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用贴塑的方法维修C620-1车床导轨

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-03-04  浏览次数:115
核心提示:一.前 言C620-1车床导轨的摩擦形式是铸铁-铸铁,这就使车床导轨副的耐磨性和摩擦系数成为影响其使用寿命和精度保持性的关键因素

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C620-1车床导轨的摩擦形式是铸铁-铸铁,这就使车床导轨副的耐磨性和摩擦系数成为影响其使用寿命和精度保持性的关键因素。此外,金属本身物理性能的局限性也使得金属导轨副产生一些难以克服的缺点:
1.出现爬行现象:由于静磨擦系数远大于动磨擦系数。C620-1车床床鞍与床身导轨在有润滑下的静摩擦系数约为0.14。
2.精度保持性不好:因为两个金属面相互磨擦很容易造成会磨损,速度磨损较快。故对润滑要求较高。
3.维修困难:床身、拖板需要重新加工,所以工作量大。
.维修对象
我校有一台C620-1卧式车床,导轨的磨损比较严重而进入报废。床身导轨磨损状况较严重,发现床鞍山型导轨面上的一边拉毛近2mm,平导轨面拉毛1.2mm。现将它维修好用于教学用。
按传统的维修普通车床导轨方法有堆焊、刨削、精磨、刮削等,刮削适用磨损量在0.3mm以下,精度较高,而精刨一般都在磨损量在0.3mm以上,堆焊一般用在0.6mm以上的磨损量。采用机械加工方法修复,不但会大大削弱导轨的寿命,而且会引起与导轨配合的各部件间的尺寸链变化。使用这些方法维修后,由于还是传统的金属—金属摩擦形式,所以维修后的精度保持性还是不佳,而且维修还受条件,场地,成本的约束。近年来,国内外在机床导轨维修中,广泛采用了导轨贴塑这一新技术来修复,工艺简单。还可以较好的解决因机加工引起的尺寸链变化。
.贴塑导轨概述
贴塑导轨是采用粘接剂将聚四氟乙烯导轨软带粘接在导轨面上,使得传统导轨的摩擦形式变为铸铁-塑料摩擦副。(下文用导轨软带简称聚四氟乙烯塑料导轨软带)
()导轨软带应用在什么部位
导轨软带一般固定在滑动导轨副的短导轨(动导轨或上导轨),使它与长导轨(静导轨或下导轨)配合滑动,如车床可粘贴在床鞍导轨或尾座导轨,以及锲铁导轨上。见图1。
()聚四氟乙烯导轨软带
聚四氟乙烯导轨软带是以聚四氟乙烯为基体,加入铜粉﹑二硫化钼和石墨填充剂混合烧结,做成导轨软带状。聚四氟乙烯导轨软带的特点有:
⑴耐磨性好
其动静摩擦系数基本接近,而且摩擦因素很低,能防止低速爬行使运动平稳。由于聚四氟乙烯塑料导轨软带材料中,本身具有润滑作用,对润滑的供油量要求不高,采用间歇供油即可。见图2为速度/负载—磨擦系数曲线
⑵减振性能好
塑料的阻尼性能好,其减振消声性能对提高摩擦副的相对运动速度有很大的意义.最高进给速度可达15m/min.
