复床身上的齿条与滑座上的齿轮接触尺寸链。但该机床导轨面较宽，两端磨损量偏差大，不易粘接好软带，同时因为导轨前端与后端、左导轨与右导轨所需恢复的尺寸厚度相差较大，要达到导轨副配合精度及立柱的垂直精度，还需对软带面进行反复刮研，所耗工时也较多。

2.3 减摩涂层复印成型方案

该方法是将滑座导轨面简单粗加工后，将一种耐磨涂层材料涂敷于导轨面上，在与其相配合的床身导轨面上粘贴好复印油槽的塑料软板，再喷涂一种不粘胶的脱模剂，然后将滑座扣合在床身上，依靠滑座自重及适当加重后，将涂层准确地压到规定的尺寸厚度(导轨前端与后端，左导轨与右导轨4 角备有定位支撑块)。待涂层固化后取下滑座，清理溢出的余料，去除油槽软板，用砂布轻微打磨后即可使用。

由于复印成型精度准确，特别是涂层厚度可以自由控制，省去了大量的刮研时间，因此滑座导轨的修复选择了该方案。

3 方案实施过程

滑座原设计采用的是静压导轨，水平面设计有12块静压区，每条导轨设有6 块静压区域(如图3)。

为提高涂层导轨制备效率和精度，拆下侧面压板c，将水平导轨面a 与侧导轨面b 涂层同时施工。依照以下步骤实施。

3.1 准备工作

(1)选择扣合区

选一段调整好精度的床身作为与滑座导轨的扣合区，划线定位。

(2)清洗

将扣合区的床身导轨及滑座导轨清洗干净，保证无杂质、无油污，可采用丙酮、1755EF 清洗剂等;这样能够明显提高涂层的粘接强度。

(3)贴油槽线

在床身上确定油槽扣合的相对位置，用双面胶带将事先裁定好的油槽模板(透明水晶软板，1 mm 厚)粘贴在床身上，这样复印涂层时可以将导轨涂层面的油槽一同复印成型(如图4)。

(4)喷涂脱模剂

在床身上喷涂1731 脱模剂，其目的是使减摩涂层不与床身导轨及油槽模板粘接。

(5)放置等高垫

在左右导轨两端各放置可控制涂层厚度的等高垫(厚度经测量后确定，厚度在1.5～1.9 mm 间)，用以保证复印后涂层厚度及滑座水平达到理想的要求。

3.2 施胶过程

TS316 减摩涂层是一种双组份材料，按比例调匀，涂敷在水平导轨和侧面导轨上，基本刮涂平整，并形成略带弧形面即可。涂敷量经验值按下式计算:

式中:G 为涂层重量，kg;L 为涂层导轨长度，cm;D 为涂层宽度，cm;H 为涂层厚度，cm;d 为涂层密度，g/cm3;k 为系数，一般按1.4 计算。

3.3 扣合

将涂好涂层后的滑座准确地扣合在床身预先设计的区域内，在未全部接触到位时，通过千斤顶和涂层件的等高垫将滑座与床身侧基准面挤压到位，以保证该面与齿条基准面平行;再通过滑座自重并适当加压将滑座与床身挤压到位(等高垫定位)，如图5 所示。

3.4 固化

扣合到位后，常温固化24 h。当温度较低时，可采用加温或者延长固化时间的方式使涂层固化程度更高。

3.5 起模

将涂层固化后的滑座吊起，此时导轨已经复印成型，清理去除导轨边缘溢出的余料，去除油槽模板，清理干净泄油槽，开通各油孔，砂布轻打磨表面去毛刺至光滑，即可转入装配。

4 结语

经检测涂层导轨精度达到要求。此方案证明在维修大型机床中，导轨涂层复印成型法有着明显的优势，对于恢复尺寸链和精度，其工艺简便易行，而且可明显地降低维修时间和维修成本，在大型机床、超大型机床的导轨再制造中，无疑是一个非常好的修复手段。