重型龙门镗铣床静压导轨注胶工艺

李刚利

（共享装备股份有限公司，银川 750021）

静压导轨是在导轨副之间建立承载油膜，使导轨间始终处于纯液体摩擦状态。静压导轨摩擦系数小，一般为0.000 5～0.001 0，是重型龙门镗铣床导轨副主要采用的技术。静压导轨的油膜形成建立在流体缝隙理论基础上。静压导轨板为中空等周边封油，为平行平板缝隙。导轨副间的贴合状态是影响静压效果的主要因素。常规重型机床的静压导轨板采用锡青铜板，锌铝合金板材料。导轨板需要经过装配黏接、加工导轨面、与床身配刮研、配合齿条安装面及导向导轨的侧面等工序，工序多，周转时间长，刮研劳动量大，装配操作技能要求高。依托导轨涂层材料与技术和导轨注胶工艺，导轨面一次成型，可获得理想的导轨贴合度。

1 导轨涂层材料的优势

金属导轨副在油润滑的作用下，摩擦系数也比较大，摩擦特性呈负斜率。当推动力积聚至超过静摩擦力时，导轨面之间开始滑动。随着滑动速度的增大，摩擦阻力迅速下降，导致滑动突然加速，形成了周期性黏-滑状态，导致机床工作台“爬行”，降低了零件的加工精度。当供油中断时，金属导轨副之间很容易发生“咬合”或黏着，致使机床导轨面研伤。导轨涂层材料是具有良好润滑减磨性能和机械强度的固体材料，一般为双组分，以超细减磨润滑材料为骨材，在加入固化剂的初始阶段呈现糊状，有较好的流动性，注射成型精度好，固化无收缩，与金属基体有良好的结合力，抗冲击性能好，性能稳定，与床身导轨软硬配合，使用寿命长。

2 导轨注胶工艺简介

2.1 材料的物理性能与验算

以某国产减磨涂层材料TS312 涂层材料为例，其抗压强度为83 MPa，拉伸强度为34 MPa，剪切强度为20 MPa，弯曲强度为35 MPa，硬度为80（Shord D），摩擦系数为0.019，可操作性时间为55 min，固化时间为24 h[1]。

以4 m×12 m 工作台移动式重型龙门镗铣床为例，工作台长度为12 m，宽度为4 m，采用3 条静压导轨副，导轨宽度为0.3 m。每条导轨承载面积为10.8 m2。取抗压强度83 MPa 的10%计算为8.3 MPa，即8.3×106N·m-2。可承载质量为942.45 t，远大于185.4 t（工作台自身质量为65.4 t，承载要求为120 t）。可见，此材料满足承载要求。

2.2 注胶工艺方式

注胶工艺方式多采用刮涂复印成型法和注胶复印成型法两种。

刮涂复印成型法即将导轨调整好精度，把混合好的涂层材料均匀刮涂在清理干净的导轨上，调整好支撑工装精度，再将翻好的床身（提前涂好脱模剂）扣在支撑工装上。床身与导轨间的预留间隙即为涂层固化后的厚度，涂覆厚度应大于此预留间隙。刮涂复印成型也可获得良好的接触精度，但是涂层材料混合后会在1 h 内会初步硬化，要求刮涂操作在1 h 内完成。对于稍大的工件，需要大量人力同时进行称重、混胶和刮涂，且行车吊运要及时。刮涂厚度不均和前后刮涂硬化不一会都出现夹渣或局部缩松，严重影响注胶成型质量。此方法一般用于小型机床导轨副或机床导轨维修。

对于重型龙门镗铣床的床身导轨注胶一般采用注胶复印成型法，即使用泡棉在床身导轨上制作空腔，再将待涂工作台与调整好精度的基础导轨（附有脱模剂）扣合，类似注塑成型法，通过注胶孔手工注胶制成涂层导轨，接触精度高，一次接触面能够稳定在80%以上[2]。

3 注胶复印成型法实施步骤

以4 m×12 m 动工作台式重型龙门工作台导轨副为例，采用注胶复印成型法，详解论述实施步骤。

3.1 床身导轨与工作台检查、清理、准备

在压紧状态下检查床身导轨在垂直平面内的直线度和平行度，参照安装机床的技术要求执行。清理床身，用丙酮将导轨面清理干净、晾干待用。

工作台台面翻转，待黏面向上放置（粗糙度大于12.5 μm），如图1 所示。检查注胶孔和进油孔齐全。用无缝管￠10 mm×500 mm（两端M10×1）逐个试装注胶孔螺纹。用锉刀和油石清理支撑边、调整垫、安装面毛刺。在工作台上配做M8 螺孔，将侧导向面封条用压板固定（要求压板的侧边偏离工作台的尺寸应小于侧面胶层厚度）。用压缩空气将注胶孔、进油孔内的杂物及工作台上的杂物清除干净。用平尺和深浅尺测量支撑边到待注胶面尺寸，在每条导轨的中间和两端测量，为3 mm±0.1 mm。将注胶堵及安装孔用丙酮清洗干净，涂乐泰胶防松，安装注胶堵，要求低于加工面0.5 mm。将注油孔用木塞￠8.2 mm×10 mm 封堵，木塞高出加工面1.5～2.0 mm。用记号笔在工作台上逐孔标识油孔位置。用组合夹具和百分表、塞块检查两节工作台工艺基准面相对于齿条在工作台两端尺寸的差值，配磨工艺垫。用丙酮将待注胶面反复清理干净、晾干[3]。

