传统的机床导轨,需要两个导轨进行互相人工刮研,长导轨做基面,短导轨做刮研面,为减少刮研量,短导轨还要进行超精加工,然后再进行人工刮研。人工刮研时的强度较大,而且不容易达到理想的接触条件,现介绍用减磨涂层导轨技术解决上述问题。
1、涂层导轨工艺方法及要求
涂层导轨采用短导轨进行涂层,长导轨做基础导轨的设计方法进行结构设计。涂层导轨从工艺方法上分为涂塑导轨工艺、注塑导轨工艺。二者区别不大,涂塑工艺是将减磨涂层材料敷在导轨表面,然后进行压合成型的工艺方法;而注塑导轨工艺是在工件上开注塑孔,用注塑枪向型腔内注塑减磨涂料的工艺方法。二者相比较而言涂塑导轨在工艺操作较为复杂。在设计减磨涂层导轨结构时,必须满足“JB3579-91环氧涂层滑动导轨通用技术条件”的相关技术要求。
2、材料的准备
1)减磨涂层材料。
涂层材料通常由甲、乙两种成分组成,用量通常按导轨体积的1.5倍准备,用时按比例混合使用,材料性能必须符合“JB3578-91滑动导轨环氧涂层材料技术通则”的相关性能要求。
2)辅助材料:清洗剂、脱模剂。
3)油槽线条:油槽线条采用聚氯乙烯塑料软板和双面胶带制作,按设计的油槽尺寸要求切割相应塑料条,油槽线也可以在涂层成型后进行机加工或手工处理出来。
4)量检具:水平仪、角尺、平尺、百分表、量块、塞尺等必要检具。
5)辅助工具:搅拌爪、调和用(参考尺寸为500mm×500mm×0.5mm)不锈钢板、刮板、调整螺栓、千斤顶等。
3、基础导轨工件的准备
基础导轨按图样各加工工序完成,如果采用注塑成型工艺时应加工好注塑孔及出塑孔,如采用涂塑成型工艺时则可不必加工出注胶孔,并按要求调整基础导轨精度符合技术要求,选择合适位置的基础导轨与涂层导轨工件(已按要求完工)进行试验扣合,检查是否干涉以及有无其他问题,并将扣合位置做好标记,待正式扣合时仍按本次记录的位置进行。基础导轨进行清洗至无油污、异物。按涂层导轨图样的要求的油槽线位置,粘贴已经准备好的油槽线条。
4、涂层导轨工件准备
待涂层的导轨按图样要求进行加工,需要涂层的导轨面拉毛处理成较为粗糙状态,如涂层的底面按图刨削成高低起伏的锯齿形状的纹理,如受结构限制不能刨削加工的位置可以进行铣削加工。拉毛以后,要用毛刷将拉毛导轨沟槽内的油污异物,彻底清理出来,并清洗至无油污、异物。
5、试扣合及精度预调
可采用调整螺栓(或采用千斤顶、调整垫铁)支撑,将导轨副扣合,通过塞尺或设计定位销控制导轨涂层厚度约1.8~2.2 mm,通过水平仪、平尺、百分表等检具确定精度达到要求后,用记号笔记录扣合段位置,导轨分离,进行下步的最终清洗。
6、清洗及涂抹脱模剂
用丙酮将基础导轨以及涂层导轨进行最后的彻底清洗,反复清洗达到无油污、异物。用干洁的压缩空气将拉毛表面吹干,并自然凉干20~30 min。脱模剂的作用就是使基础导轨与耐磨涂料不产生粘接,可方便地进行脱模,也使其他粘连涂料的表面易于清理。用干净的布蘸取脱模剂,在基础导轨扣合段上涂抹脱模剂,两端多擦出150~200 mm。耐磨涂料可能流淌到的加工表面都应涂抹。用毛刷蘸取脱模剂,在导轨支承边上、垫块或定位销上涂抹脱模剂。
7、减磨涂料的调和与涂塑
将A、B两组份盒装的减磨涂层材料按配合比例混合,用电钻带动搅拌爪搅拌均匀。充分调匀(一般3min左右)后将搅拌好的耐磨涂料摊开放置在不锈钢平板上,再用油灰刀搅拌、碾压耐磨涂料至细腻程度。耐磨涂料搅拌完成后,不需等待,用刮板将涂料刮到拉毛的导轨上,逐层进行加厚刮涂,并保证整体相差在2mm以内,整个刮涂控制在0.5h内为好,若时间过长,耐磨涂料有固化趋势。如采用注胶工艺方法,则此步骤改为用注胶枪向注塑孔内注射减磨涂料,并在扣合之后进行注塑。
8、扣合精度控制及减磨涂料固化
将刮涂完成的工件按照原标记好的位置扣合在基础导轨上,如工件自重较重,那么依靠自身重力即可实现压合,如工件自重较轻,那么则需要加载一定的压力,以促使压合可靠。当扣合到达预期位置时用水平仪、平尺、百分表等检测各项精度,至精度合格停止加压,并用塞尺检测调整螺栓是否已发挥作用,确认精度达到要求后,停止调整,等待耐磨涂料自然固化。温度高时,固化时间短,温度低时固化时间适当延长,当工作低温低于15℃时,则不宜进行操作,而应适当增加环境温度,否则影响涂层材料的搅拌均匀和固化。
9、导轨之间分离及检验
由于在基础导轨表面涂抹了脱模剂,因此涂层导轨面不会与基础导轨面粘连,只需在涂层导轨工件与基础导轨工件之间加载一定的分离作用力,即可实现二者导轨的分离。导轨分离后,将成型的油槽内塑料油线条清理掉,各部粘连的多余的耐磨涂料也一并清理,最后用丙酮将二导轨彻底清理干净。通过着色剂对涂层导轨进行合研,按要求检验接触精度。