雙柱立式車床橫梁導軌的粘接修復技術

吳泓 封志娟

【摘 要】本文通過對雙柱立式車床橫梁導軌拉傷表面的粘接修復試驗，研究了導軌表面拉傷的粘接修復技術，確定了導軌粘接修復的可行性，為機床導軌的快速修復提供了可借鑒的經驗。

【關鍵詞】導軌;表面拉傷;粘接修復

中圖分類號： TH45;TG174.4文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）06-0023-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.007

【Abstract】Based on the bonding repair test of the pulled surface of the cross-beam guide rail of the double-column vertical lathe，the bonding repair technology of the pulled surface of the guide rail is studied，and the feasibility of the bonding repair of the guide rail is determined，which provides a reference experience for the rapid repair of the machine tool guide rail.

【Key words】Repairing the surface of guide rail by bonding

0 前言

橫梁導軌是立式車床的重要部件，它的精度直接影響機床的加工精度。立式車床使用及維護保養不當會造成橫梁導軌表面損傷，從而造成機床精度降低甚至無法使用。由于橫梁導軌的精度要求高，因此一般修復難度大，時間長。如何在保證機床精度的情況下高效快速的完成修復，恢復機床的使用性能是需要在實踐中摸索總結的。本文以C525雙柱立式車床橫梁導軌為例介紹粘接修復的工藝技術。

1 C525雙柱立式車床導軌表面損傷情況

C525雙柱立式車床導軌表面拉傷，經過測量，拉傷面積約為1500mm×50mm，拉傷深度約為0.5～1mm，溝槽寬度及長度分布不均，嚴重損壞無法繼續使用。

2 C525雙柱立式車床橫梁導軌修復方案

2.1 修復方案的選擇

橫梁導軌的修復有以下幾個方案：

（1）修磨導軌，去除拉傷部位。

這種方法的優點是處理徹底，修復后能滿足較大范圍的加工。缺點是修磨后橫梁上左、右刀架與卡盤的垂直度必須通過重復配刮來實現，其它相關的滑動表面也必須通過配刮才能實現機械運動的綜合精度，因此修復的技術難度大、周期長、費用高，處理不當將造成機床無法繼續使用。

（2）焊接修補

焊接修補的優點是相比于修磨導軌周期短，操作相對容易。缺點是焊接時產生的高溫會使導軌在補焊過程產生變形，焊接應力不易消除。產生焊接變形后會嚴重影響導軌的精度，消除焊接變形的難度大，周期長。

（3）刮研拉傷表面

刮研拉傷表面方法的優點是費用低，處理簡單。但是刮研只適用于小面積、淺度的拉傷，只能適當減少拉傷的程度，并不能解決導軌大面積拉傷的實質問題，而且在后期的使用過程中拉傷程度會愈發嚴重。

（4）粘接修復

粘接修復的優點是修理周期短，費用低，能夠反復進行粘接，不影響導軌原有精度，不會加劇導軌現有的損傷程度。粘接修復的缺點是使用機床時易碰傷粘接部位，修復部位有一定的壽命，到一定的使用周期后，需重新進行粘接修復。

2.2 修復方案的確定

綜合考慮各種修復方案的優缺點，結合本單位的生產實際情況及導軌的損傷情況，決定采用粘接的方法對橫梁導軌進行修復。

3 粘接工藝試驗

為了確保橫梁導軌修復成功進行了模擬粘接對比試驗。

3.1 粘接劑的選擇

經調研及對各種粘接劑性能對比，選擇申新工業WDⅢ鐵質修補劑。這種修補劑具有以下特性：

（1）耐磨損，耐腐蝕，修補后顏色可保持與被修補基件一致;

（2）與金屬結合強度高，抗壓強度80～120MPa;

（3）固化后可進行車、銑、鉆、磨等各類機械加工。

3.2 模擬粘接試塊的制備

刨床刨制800mm×100mm×30mm鑄鐵塊1件，并按導軌精度要求磨出800mm×100mm的一個平面。在此平面上用刨床模擬拉出與待修導軌相擬的拉傷面，將試樣浸入20#機油中48小時取出，此舉的目的是模擬導軌面常年表面浸機油的狀態。

3.3 首次粘接試驗

3.3.1 試驗工藝

首次導軌粘接試驗按以下工藝進行：

（1）用白布擦洗試塊拉傷表面，在拉傷槽內用φ1.5鉆頭鉆小斜孔，間距10～15mm，深度1～2mm;

（2）用刷子、白布蘸丙酮反復清洗試塊拉傷面，直至溝槽呈銀灰色，用丙酮沖洗并刷盡殘液;

（3）配制修補劑，A劑和B劑體積比3.5：1，充分混合均勻;

（4）用刮板將調勻的修補劑在試樣拉傷面先涂少量，用刮板反復按壓，充分壓入拉傷槽內及工藝斜孔內，刮平表面并留出0.5mm左右加工余量;

（5）用玻璃板覆蓋并用重物壓制固化48小時（環境溫度19℃）;

（6）除去玻璃進行表面刮研，直至達到導軌刮研精度要求：6～8個點/25mm×25mm。

3.3.2 試驗結果：刮至導軌刮研精度要求時溝槽表面粘接料剩余不足25%，第一次粘接試驗失敗。

3.3.3 失敗原因分析

根據試驗過程及結果分析出首次試驗失敗的原因主要有以下幾個方面：

（1）固化劑（B劑）偏少。固化劑可縮短固化周期，還能降低固化溫度，使固化溫度與環境溫度更接近;

（2）拉傷面與粘接劑的接觸面太少，試塊槽面與粘結劑的結合力不足;

（3）粘接表面溝槽處粗糙度不夠，造成粘接劑附著力差。

綜合以上原因決定進行第二次粘接試驗。調整試驗工藝：增加固化劑的配比、增大接觸面積、增大表面粗糙度，通過這些措施提高粘接劑與導軌的粘接質量。

3.4 第二次粘接試驗

3.4.1 試驗區域的劃分

為了制定出更好的粘接工藝，第二次粘接試驗將試塊的拉傷面分成四個區域，如圖1所示，對這四個區域分別采用不同的處理方法以便對試驗結果進行對比：

（1）區域Ⅰ內在溝槽底部每間隔10mm打1個φ1.5斜孔，深度1mm左右;

（2）區域Ⅱ內用角向磨光機磨出菱形網格，網格間距10mm，深1～2mm;

（3）區域Ⅲ內用刮刀在溝槽表面刮出毛刺;

（4）區域Ⅳ內在溝槽表面用樣沖沖了密點。

以上四種溝槽表面處理方式都是為了增大粘接劑與模擬試塊拉傷表面的結合強度，尋找出最適合的表面處理方法。

3.4.2 粘接試驗工藝的調整

將粘接劑配比A劑和B劑體積比3.5：1調整為3.5：1.5，將固化時間延長至60小時，其它試驗工藝及步驟同首次粘接試驗。

3.4.3 試驗結果如表1所示，從表1中可以看出刮至導軌刮研精度要求時區域Ⅲ溝槽表面粘接料保存率達98%～99%，明顯高于其它處理表面，可以達到橫梁導軌的修復要求。按此制定的工藝可以進行C525立式車床橫梁導軌拉傷表面的實際粘接修復工作。

4 C525立式車床橫梁導軌的修復

C525立式車床橫梁導軌粘接修復，刮研至研點6～8個/25mm×25mm時，測量導軌的直線度為0.01/1000mm，從而達到了橫梁導軌的精度要求。

4.1 橫梁導軌粘接修復后的組裝調試

橫梁導軌粘接修復后按以下步驟進行組裝：

（1）將右刀架裝配到橫梁上，對鑲條進行配刮使鑲條滑動面研點達到6個/25mm×25mm;

（2）對各部分組件進行調試，使其處于最佳運動位置;

（3）在潤滑條件下進行左右刀架的自由滑動，觀察橫梁導軌粘接修復處有無損傷。

4.2 修復后的精度測試

橫梁導軌粘接修復后C525雙柱立式車床的精度為：

（1）上刀架沿橫梁移動時相對于工作臺面的平行度公差為0.01/1000mm;

（2）上刀架垂直移動時相對于工作臺面的垂直度公差為0.01/300mm;

（3）側刀架水平移動時相對于工作臺面的平行度公差為0.015/500mm;

（4）側刀架垂直移動時相對于工作臺面的垂直度公差為0.01/1000m。

精度檢驗結果均符合該機床精度標準。

5 結論

C525立式車床橫梁導軌粘接修復后運行情況良好，未出現任何故障，能保證生產的正常進行。用粘接修復法可以縮短維修周期，降低維修成本，方法簡單易行。通過這次粘接修復試驗，說明機床導軌粘接修補是可行的，為機床導軌的粘接修復工作積累了經驗，可以在機床維修工作中推廣。