⑶工艺性能好
可降低对粘贴塑料的金属基体的硬度和表面质量的要求,而且塑料易加工(铣﹑刨﹑磨﹑刮)以获得良好的导轨表面质量。
(三)胶粘剂
用于聚四氟乙烯导轨软带粘接的粘接剂为导轨胶。主要有两类:无氟导轨胶和含氟导轨胶。无氟导轨胶有国产的F-4S,F-4D,FS等牌号。含氟导轨胶是由国产的F -2,F-3,FN等牌号和美国Raychem公司生产的氟树脂粘接剂等。
J-2012导轨胶为双组分,环氧树脂粘接剂,可室温或加热固化,不仅适用于氟塑料与金属,还适用于金属与其它非金属材料的粘接与修补,该胶具有较好的粘接强度,耐油、耐碱液、耐水和耐老化等优良性能。
.修理工艺
1.工艺分析
床鞍导轨面1拉毛近1mm,导轨面3拉毛0.7mm 。按导轨面的大修工艺,将床鞍1面、2面、3面刨削。当导轨面刨去加工余量之后,床鞍将会下降,这就会影响到齿轮与齿条的啮合精度,两者之间的啮合间隙将增大,而且由于床鞍的整体平行下降,还将影响丝杆与螺母之间的啮合。这是粗刨后出现的主要问题。
床身导轨面4和6磨损较严重,主要是拉毛。采取对其进行精刨。然后进行刮削。   
由于床身导轨和床鞍导轨都进行了精刨加工,为了保持导轨面之前的精度,我们采取在床鞍导轨面上粘贴聚四氟乙烯塑料导轨软带,以抵消被刨削加工的厚度。以恢复导轨之前的精度。
为了保持导轨面平行下降 ,则2面、3面的加工量为 C=a×sin25°=0.42 C就是1导轨面刨1mm导轨水平向右移动0.42mm。
1)导轨面2加工量b 见图5所示的几何关系。
2面的加工量b=c÷sina65°=0.46mm
2)导轨面3的加工量H 图5所示的为几何关系。
3面的加工量H= =1.1mm
3)机械加工(刨削)的加工量
1面--a=1.00mm
2面--b=0.46mm
3面--H=1.10mm
同理,可以求得出床身导轨的的刨削加工量:
4面--1.50mm
5面--0.63mm
6面--1.36mm
2.工艺步骤
(1)导轨面加工
①按照上面给出的刨削加工量,对其进行刨削加工,其中床鞍导轨面1、2、3进行粗刨,床身导轨面4、5、6进行精刨。由于床鞍导轨面1、2、3要涂胶粘剂粘贴导轨软带,所以要求1、2、3面的表面粗糙度为Ra12.5~25µm之间。以增强粘接强度。同时也需要刨出一定的凹槽。(图6为给出了导轨面3的加工图,1、2面也参照此图)。
②先刮削床身导轨面山型导轨6,用平行平尺进行研点刮削。再用平行平尺和角度底座研点刮削5,并检验山型导轨在竖直面和水平面的直线度至要求精度,然后以山型导轨为基准,以平行平尺研点刮削平面导轨4,并保证平面导轨4平面度、直线度,还要保证其对山型导轨面的平行度。表面粗糙度要求在Ra0.8~1.6µm。(注意:表面太光滑与导轨软带运动会引起真空吸附作用,太粗糙有容易使软带磨损。)
(2)下料
①导轨软带厚度的选择:机加工量(床身导轨机加量+床鞍导轨的机加工量)+刮削余量,通常的刮削取0.1~0.15mm,在本次维修中,我们取0.1mm作为刮削余量。
在宽度选取时,为了粘贴时,不发生滑移,可适当的减小宽度,在单边的余量可减小1mm。
而在长度上的截取时,为了粘贴时,在导轨软带两端拉紧,在单边上增加40mm。
②软带裁减尺寸
1面 取长度为600mm、厚度为2.46mm,宽度为36mm的导轨软带。
2面 取长度为600mm、厚度为1.14mm、宽度为21mm导轨软带。
3面 取长度为600mm、厚度为2.71mm、宽度为25mm的导轨软带。
导轨软带我们采用上海蓝菱公司生产的低摩擦高耐磨的6S导轨软带。后附6S导轨软带性能表。(余量不要太长,太长浪费,不经济。)
