專利名稱:制備機床滑動面的方法
這個發明是關于制備機床滑動面的方法。
到目前為止，當滑動面所在的位置難于加工時，通常是將機床分解成床體和滑動部件，用研磨的方法在滑動部件上加工滑動面，形成符合床體和滑動部件要求的研磨面，然后將滑動部件連接到床體上。
用上述分解機床的方法進行加工，不僅增加了機床部件的數量，而且在床體和滑動部件之間需要高精度的處理。加之研磨滑動部件費工費時，因而機床產品的成本也增加了。
考慮到上述情況，本發明的目的是提供一種方法，甚至在機床是一個整體而不分離成部件時，也能夠很容易地制備機床的滑動面，以降低產品成本。
本發明中，制備機床滑動面的方法包括下述步驟用燒結的金屬粉末和合成樹脂粘結劑經過攪拌混合制成一種塑膠材料，將這種材料粘結到床體的滑動部件上，為這個滑動部件提供一個平坦的表面作為滑動表面;用加熱的方法分解出塑膠材料中的該合成樹脂粘結劑，燒結該金屬粉末。
通過粘結塑膠材料，燒結含在其中的金屬粉末，來制備一個滑動面，從而使我們能夠在機床的任何部分很容易地做成所需要的滑動面，因而不需要將機床分解成部件以后再進行加工。
圖1是本發明實際應用的一個具體裝置-壓彎機的斷面視圖。
圖2(a)到(c)是說明制備滑動面的過程的簡圖。
圖3是表示燒結過程和燒結溫度之間關系的曲線圖。
圖1表示一臺壓彎機機床。床體由可以垂直運動的上壓模1及與上壓模1對裝的下壓模2組成。下壓模2由壓模本體5和滑動部件6及靠模驅動導軌7組成。壓模本體5具有側壁3及連接在側壁上端的工件底座4。滑動部件6用于靠模滑動，它與側壁3的末端傾斜向上地連成一個整體。導軌7連到滑動部件6的上邊沿。側壁3和工件底座4之間的連接表面有一個彎曲的凹陷8。上壓模1由支座11及靠模驅動裝置12組成。支座11通過彈簧10吊住工件壓緊構件9。靠模驅動裝置12與支座11連成一個整體。靠模滑塊13裝在下壓模2的部件6上可以滑動。成形刀口14在靠模滑塊13的前表面上，它與下壓模2的彎曲凹陷8一起使工件彎曲。靠模滑塊13在遠離凹陷8的方向被一根彈簧(圖上未表示出來)斜向拉住。在靠模滑塊13的后部做成傾斜的靠模面16。靠模驅動裝置12的前滑動單元12a的傾斜面15和后滑動單元12b分別與傾斜的靠模面16和導軌7滑動接觸。
在使工件彎曲成形時，上壓模1降低，工件壓緊構件9首先相對于工件底座4壓緊工件W。隨后，當靠模驅動裝置12的傾斜面15與靠模滑塊13的傾斜面16滑動接觸時，就使工件W移動，令工件W的邊緣成形為與凹陷8及刀口14一致的形狀。
下壓模2的滑動部件6的傾斜滑動面17和靠模驅動裝置12的傾斜滑動面15，用下述方式制備
(1)塑膠材料的制造
用V形攪拌器將80份的鎳自熔性合金粉末和20份的鉬粉充分攪拌，得到混合粉末。
將四氟乙烯樹脂乳劑和丙烯樹脂乳劑以1∶1的比例混合，得到塑膠粘結劑。
將3份塑膠粘結劑加到100份上述的混合粉末里，在臺式攪拌混合機上充分攪拌混合，并將混合材料加熱到100-150℃，以便去掉塑膠粘結劑中的水份。所得到的混合材料形成了好象由塑膠粘結劑粘結成的團塊。
將混合材料加熱到80-100℃，然后多次通過滾筒滾壓成塑膠片。如果在滾壓時將滾筒加熱到混合材料那樣高的溫度，則塑膠片的成形會變得更方便。得到的塑膠片在室溫下具有良好的韌性和撕裂強度。
(2)制備滑動部件的傾斜滑動面
如圖2(a)所示，下壓模2是由JIS FC30鑄鐵澆鑄的，而凹座18實際上是做在滑動部件6的整個表面上。丙烯樹脂粘結劑就涂在清理干凈了的凹座18上。
