【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能表面，具体涉及一种导轨的复合润滑结构与其制造方法。
技术介绍
1、导轨作为机床的关键运动零部件，其精度和动态稳定性是高精密加工的前提条件，导轨的加工工作量占整机工作量的40％左右。钢制金属导轨刚度好、价格低廉、承载能力优异等特点应用广泛，但硬度低、摩擦系数高，存在一定的局限性，在低速重载工况下，产生爬行现象降低定位精度，缩短机床寿命。随着对机床定位精度要求的迅速提高，特别是对数控机床，因此提高机床导轨防的爬性能非常必要。
2、采用基体表面织构化技术在对磨副表面加工有序排列的微织构可以有效改善接触表面的摩擦特性，降低摩擦副之间的摩擦系数和磨损率，延长零部件的服役寿命。中国专利(申请号201711406914.8)公开了一种组合微织构导轨及其制作方法，在微凹坑间加工了微沟槽，虽然改善了润滑性能，但无法充分发挥织构收集磨屑的作用。中国专利(申请号202010474739.1)公开了一种微织构沟槽与润滑油槽复合导轨及方法，该方法采用在滑动导轨中与固定导轨接触的表面设置有润滑油槽，相邻润滑油槽之间均布设有多个微织构沟槽，但给出的微织构沟槽面密度介于5％-50％，其与润滑油槽的分布密度没有给出精确数值或范围。中国专利(申请号202111265776.2)公开了一种基于超声滚压和飞秒激光加工的微纳织构导轨及方法，该方法先利用超声滚压加工出微织构沟槽，然后利用飞秒激光在微织构沟槽内加工纳织构沟槽，实现微纳复合织构化导轨的制备，但给出的加工微织构沟槽的槽宽为50-500μm，范围跨度过大；且未给出如何保证纳米级的纳织
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种导轨的复合润滑结构与其制造方法，以解决现有技术中滑动导轨在低速重载工况下出现的爬行现象问题。
2、本专利技术提供了一种导轨的复合润滑结构，包括：在导轨表面激光烧蚀数条正弦沟槽微织构、数个多边形凹坑微织构；
3、正弦沟槽微织构延导轨宽度方向烧蚀，数条正弦沟槽微织构等间距烧蚀，波峰与波峰相对、波谷与波谷相对，正弦沟槽微织构的凹槽内填充有mos2；多边形凹坑微织构烧蚀在相邻两条正弦沟槽微织构的波峰与波峰之间的导轨表面，和波谷与波谷之间的导轨表面，多边形凹坑微织构的凹槽内填充有mos2。
4、进一步地，正弦沟槽微织构的槽宽范围为：0.1mm～0.2mm；相邻正弦沟槽微织构的间距范围为：1mm～2mm；正弦沟槽微织构的正弦周期范围为：1mm～3mm，多边形凹坑微织构的对角长度范围为：0.1mm～0.3mm。
5、进一步地，正弦沟槽微织构的槽宽为：0.15mm；相邻正弦沟槽微织构的间距为：1.5mm；正弦沟槽微织构的正弦周期为：2mm；正弦沟槽微织构的槽深为：100μm。
6、进一步地，相邻多边形凹坑微织构的间距为：1mm；多边形凹坑微织构与正弦沟槽微织构的间距范围为：0.33mm；多边形凹坑微织构的对角长度范围为：0.2mm；多边形凹坑微织构的槽深为：100μm。
7、进一步地，多边形凹坑微织构为正六边形。
8、本专利技术还提供了一种导轨的复合润滑结构的制造方法，包括如下步骤：
9、步骤1：用800～2000目的砂纸打磨导轨表面，抛光至粗糙度ra≤0.8μm，用99％无水乙醇超声清洗，于空气中自然干燥；
10、步骤2：使用纳秒激光器在导轨表面烧蚀出正弦沟槽微织构和多边形凹坑微织构，烧蚀后用2000目砂纸清除导轨表面的熔渣，用99％无水乙醇超声清洗；
11、步骤3：将mos2与32#摩润克优质导轨油混合制成混合膏状物，均匀涂抹在微织构的沟槽中；
12、步骤4：用镶嵌机对微织构沟槽中的混合膏状物进行固化，打磨后完成制造过程。
13、进一步地，所述步骤2中，纳秒激光器为fb50-1纳秒激光器。
14、进一步地，所述步骤2中，纳秒激光器的工作参数为：输出功率为10w，重复频率60khz，烧蚀次数10次。
15、进一步地，所述步骤3中mos2与32#摩润克优质导轨油的混合比为1：2。
16、本专利技术的有益效果：