图1 工作台导轨待黏面

3.2 辅材准备、清理

无缝管￠10 mm×450 mm（两端M10×1）用丙酮或清洗剂清理内孔，晾干待用。注胶嘴攻丝M10×1，截断。将制作胶嘴截断部分用木塞￠8.2 mm×10 mm封堵实。

3.3 在床身导轨面上制作油槽

选择床身相隔较远的两段床身位置作为涂层注胶段，在两端分别做好工作台就位时的标记。以标记点为基准，按照图纸油槽尺寸，用记号笔划线。沿划线标识，将泡棉（20 mm×1 mm、4 mm×1 mm）黏接在床身导轨面上，制作出平面和立面的油槽及相临封闭油腔间的空腔。黏接时注意顺向展压、贴实并贴整齐。隔断泡棉（15 mm×1 mm）距离床身导轨侧面留出8 mm 距离。侧面隔断泡棉（15 mm×1 mm）距离上导轨面92 mm。相临泡棉不允许出现叠加。立面与平面油槽线对齐。导轨油槽如图2 所示。

图2 导轨油槽

3.4 在工作台上贴支撑边和密封胶条

人工制作支撑边贴条，材料为三烷乙丙，尺寸为5 mm×1.2 mm。将贴条沿工作台长度方向黏接，黏接材料为乐泰501 或495。黏接时注意顺向碾压、贴实，要求与支撑边加工边缘贴整齐，偏离不允许超过1 mm。人工黏接密封橡胶条。将密封橡胶条沿工作台长度方向黏接，黏接材料为乐泰501 或495。黏接时注意顺向碾压，与工艺压板及工作台贴实。竖直方向密封橡胶条与工作台垂直。注意检查立面静压油区应比床身的油槽线长20 mm 左右。平面和立面的密封橡胶条接口应不漏胶。

3.5 安装工作台前的准备工序

将除工作台注胶面外的相邻非注胶面用浓油仔细抹涂。用1755 清洗剂清理工作台待注胶面至无油、无锈、无粉尘。工作台翻面，将无缝管￠10 mm×450 mm（两端M10×1）安装在工作台上，螺纹部分抹涂1731 脱模剂。将除中间部分的3 个外无缝管用胶嘴截断部分封口。将工作台吊起放在安全支撑上，再次检查待注胶面清洁度，检查密封部分是否黏接牢固、封闭。从工作台中间向两边仔细喷涂1755 清洗剂，晾干、待用。床身导轨面及侧面用棉布蘸锂基脂均匀轻擦一遍，要求人工正面观察看不出油。再用1731 脱模剂仔细喷涂两遍，要求喷涂均匀。用棉布蘸1731 脱模剂将重点部位轻擦一遍，从床身端部开始，沿长度方向500 mm 范围内，分别向两端均匀喷涂两遍1731脱模剂。

3.6 安装工作台并固定

准备调整垫铁、千斤顶组件共4 套（或将工装装在工作台上），分别放在床身两侧四角。吊装工作台，在距离床身导轨面20 mm 左右时，用千斤顶组件支撑牢固。注意工作台侧面尽量偏离床身侧导向面，两端面尽量与床身上的标识面对齐。分别在四角位置依次均匀降低工作台，人工观察至支撑边胶版距离床身导轨面2 mm 左右时停止。用工装时，工作台可直接放在床身上。用M24 调整螺栓通过铜板或其他软材料的板及调整垫将工作台的侧面与床身贴紧。缓慢均匀降低工作台至与床身导轨面完全接触，撤走千斤顶支撑，将工作台在两端部与中间位置固定。将软泡沫纸铺在地面上，检查侧面调整垫和床身导轨面的接触。用大塞尺检查待涂胶层厚度是否为3 mm±0.1 mm，同时检查支撑边接触是否正常，包括是否压实、接触宽度是否能够密封。

3.7 注胶

将固化剂与骨材混合，搅拌均匀装入空胶桶，胶嘴向上正置30 s。将装好胶的胶桶放入注胶枪，切割胶嘴，胶嘴向上打胶排空气，待胶开始溢出，将注胶枪安装在无缝管￠10 mm×450 mm（两端M10×1）胶嘴上。胶枪竖直，每隔1.5～2.0 s 打一次胶。

每次换胶桶注胶时都要将胶倒满注胶嘴，然后将胶枪拧装在注胶嘴上。待相邻无缝管开始溢胶时停止，将中间的无缝管封堵。从相邻两无缝管开始分别注胶，在接近两端的第二个注胶孔注胶时，将工作台两端的封口去掉。观察工作台两端开始出胶后，将两端用和胶板与工作台贴实，用调整垫铁挤靠，继续打胶10 s，最后两个注胶桶保留。注胶完成2 h 后，将无缝管拆下，起模前拆卸保留的最后两个注胶桶[4-5]。

注胶完成，室温下固化时间24 h 后起模。将工作台侧面调整垫及调整螺栓拆下，安装4 个千斤顶，均匀、缓慢地分别在两端先后调整千斤顶，使工作台离开床身导轨20 mm，用行车将工作台拆下。工作台翻面，导轨面向上放置，人工通开油孔。仔细清理干净，检查油槽是否畅通，同时刮开工装安装区域。

4 结语

随国产减磨涂层材料的发展，重型龙门镗铣床导轨已广泛应用于耐磨涂层注胶工艺。文章列举龙门镗铣床工作台导轨副使用注胶复印成型法的实施步骤，结果显示，实践中导轨注胶工艺显著降低了劳动强度，提高了生产周转效率，复检装配精度，满足设计要求，突破了导轨副制造精度（平面度、扭曲度、平行度）因素的限制，提高了导轨副的贴合精度。