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微特電機論文:機電一體化機械系統中的塑料導軌設計
 
 

     近年來由于新型工程材料的不斷出現,導軌的選材已不僅僅局限于金屬材料及對金屬材料的加工上。現在各種塑料導軌制品已紛紛涌現,并形成各種系列,這不僅降低了導軌的生產成本,而且提高了導軌的抗振性、耐磨性、低速運動平穩性。下面介紹幾種在國內外應用廣泛的塑料導軌及其使用方法。
  1.塑料導軌軟帶

       這種導軌軟帶的材料以聚四氟乙烯為基體,加入青銅粉、二硫化鉬和石墨等填充劑混合燒結,并做成軟帶狀。目前同類產品常用的有美國shamban公司的Turci-B和我國廣州的TsF等。
  (1)塑料導軌軟帶的特點1)摩擦因數低而穩定,其摩擦因數比鑄鐵導軌低一個數量級。
  2)動靜摩擦因數相近,其低速運動平穩性較鑄鐵導軌好。
  3)吸收振動,由于材料具有良好的阻尼性,其抗振性優于接觸剛度較低的滾動導軌和易漂浮的液體靜壓導軌。
  4)耐磨性好,由于材料自身的潤滑作用,因而即使無潤滑也能工作。
  5)化學穩定性好,耐高、低溫,耐強酸強堿、強氧化劑及各種有機溶劑。
  6)維護修理方便,導軌軟帶使用方便,磨損后更換容易。
  7)經濟性好,結構簡單、成本低,約為滾動導軌成本的1/20、三層復合材料Du導軌板成本的1/4。
  (2)塑料導軌軟帶的使用  圖2.40所示為某加工中心工作臺的橫斷面圖。其中作為移動部件的工作臺導軌各面(包括下壓板和鑲條)都粘有塑料導軌軟帶。塑料導軌軟帶的粘接方法簡單,通常采用粘接材料將其貼在所需處,作為導軌表面,如圖2—4l所示。軟帶的粘接操作如下:


  1)切制軟帶。按導軌面的幾何尺寸放出適當余量切制。
  2)清洗軟帶。用汽油或丙酮等清潔劑將軟帶清洗干凈。
  3)軟帶表面處理。軟帶材料一般具有不可粘性,要用生產廠指定的表面處理劑配成溶葭浸泡軟帶,使其表面產生可粘性,然后再清洗、干燥。
  4)被粘表面的準備。把被粘的金屬表面粗糙度加工到Ra<3 2~l.6μm和相應的表面青度,且清洗干凈。
  5)軟帶粘貼。用生產廠指定的配套膠粘劑以一定厚度均勻涂布在軟帶和被粘表面,然后將軟帶粘上,并要求膠層與軟帶閭無氣泡。
  6)加壓固化。在壓力O,1~O.15MPa,溫度10~30℃下經24h固化。
  7)檢查粘接質量,觀察表面是否合乎要求。用小木錘輕敲整個軟帶表面,若敲打的聲響音調一致,表明粘接質量良好。
  8)配合表面加工至配合精度要求,開油槽。
  2.金屬塑料復合導軌板如圖2-42所示,

   該導軌板分為三層,內層鋼背保證導軌板的機械強度和承載能力。鋼背上鍍銅燒結球形青銅粉或者銅絲網形成多孔中間層,以提高導軌板的導熱性,然后用真空浸漬的方法使塑料進入孔或網中。當青銅與配合面摩擦發熱時,由于塑料的熱脹系數遠大于金屬,因而塑料將從多孔層的孔隙中擠出,向摩擦表面轉移補充,形成厚0.01~0.05mm的表面自潤滑塑料層——外層。這種復合導軌板以英國Glacier公司的Du和Dx最有代表性。北京機床研究所研制的F0一l復合導軌板及江蘇、浙江、遼寧生產的導軌板與國外產品類似。
  金屬塑料導軌板的特點是摩擦特性優良,耐磨損。圖2—43所示

為金屬塑料導軌板的兩個應用實例。金屬塑料導軌板也采用粘接的方法安裝在動導軌表面上。
  3.塑料涂層摩擦副的兩配對表面中,若只有一個摩擦面磨損嚴重,則可把磨損部分切除,涂敷配制好的膠狀塑料涂層,利用模具或另一摩擦表面使涂層成形,固化后的塑料涂層即成為摩擦副中配對面之一,與另一金屬配對面組成新的摩擦副,利用高分子材料的性能特點,得到良好的工作狀態。此法不但用于機械設備中導軌、滑動軸承、蝸桿、齒條等各種摩擦副的修理,也可用于設備改裝中改善導軌運動特性,特別是低速運動平穩性,還可用于新產品設計。圖2—44所示為sOLON3 1型臥式鏜銑加工中心床身和移動立柱兩導軌間的楔鐵面,在調整好精度后,注入塑料涂層材料,免去了大量刮研工作.

 

 

 
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