靜壓導軌、貼塑導軌與滾滑復合導軌在機床上的應用
2016-10-14張宏霞
(齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司,黑龍江齊齊哈爾 161005)
摘 要:介紹3種不同類型導軌的性能及應用。
關鍵詞:靜壓導軌;貼塑;滾滑復合導軌;高精度切削;滾動導軌單元
0 引言
金屬切削機床中,導軌裝置是必須使用的零部件之一。
機床的導向,離不開導軌,導軌的導向精度、承載能力和使用壽命等都將直接影響機床加工精度和使用壽命。導軌按結構特點和摩擦特性可分為滑動導軌、貼塑導軌、滾動導軌、動壓導軌、靜壓導軌及鑲鋼、鑲金屬導軌。齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司生產的機床分別采用了貼塑導軌、靜壓導軌及滾滑復合導軌(滾動導軌單元與貼塑導軌并用),對提高機床精度及穩定性起到了一定的作用,取得了很好的效果。
1 靜壓導軌的應用
齊齊哈爾二機床(集團)有限責任公司設計生產的一種數控落地銑鏜床,主要由床身、床身齒條、方滑枕、主傳動、滑枕進給、主軸箱、立柱、滑座、滑座進給、滑座液壓、電器控制等組成。
在滑座與床身之間,主軸箱與立柱之間及方滑枕與主軸箱之間的三向滑動導軌,均采用恒壓閉式靜壓導軌。靜壓導軌是在兩個相對運動的導軌面間通入壓力油,使運動件浮起,工作過程中,導軌面上油腔中油壓能隨外載荷的變化自動調節,以平衡外載荷,保證導軌面間始終處于純液體摩擦狀態。該導軌結構具有摩擦系數很小,驅動力小,低速運動平穩性好,承載能力大,剛性,吸振性好的特點。閉式靜壓導軌能承受正、反方向的載荷,油膜剛度高。承受偏載及顛覆力矩的能力強,特別適用于落地銑鏜床這種載荷不均勻,偏載大及有正、反向載荷和立式導軌的機床。滑座、主軸箱等移動部件均裝有該公司自主開發設計的浮動夾緊機構。松開與夾緊狀態都不破壞靜壓油膜,保持原幾何精度不變。
2 貼塑導軌的應用
該公司設計生產的一種數控萬能升降臺銑床,具有主軸旋轉,工作臺縱向、橫向移動,升降臺垂直移動。
它主要由床身部、主傳動部、主傳動變速箱部、進給箱部、升降臺部、工作臺部等幾部分組成。工作臺部裝在升降臺上面的水平矩形導軌上,在該導軌上實現工作臺的橫向移動;工作臺與滑座的燕尾導軌相連接,實現工作臺的縱向移動。萬能銑的滑座分為上下兩部分(如圖1所示),上部為轉盤,下部為滑座,轉盤可以左右回轉45°。滑座導軌采用貼塑導軌,其特點是摩擦系數小,且動、靜摩擦系數相近,耐磨性好,易粘接,不易爬行。采用TF導軌軟帶,粘貼在滑座的導軌上,該軟帶是以PTFE(聚四氟乙烯)為基,添加適量青銅粉等填充劑構成的高分子復合材料,采用粉末冶金的方法加工成型。其耐磨性、阻尼性好,具有吸收振動能力,可減少振動和噪聲;化學穩定性、可加工性能也好;且工藝簡單,成本低。

安裝步驟:
(1)各導軌面粗精銑完成后,刨下導軌貼塑面(見圖2)。導軌基準立面找正后,按工藝附圖刨出0.5深Ra3.2面至尺寸。檢查合格后進行下導軌粘塑。

(2)領取活化填充聚四氟乙稀導軌軟帶、導軌膠。
(3)粘貼聚四氟乙烯導軌軟帶。在下料時,為防止粘貼錯位,軟帶周邊應長出2mm。為了獲得Z佳粘結強度,軟帶要進行拉毛處理,被粘接導軌面的表面粗糙度以Ra12.5~Ra6.3為宜。粘貼表面用丙酮擦拭干凈,粘膠采用專業廠生產的導軌膠A及B以1∶1配好攪拌均勻,均勻涂在軟帶及導軌基面上。在10℃以上的室內,壓實24h后即粘牢。切除多余周邊,倒角。軟帶不應有剝離現象。
(4)刮研滑座各導軌面,清理滑座體上的污物雜質,將滑座置于專用研具導軌面上,合研滑座導軌面。要求接觸均勻,接觸面積全長占70%,全寬占60%,滿足要求后開潤滑油溝槽。
3 滾滑復合導軌的應用
目前機床普遍使用的是專業工藝裝備制造廠生產的滑動導軌和滾動導軌單元,雖然剛性好、精度高,但抗振性能差。盡管相應采用一些減振技術可以提高導軌的穩定性,但結構復雜,制造成本高。該公司設計生產的一種數控龍門專用鏜銑床,屬于精密機床,對幾何精度、運動精度和定位精度要求都較高,為使導軌系統能達到誤差相互補償的效果,根據該機床的載荷特點,采用了滾滑復合導軌,即滾動導軌單元與貼塑導軌并用的方法。該機床橫梁滑座采用的滾動導軌單元是某專業工藝裝備廠生產的機床功能部件,Z大的優點是摩擦系數小,一般為0.0025~0.005,比貼塑導軌(<0.04)還小很多,且動靜摩擦系數很接近,因而具有低慣性和高速響應性能,運動輕便靈活,大大降低了驅動能耗,在很低的運動速度下,都不會出現爬行,低速運動平穩性好,位移精度和定位精度高。如果單純使用直線導軌及滾動導軌單元,由于直線導軌是淬硬的,且預緊及安裝無間隙決定了其缺點是抗振性差,而貼塑導軌正好彌補了這一點。
經過一定時間的實際切削工作,該機床性能良好。達到了預期的效果,尤其是針對高強度、高精度切削表現得比較明顯。實踐表明,滾滑復合導軌的使用,不僅提高了機床的精度,同時也提高了機床的抗振性和穩定性。