静压导轨、贴塑导轨与滚滑复合导轨在机床上的应用
2016-10-14张宏霞
（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔 161005）
摘 要：介绍3种不同类型导轨的性能及应用。
关键词：静压导轨；贴塑；滚滑复合导轨；高精度切削；滚动导轨单元
0 引言
金属切削机床中，导轨装置是必须使用的零部件之一。
机床的导向，离不开导轨，导轨的导向精度、承载能力和使用寿命等都将直接影响机床加工精度和使用寿命。导轨按结构特点和摩擦特性可分为滑动导轨、贴塑导轨、滚动导轨、动压导轨、静压导轨及镶钢、镶金属导轨。齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司生产的机床分别采用了贴塑导轨、静压导轨及滚滑复合导轨（滚动导轨单元与贴塑导轨并用），对提高机床精度及稳定性起到了一定的作用，取得了很好的效果。
1 静压导轨的应用
齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司设计生产的一种数控落地铣镗床，主要由床身、床身齿条、方滑枕、主传动、滑枕进给、主轴箱、立柱、滑座、滑座进给、滑座液压、电器控制等组成。
在滑座与床身之间，主轴箱与立柱之间及方滑枕与主轴箱之间的三向滑动导轨，均采用恒压闭式静压导轨。静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油，使运动件浮起，工作过程中，导轨面上油腔中油压能随外载荷的变化自动调节，以平衡外载荷，保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。该导轨结构具有摩擦系数很小，驱动力小，低速运动平稳性好，承载能力大，刚性，吸振性好的特点。闭式静压导轨能承受正、反方向的载荷，油膜刚度高。承受偏载及颠覆力矩的能力强，特别适用于落地铣镗床这种载荷不均匀，偏载大及有正、反向载荷和立式导轨的机床。滑座、主轴箱等移动部件均装有该公司自主开发设计的浮动夹紧机构。松开与夹紧状态都不破坏静压油膜，保持原几何精度不变。
2 贴塑导轨的应用
该公司设计生产的一种数控万能升降台铣床，具有主轴旋转，工作台纵向、横向移动，升降台垂直移动。
它主要由床身部、主传动部、主传动变速箱部、进给箱部、升降台部、工作台部等几部分组成。工作台部装在升降台上面的水平矩形导轨上，在该导轨上实现工作台的横向移动；工作台与滑座的燕尾导轨相连接，实现工作台的纵向移动。万能铣的滑座分为上下两部分（如图1所示），上部为转盘，下部为滑座，转盘可以左右回转45°。滑座导轨采用贴塑导轨，其特点是摩擦系数小，且动、静摩擦系数相近，耐磨性好，易粘接，不易爬行。采用TF导轨软带，粘贴在滑座的导轨上，该软带是以PTFE（聚四氟乙烯）为基，添加适量青铜粉等填充剂构成的高分子复合材料，采用粉末冶金的方法加工成型。其耐磨性、阻尼性好，具有吸收振动能力，可减少振动和噪声；化学稳定性、可加工性能也好；且工艺简单，成本低。
安装步骤：
（1）各导轨面粗精铣完成后，刨下导轨贴塑面（见图2）。导轨基准立面找正后，按工艺附图刨出0.5深Ra3.2面至尺寸。检查合格后进行下导轨粘塑。
（2）领取活化填充聚四氟乙稀导轨软带、导轨胶。
（3）粘贴聚四氟乙烯导轨软带。在下料时，为防止粘贴错位，软带周边应长出2mm。为了获得Z佳粘结强度，软带要进行拉毛处理，被粘接导轨面的表面粗糙度以Ra12.5～Ra6.3为宜。粘贴表面用丙酮擦拭干净，粘胶采用专业厂生产的导轨胶A及B以1∶1配好搅拌均匀，均匀涂在软带及导轨基面上。在10℃以上的室内，压实24h后即粘牢。切除多余周边，倒角。软带不应有剥离现象。
（4）刮研滑座各导轨面，清理滑座体上的污物杂质，将滑座置于专用研具导轨面上，合研滑座导轨面。要求接触均匀，接触面积全长占70%，全宽占60%，满足要求后开润滑油沟槽。
3 滚滑复合导轨的应用
目前机床普遍使用的是专业工艺装备制造厂生产的滑动导轨和滚动导轨单元，虽然刚性好、精度高，但抗振性能差。尽管相应采用一些减振技术可以提高导轨的稳定性，但结构复杂，制造成本高。该公司设计生产的一种数控龙门专用镗铣床，属于精密机床，对几何精度、运动精度和定位精度要求都较高，为使导轨系统能达到误差相互补偿的效果，根据该机床的载荷特点，采用了滚滑复合导轨，即滚动导轨单元与贴塑导轨并用的方法。该机床横梁滑座采用的滚动导轨单元是某专业工艺装备厂生产的机床功能部件，Z大的优点是摩擦系数小，一般为0.0025～0.005，比贴塑导轨（<0.04）还小很多，且动静摩擦系数很接近，因而具有低惯性和高速响应性能，运动轻便灵活，大大降低了驱动能耗，在很低的运动速度下，都不会出现爬行，低速运动平稳性好，位移精度和定位精度高。如果单纯使用直线导轨及滚动导轨单元，由于直线导轨是淬硬的，且预紧及安装无间隙决定了其缺点是抗振性差，而贴塑导轨正好弥补了这一点。
经过一定时间的实际切削工作，该机床性能良好。达到了预期的效果，尤其是针对高强度、高精度切削表现得比较明显。实践表明，滚滑复合导轨的使用，不仅提高了机床的精度，同时也提高了机床的抗振性和稳定性。