按照(1)中所述得到的塑膠片被粘結到凹座18上，這時為了保證所需要的厚度，要使用層壓塑膠片P。還要用一個滾壓棒或者其它類似的工具滾壓塑膠片P的外表面，將其壓緊，以使凹座18和層壓塑膠片P之間粘結良好。如果將滑動部件6加熱到80-100℃，則塑膠片P的粘結和壓緊會更方便。
隨后，將事先準備好的靠模滑塊13裝在塑膠片P的表面上，并且上下滑動，以弄平塑膠片P的表面，該表面即作為傾斜滑動面17。
如圖2(b)所示，塑膠片P的表面復蓋陶瓷粉，上面放滿直徑0.75毫米的鋼珠19作為輔助保護。其作用是，當燒結時，依靠鋼珠19的重量抑制鎳自熔性合金-鉬粉燒結層的膨脹。
然后，將下壓模2放到真空燒結爐20中，在圖3所示的加熱-冷卻條件下，進行有機物質的分解和金屬粉末的燒結。用氮氣或高還原性的氫氣作為保護氣體。
(A)第一段加熱區(圖3中的A)
加熱區A的溫度范圍從室溫到650℃，溫度上升速率是10-20℃/分。在這段加熱區中，水份首先蒸發，塑膠粘結劑中的四氟乙烯樹脂和丙烯樹脂分解出來，并且氣化。雖然這些合成樹脂是在大約300-400℃左右氣化，但是考慮到熱的傳導，要使它們在600-650℃的恒定溫度下保溫90分鐘，以便去掉其中幾乎所有有機物質，而使鎳自熔性合金-鉬粉層保留下來。聯系到真空燒結爐20中真空度的起伏變化，有機物質的氣化將是這樣的
雖然在室溫下真空度是1乇，但是當物質在650℃的恒定溫度下保溫90分鐘時，真空度變到2乇。這主要是因為分解時產生了氣體。90分鐘以后，真空度又升高到1乇，這表明由分解產生的氣體已經從真空燒結爐20中排出。
(B)第二段加熱區(圖3中的B)
這段加熱區的溫度范圍從900℃到1000℃，使鎳自熔性合金-鉬粉層在鎳自熔性合金的固相線溫度(1010-1020℃)以下，經受固相燒結處理。例如在950℃的恒定溫度下保溫30分鐘，對鎳自熔性合金-鉬粉層進行預燒結。從第一段加熱區A以后，溫度上升速率是10-20℃/分。
因為鎳自熔性合金-鉬粉層在真空燒結爐20中是首先從其表面開始被加熱的，所以在整個燒結層達到均勻的液相燒結溫度之前，需要一個預熱期。如果鎳自熔性合金-鉬粉層直接在1000-1200℃的燒結溫度下加熱，則其外表面與緊挨凹座18的部分之間將產生溫度差。這個溫度差引起燒結層的孔隙度進一步改變，從而阻礙形成均勻的燒結層，使得燒結后容易造成裂紋等缺陷。
在第二段加熱區B，沒有分解的有機物質完全氣化了，并且排出爐外。由于氣化，真空燒結爐20中的真空度暫時降低到4乇，但是30分鐘后恢復到1乇。
(C)第三段加熱區(圖3中的C)
這段加熱區C的溫度范圍從1000℃到1200℃，相應于下端剛好在鎳自熔性合金的固相線溫度(1010-1020℃)以下，上端超過其液相線溫度(1075-1085℃)。例如，在這里使鎳自熔性合金-鉬粉的預燒結層保持在1100-1180℃(即超過其液相線的溫度)，最好是在1120℃的恒定溫度下，保溫120分鐘，利用鎳自熔性合金的熔融狀態實施液相燒結處理，以便形成燒結層S1。這時由于鉬粉的存在，防止了鎳自熔性合金的流動，從而可以保持理想的形狀。
從第二段加熱區B開始，溫度的上升速率是15-20℃/分。因為鎳自熔性合金-鉬粉的預燒結層在第二段加熱區B區經加熱到很高的溫度，所以溫度升到第三段加熱區C所需的時間就可以忽略了。如果在第三段加熱區C的保溫時間不夠長，燒結就不能令人滿意，在燒結層S1中將會出現缺陷。
選擇1120℃的燒結溫度的理由是，這個溫度低于構成下壓模2的鑄鐵的共晶溫度。
(D)冷卻區(圖3中的D)
