F4J1滑动导轨软带在车床上的应用

许建焕

摘要：F4J1滑动导轨软带具有良好的减摩、耐磨、自润滑、防爬、嵌入性和化学稳定性等优点。经试验估计，应用于机床滑动导轨面上，寿命在10年以上。另外，它还具有成本低，制作粘接工艺简单等优点，可替代其他昂贵的减摩、耐磨导轨，使成本大幅度降低。

关键词：F4J1滑动导轨软带；车床；表面活化处理

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0070-02

一、F4J1软带的研制及性能

（一）F4J1滑动导规软带

为了满足机床导规的低摩擦系数、耐磨、无爬行、高刚度等要求，前些年，我厂提出了在产品机床和维修机床导轨上研究和应用聚四氟乙烯基滑动导轨软带的研究课题。这种聚四氟乙烯基材料（简称F4J1），是由我厂提出材料配方与外单位共同协作，研制成功的。该带由F4与青铜粉、铅粉等填料经混合、磨牙、烧结等工艺，用模压套管棒料车制而成厚0.1～2.5mm、长与宽根据产品要求加工成软带。F4J1滑动导轨软带与“DU”导轨板相比，采用了完全不同的生产制造工艺。生产制造简单，装配应用方便，耐磨性好。根据资料对比，优于国外同类材料VX2及VB60等。

F4J1滑动导轨带（下称F4J1软带）具有金属材料无法比拟的优点：（1）减摩，自润滑性能好。它是已知滑动导轨中摩擦系数最低的（F4是0.04，F4J1稍大，初始摩擦系数约0.06）；（2）自身耐磨。与铸铁构成配偶摩擦副，磨损甚微；（3）动静摩擦系数接近，粘滑系数小，所以防爬性能好，有较好的定位精度；（4）完全可以在无油干摩擦条件下正常工作；（5）嵌入性能好，硬的微粒污染时，自身耐磨性反而提高，而保护床身导轨面不划伤；（6）接触性能良好，可以防止和改善偏压现象；（7）吸震消声性好，使工作平稳，能降低机床噪音；（8）化学性能好，耐水、耐油；（9）可以在-200℃～+250℃的温度范围内工作；（10）生产制造和应用工艺都很简单，成本低廉。主要缺点：硬度低（HB=6～8），质脆，粘接性和导热性差。但这些缺点可以在应用中加以克服。

经过几年在我厂的C6136ZK、CK6136等车床产品上溜板导轨上的粘接应用，试验与生产考核，均获得满意的效果，受到用户的好评，证明F4J1滑动导轨软带是优异的自润滑复合导轨材料。现已在我厂车床产品上推广应用。

（二）F4J1软带表面活化处理

F4J1仍属含氟高聚物的难粘材料，不经活化处理粘接性差，粘接前需经表面活化处理。处理剂采用钠-荼-四氢呋喃溶液或钠-荼-乙二醇二甲醚溶液，用后者处理粘接强度较高，在我们厂的使用中效果

较好。

（三）F4J1软带摩擦系数

F4J1软带与磨光铸铁对摩，摩擦面积7.65c㎡，压力为9.62kgf，用30号机油润滑，测得动摩擦系数μ动=0.035；静摩擦系数μ静=0.04。

F4J1软带的摩擦情况不同会使摩擦系数有所不同，其动静摩擦系数约在0.035～0.20之间变化。摩擦系数在这个范围内主要取决于比压、速度、润滑和试车磨合；软导轨还是硬导轨，钢导轨还是铸铁导轨，经过磨削的导轨还是刮削的导轨；但这些不同的变化影响是比较小的。

（四）F4J1软带耐磨性

对F4J1的耐磨性，我们在MS-3往复磨损机上进行试验。F4J1与F4相比，耐磨性有很大提高。其试验平均速度15m/min，平均比压10kfg/C㎡，每磨损60小时折合行程54000m。

由试验可以看出：在无润滑干摩擦条件下，F4J1的耐磨性是F4的1700余倍；在纯油润滑摩擦条件下，F4J1的耐磨性是F4的20倍；在油磨料摩擦条件下，F4J1的耐磨性是F4的70倍。而配偶铸铁HT300磨损甚微，F4J1可以起减少床身导轨面的磨耗作用。

（五）F4J1软带的压缩变形

室温下在10吨万能材料试验机上进行，试验时缓和加载，变形借千分表测量，测量结果如表1：

表1F4J1压缩变形数据

（试样尺寸：40×40×0.32mm）

二、F4J1软带的粘接应用

（一）粘接剂

经表面活化处理的F4J1软带，用聚氨脂胶粘剂进行粘接。

（二）粘接工艺

工艺流程如图1。溜板导轨粘接前的接触精度比原装配精度要求有所降低（接触指标：全长上50%，全宽上30%，接触区域应均匀）。因平、V导轨角度存在0.707﹕1的关系（V型导轨半角为45°），所以，推荐F4J1软带粘接厚度：平导轨δ=0.5mm，V型导轨δ=0.35mm，因为软带经精密车床车制，自身平行度较好，厚度均匀，粘接配压0.6kgf/c㎡。又加以严格控制粘接前导轨基体的接触指标和胶粘剂厚度（0.10～0.15mm），所以，溜板导轨与床身导轨对偶配压，固化后只要除净多余胶质，无需其他机械加工，一般可以达到接触精度标准。若仍有达不到要求的，可以研刮达到精度。

（三）防护和润滑

采用橡皮刮板等防护。密封防护的好坏，也是提高F4J1软带使用寿命的关键。有条件的可采用全封闭式防护，也可采用F4J1刮板，以防止铁屑、脏物等硬的微粒进入导轨软带。F4J1润滑导轨虽然是自润复合材料，但为保护配偶面和提高寿命，粘接后导轨软带应开通油孔，仍采用油杯滴注式润滑。

三、F4J1软带的应用效果

（一）F4J1软带的减摩性

车床溜板导轨的F4J1软带与铸铁HT30-54床身导轨对磨，摩擦系数明显下降；溜板纵向大手轮启动力也下降50%左右。特别是对于手工操作的机床，减轻了工人的劳动强度。

（二）F4J1软带实际效果

车床溜板导轨粘接F4J1软带对加工精度无影响。机床的加工精度是一项综合性指标，实践表明，粘接F4J1软带不仅不降低精度，而且对零件的光洁度和精度有利。床身导轨的精度保持性也较好。

对车床的最大扭矩、超扭矩、超负荷等试验也进行了检验，结果均符合车床制造和验收标准。

我们经过大量的实践，F4J1软带是一种既廉价又能达到很好效果的导轨软带，为我们公司节省了成本，提高了车床产品的综合性能，取得了较大的经济效益和社会效益。

（责任编辑：赵秀娟）