17、本专利技术采用正弦形式的微织构和多边形凹坑式的微织构进行配合使用，与光滑表面试样相比，爬行时间减少了72％，平均摩擦系数下降了44.88％；与圆形微凹坑试样相比，爬行时间减少了69.83％，平均摩擦系数下降了30.67％。
18、本专利技术多边形凹坑微织构采用正六边形的样式，可以因弹性形变产生较好的“吸盘”效果，同时会因高的接触压力和低的滑动速度在表面产生更好的“陷阱效应”。
19、本专利技术的制造过程采用激光加工、镶嵌mos2的效率提高，成本低廉。
20、本专利技术的制造过程中加工热量小，导轨无热变形的危险。
21、本专利技术的制造过程是采用非接触式加工，不会对材料产生机械挤压或机械应力。
22、本专利技术采用mos2与32#摩润克优质导轨油为1：2的混合比例为最优的质量配比，既保证了润滑剂的黏性，又保证了混合油在导轨表面涂抹的效果。
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1.一种导轨的复合润滑结构，其特征在于，包括：在导轨表面激光烧蚀数条正弦沟槽微织构、数个多边形凹坑微织构；
2.如权利要求1所述的导轨的复合润滑结构，其特征在于，正弦沟槽微织构的槽宽范围为：0.1mm～0.2mm；相邻正弦沟槽微织构的间距范围为：1mm～2mm；正弦沟槽微织构的正弦周期范围为：1mm～3mm，多边形凹坑微织构的对角长度范围为：0.1mm～0.3mm。
3.如权利要求2所述的导轨的复合润滑结构，其特征在于，正弦沟槽微织构的槽宽为：0.15mm；相邻正弦沟槽微织构的间距为：1.5mm；正弦沟槽微织构的正弦周期为：2mm；正弦沟槽微织构的槽深为：100μm。
4.如权利要求2或3所述的导轨的复合润滑结构，其特征在于，相邻多边形凹坑微织构的间距为：1mm；多边形凹坑微织构与正弦沟槽微织构的间距范围为：0.33mm；多边形凹坑微织构的对角长度范围为：0.2mm；多边形凹坑微织构的槽深为：100μm。
5.如权利要求1所述的导轨的复合润滑结构，其特征在于，多边形凹坑微织构为正六边形。
6.一种导轨的复合润滑结构的制造
7.如权利要求6所述的导轨的复合润滑结构的制造方法，其特征在于，所述步骤2中，纳秒激光器为FB50-1纳秒激光器。
8.如权利要求6或7所述的导轨的复合润滑结构的制造方法，其特征在于，所述步骤2中，纳秒激光器的工作参数为：输出功率为10W，重复频率60kHz，烧蚀次数10次。
9.如权利要求6所述的导轨的复合润滑结构的制造方法，其特征在于，所述步骤3中MoS2与32#摩润克优质导轨油的混合比为1：2。
10.如权利要求6所述的导轨的复合润滑结构的制造方法，其特征在于，所述步骤4中，镶嵌机为XQ-2B镶嵌机。
...【技术特征摘要】
1.一种导轨的复合润滑结构，其特征在于，包括：在导轨表面激光烧蚀数条正弦沟槽微织构、数个多边形凹坑微织构；
2.如权利要求1所述的导轨的复合润滑结构，其特征在于，正弦沟槽微织构的槽宽范围为：0.1mm～0.2mm；相邻正弦沟槽微织构的间距范围为：1mm～2mm；正弦沟槽微织构的正弦周期范围为：1mm～3mm，多边形凹坑微织构的对角长度范围为：0.1mm～0.3mm。
3.如权利要求2所述的导轨的复合润滑结构，其特征在于，正弦沟槽微织构的槽宽为：0.15mm；相邻正弦沟槽微织构的间距为：1.5mm；正弦沟槽微织构的正弦周期为：2mm；正弦沟槽微织构的槽深为：100μm。
4.如权利要求2或3所述的导轨的复合润滑结构，其特征在于，相邻多边形凹坑微织构的间距为：1mm；多边形凹坑微织构与正弦沟槽微织构的间距范围为：0.33mm；多边形凹坑微织构的对角长度范围为：0.2mm；多边形凹坑微织构的槽深为...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊玉杰，陈俣哲，赵康，管小燕，刘芳华，夏晶，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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