③然后用锯条在软带被粘接面1、2、3纵横45度拉成深为0.2~0.6mm的凹槽,以增加导轨软带与导轨面1、2、3、面的剪切强度。
(3)清洗
待粘导轨面的清洗采用三氯乙烯。用毛刷沾三氯乙烯在导轨面然后用钢丝刷刷洗。用白纱布检查到不见黑为止。同样用纱布沾三氯乙烯清洗聚四氟乙烯导轨软带待粘接面。(注意:清洗时不能用汽油或者酒精,因为用这两者后在清洗后都会留下一层薄膜,这将影响粘接效果。)
(4)粘接
①调胶 采用与6S导轨软带相配套的6S专用导轨胶,调胶时把A、B组分按其1:1的的重量配比,在玻璃容器中充分调匀后涂在两个面上。为了保证粘接可靠,被粘导轨面应纵向涂抹,而导轨软带的粘接面则应横向涂抹。然后再调整刮胶刀的(见图7)刀杆与刀片的间隙至0.15mm,反复的在涂胶导轨面来回刮,刮的时候也要顺着导轨胶的涂抹方向。直到胶层均匀为止。(用胶量控制在700g/m2。)
②粘接 导轨软带与床鞍导轨1面、2面、3面粘合时,将导轨软带与导轨面前后左右进行蠕动一下,使它们全面接触。然后在用大直径的轴承由中间往两边滚压,把胶接面内的空气排除干净,使结合面牢固。见图8 。
(5)固化
将床身与大拖板相配的导轨面铺上一层油封纸,以防止两面粘合,然后在将大拖板抬上在床身导轨上,利用大拖板自身的压力进行均匀固化,压力为0.5╳106pa。固化温度在20度以上,固化时间为3天。(注意:温差不能太大,太大将会由于热胀冷缩,也会使得使用性能不佳。)
(6)制作油槽
先去压,然后用刀片清除余胶,并休整多余余量的边角。将粘接好的导轨面用手动砂轮机与钢尺配合磨出一条S形油槽,油槽形状如下图9。开油槽时,一般不要开透软带,油槽的深度可为软带厚度的1/3。油槽离开软带边缘的6mm以上。(注意:在砂轮机打磨时,每次的进刀量要小。)
(7)刮削
导轨软带粘接后,为了改善接触情况,要经过刮削。用纱布清理导轨软带表面,涂上红丹粉,在以修好的床身导轨面为基准,研点刮削粘接后的导轨面,要求在全长上要达到70%以上,全宽上也要达到70%以上,在25mm╳25mm上的检测点数为10个点。并且保证导轨纵向移动对主轴中心线的平行度。由于贴塑表面经过刮削后,其表面所形成的低凹部分储存润滑油,导轨副在移动中则形成一层油膜,有利于润滑,从而又可以提高导轨副的耐磨性能。
(8)精度检验
检验项目:①主轴轴线对溜板移动的平行度
a.在垂直平面内; 0.015mm
b.在水平平面内; 0.012mm
②工件试切精度
精车外圆的精度;a.圆度; 0.008mm
b.圆柱度 0.020mm
均在卧式车床精度标准范围之内。
五.总结
导轨软带与导轨的静摩擦因数0.10—0.13,动摩擦因数0.14~0.16(在30#机油);粘贴前两导轨的的静摩擦因数0.2~0.21,动摩擦因数0.13(30#机油)。维修后有以下几大特点:
1、 可以看出维修后运动副之间的动静摩擦系数基本相等,明显改善爬行现象。
2、 由于两者之间的摩擦系数小,而且由于导轨软带有自润滑的作用,所以耐磨性有很大的提高。通过该维修后的一年多时间里,采取两班教学制度,也没发现明显的磨损。
3、由于软带的质地较软,即使嵌入金属碎屑、灰尘等杂质,也不至于损坏金属导轨和软带本身。避免了研伤出现。
与传统的车磨刨等维修方法,用该方法维修后,导轨摩擦系数低,性能更稳定。从而在相同的生产周期内,延长了导轨大修的时间,使用寿命提高了。维修成本也比较低。当导轨软带磨损至不能满足工作要求时,可将原软带剥去,胶层清除干净后,从新粘接新的导轨软带即可,比较简单。
 
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