冷卻區分成三個區域，第一段冷卻區D1大致從燒結溫度到大約800℃，第二段冷卻區D2從大約800℃到大約400℃，第三段冷卻區D3從大約400℃到室溫。
第一段冷卻區D1對高溫下的燒結層S1是穩定的區域，并且應該盡量避免任何熱沖擊。在這段時間里，燒結層以最大2℃/分的低速率降溫，以保證穩定地冷卻。如果燒結層在這個區域D1中迅速冷卻，常常會出現裂紋。
在第二段冷卻區D2，燒結層以最大3℃/分的低速率冷卻，以便在收縮時承受原來由于線膨脹(12.5×10-6/℃)和下壓模2的Ar1變形引起的尺寸變化。雖然燒結層的線收縮系數是14.6×10-6/℃，但是因為燒結層是多孔的，所以它將隨著下壓模的收縮而收縮。如果燒結層S1在這段冷卻區D2迅速降溫，就經常會出現裂紋。
在第三段冷卻區D3，用氣體(包括空氣)、水或油將燒結層S1和下壓模2冷卻到室溫。
上述燒結層S1使凹座18的表面具有良好的沉積特征，而且沒有裂紋等缺陷。在尺寸變化上具有±0～+2毫米或更好的精度，它的表面平坦，性能足以用來作為傾斜滑動面17。
如圖2(C)所示，用刷子21將散布成潤滑合成樹脂的四氟乙烯涂到燒結層S1的表面上，以便其浸漬、硬化，從而填滿燒結層S1中的小孔，并且改善傾斜滑動面17的潤滑特性。
上述用潤滑樹脂浸滲可以利用真空浸滲來實現。此外，當制備塑膠材料時，可以加入固體潤滑材料，象硫化鎢(WS2)、硫化鉬(MoS2)。燒結層中可以含有固體潤滑材料。這種情況下所得到燒結層如果用潤滑樹脂浸滲和硬化，則其潤滑性能將進一步改善。
靠模驅動裝置12的傾斜面15和靠模滑塊13的成形刀口14分別由燒結層S2和S3構成，而S2和S3是經過與上述同樣的處理過程得到的。
傾斜面15做成平面后，將塑膠材料粘結到靠模驅動裝置12的前滑動單元12a上，然后相對于靠模滑塊13的傾斜面16壓緊塑膠材料。做成成形刀口14以后，將塑膠材料粘結到靠模滑塊13的凹陷23上，然后利用一件與工件W相同厚度的、容易彎曲的材料，相對于下壓模2的彎曲凹陷8壓緊塑膠材料。為了提高靠模滑塊13的成形刀口14的耐用性，可以在塑膠材料的金屬粉末中摻入象碳化鎢(WC)這樣的超硬金屬的粉末作為一種成份。
本發明不僅可以應用于壓彎機的滑動面，也可以應用于其它機床。
根據本發明，因為塑膠材料是粘結到床體上的，塑膠材料中的金屬粉末經過燒結而形成滑動面，所以可以很容易地在短時間內，在機床的任何部分上制備滑動面。因此不必再制造那種分離成部件的機床。本發明可以解決這類與需要制造分離式機床相聯系的每一個問題，從而降低產品的成本。
權利要求
一種制備機床滑動面的方法包括如下步驟用燒結的金屬粉末和合成樹脂粘結劑經過攪拌混合制成一種塑膠材料，將這種材料粘結到床體的滑動部件上，為這個滑動部件提供一個平坦的表面作為滑動表面；用加熱的方法分解出塑膠材料中的該合成樹脂粘結劑，燒結該金屬粉末。
專利摘要
一種制備機床滑動面的方法，包括如下步驟用燒結的金屬粉末和合成樹脂粘結劑經過攪拌混合制成一種塑膠材料，將這種材料粘結到床體的滑動部件上，為這個滑動部件提供一個平坦的表面作為滑動表面；用加熱的方法分解出塑膠材料中的該合成樹脂粘結劑，燒結該金屬粉末。
文檔編號B22F7/06GK85103279SQ85103279
公開日1986年10月29日 申請日期1985年4月29日
發明者山田裕保, 白石基厚 申請人:本田技研工業株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan