于馨， 魏興， 康久良， 申展超

（大連益利亞工程機(jī)械有限公司，遼寧 大連116025）

1 引 言

機(jī)床導(dǎo)軌對(duì)支撐部件起承載作用，對(duì)執(zhí)行部件起引導(dǎo)作用。隨著全自動(dòng)、高精度、高效率、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的數(shù)控機(jī)床和加工中心的發(fā)展，對(duì)導(dǎo)軌工作的可靠性和穩(wěn)定性也提出了更高的技術(shù)要求。

滑動(dòng)導(dǎo)軌是最常見的導(dǎo)軌之一。在使用過(guò)程中，滑動(dòng)導(dǎo)軌常因摩擦系數(shù)大、磨損快、低速易爬行等缺點(diǎn)，導(dǎo)致配對(duì)使用的金屬導(dǎo)軌面精度降低、使用壽命縮短，同時(shí)也影響了機(jī)床的加工精度、效率及壽命。

為了解決以上問(wèn)題，可通過(guò)在滑動(dòng)導(dǎo)軌上涂敷一種環(huán)氧基高分子復(fù)合樹脂的抗磨涂層，來(lái)提高滑動(dòng)導(dǎo)軌的性能。這種材料具有優(yōu)良的綜合性能，是一種較為理想的涂層材料。

2 環(huán)氧抗磨涂層及其特性

2.1 環(huán)氧抗磨涂層的介紹

環(huán)氧抗磨涂層是一種由高分子化合物環(huán)氧樹脂及高性能填料組成的復(fù)合物。在固化劑作用下，熱塑料的直鏈高分子化合物轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀體結(jié)構(gòu)的熱固性化合物，固化產(chǎn)物中含有所需的粘結(jié)劑、建模材料、增強(qiáng)材料、耐磨材料及潤(rùn)滑填料。

涂層材料不是一種成型的樹脂導(dǎo)軌制成品，不能通過(guò)粘貼和鑲裝方法直接使用。制作時(shí)，把涂層材料和固化劑調(diào)配成膠狀物，將其涂敷在容易磨損的導(dǎo)軌面上，利用成型模具等構(gòu)成新的導(dǎo)軌副。環(huán)氧抗磨涂層可以用于各種形式的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、壓板及鑲條。

2.2 環(huán)氧抗磨涂層的特性

同其他普通涂層相比，環(huán)氧抗磨涂層的特性具有如下特性：（1）抗磨損性好。能將抗磨涂層和對(duì)磨表面的磨損降為最小。（2）成型精確。涂層成型后無(wú)變形，可得到與模具相同的涂層表面，避免了機(jī)械二次加工。（3）安全可靠。涂層的特性可以防止由意外而引起高磨損的情況發(fā)生。即使在沒(méi)有潤(rùn)滑的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生加劇磨損或卡死的現(xiàn)象。（4）尺寸穩(wěn)定。在有負(fù)載工作時(shí)，幾乎不變形，特別是在高溫下（最高工作溫度80℃），也不產(chǎn)生軟化變形。（5）粘接力強(qiáng)。涂層材料對(duì)已清潔的金屬表面具有良好的粘接性，也可以用來(lái)修復(fù)損壞或是加工錯(cuò)誤的部分。（6）耐化學(xué)性好。涂層對(duì)常見的人造或天然的溶劑，如水、海水、礦物油、合成油、弱酸、汽油和酒精有抗耐性。（7）抗震性好。涂層的抗震性能較以往的滑動(dòng)導(dǎo)軌有明顯的提升，同時(shí)也提升導(dǎo)軌的動(dòng)態(tài)剛性。

圖1 注塑成型法示意圖

3 注塑成型法

本方法需在涂敷涂層的導(dǎo)軌面與成型模具（或配對(duì)導(dǎo)軌）之間粘貼密封條，以形成一定的厚度空間，并通過(guò)“注射”的方式，使涂層充滿此空間。由于涂層成型后具有無(wú)收縮的特性，所以成型后的導(dǎo)軌面與成型模具（或配對(duì)導(dǎo)軌）具有相同的精度和結(jié)構(gòu)形式（見圖1）。

4 導(dǎo)軌成型面的加工要求

圖2 成型面的粗糙化處理

4.1 成型面要求

導(dǎo)軌成型面需要進(jìn)行粗糙化加工，如圖2 所示。通過(guò)粗刨、粗車、線切割等加工方式，加工成較為粗糙的成型表面，如圖3 所示，增大涂層的附著力，易于涂敷涂層材料。

4.2 注塑孔

成型需要通過(guò)注塑孔“注射”到導(dǎo)軌面和成型模具（或配對(duì)導(dǎo)軌）之間的間隙中，如圖1 所示。

如果涂層長(zhǎng)度大于1000mm 時(shí)，注塑孔的位置最好在導(dǎo)軌的中心，這樣“注射”涂層混合物時(shí)可以同時(shí)向兩個(gè)方向填充涂層間隙。對(duì)于較長(zhǎng)的工件，需增加注塑孔的個(gè)數(shù)，孔間距約500mm 為宜。

當(dāng)注塑孔有角度變化的要求，需要參照?qǐng)D4的方式進(jìn)行加工。

圖3 成型面加工深度

圖4 注塑孔的加工要求

5 環(huán)氧抗磨涂層的成型過(guò)程

環(huán)氧抗磨涂層的成型主要包括清潔、密封、定位、調(diào)制涂層材料、噴涂脫模劑、注塑、加工油槽及后處理等步驟。

（1）清潔。待成型的導(dǎo)軌面不能受到油、油脂、灰塵、銹及保護(hù)漆等影響。涂敷前要對(duì)成型面多次清潔，涂敷前要使用丙酮進(jìn)行清潔，然后用壓縮空氣對(duì)成型面進(jìn)行清潔，保證涂層能夠更好地附著在導(dǎo)軌面上。

（2）密封。根據(jù)工件的特性不同，密封的主要方式為金屬邊界密封和橡膠密封，有時(shí)也會(huì)使用貼附軟帶進(jìn)行密封。

（3）定位。在注塑過(guò)程中，將清潔好的導(dǎo)軌面使用螺釘或者夾具進(jìn)行固定。以確保涂層的厚度均勻，防止有注射過(guò)程中產(chǎn)生的壓力，致使涂層厚度不均（見圖5）。

（4）調(diào)制涂層材料。將不同種樹脂混合物按照比例、重量進(jìn)行均勻調(diào)制，得到可使用的涂層材料。

（5）噴涂脫模劑。在成型模具（或配對(duì)用導(dǎo)軌）的表面或涂層可能溢到的表面噴涂脫模劑。

（6）注塑。成型過(guò)程中，使用專用工具將涂層材料從注射孔壓入，當(dāng)涂層材料從最遠(yuǎn)處的孔或端部溢出時(shí)表示注塑完成，然后去除密封和擠壓件就完成注塑成型。

（7）加工油槽。油槽有專門的成型模具，將油槽模按預(yù)先設(shè)計(jì)的形狀粘貼在成型模具（或配對(duì)使用導(dǎo)軌）接觸面上。當(dāng)導(dǎo)軌涂層固化后，油槽模很容易從導(dǎo)軌涂層剝離開，得到預(yù)先設(shè)計(jì)的油槽形狀。不管是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的油槽，還是圖樣形式的油槽，都可通過(guò)油槽模實(shí)現(xiàn)。使用油槽模，可使油槽深度達(dá)到2mm。在設(shè)計(jì)油槽時(shí)，間距至少10mm，并確保各個(gè)通道暢通。

（8）成型后處理。成型后，將導(dǎo)軌取下，油槽模去除，清理擠壓多余的涂層材料（見圖6、圖7）。

當(dāng)成型后的涂層表面出現(xiàn)裂紋、凹點(diǎn)等缺陷時(shí)，可以通過(guò)同種材料進(jìn)行修補(bǔ)。根據(jù)需要，也可以對(duì)導(dǎo)軌涂層面進(jìn)行機(jī)加工。

圖5 成型時(shí)的夾具固定

圖6 成型后的導(dǎo)軌涂層

6 結(jié) 論

圖7 導(dǎo)軌涂層的端面結(jié)合處

（1）導(dǎo)軌的環(huán)氧抗磨涂層通過(guò)上述的方法成型后，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，減少加工工序，提高工作效率，增加了工件的精度，節(jié)省時(shí)間及費(fèi)用。

（2）涂敷環(huán)氧抗磨涂層的導(dǎo)軌防爬性好，抗磨性強(qiáng)，附著性好，注塑成型精度高。在不同的載荷下，成型尺寸穩(wěn)定。

（3）應(yīng)用范圍廣泛。環(huán)氧抗磨涂層材料在光學(xué)用具、工具機(jī)、翻修處理設(shè)備、水力設(shè)備及泵等上也大量使用。

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