機(jī)械零件常用的修復(fù)方法

郭佳萍，劉 霞

(長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)分院，吉林長春 130033)

機(jī)械零件常用的修復(fù)方法

郭佳萍，劉 霞

(長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)分院，吉林長春 130033)

針對機(jī)械設(shè)備在使用中由于磨損、腐蝕、維護(hù)不良、操作不當(dāng)?shù)仍蚨鴮?dǎo)致機(jī)械設(shè)備的性能、精度和生產(chǎn)效率下降問題，指出機(jī)械零件的修復(fù)原則，論述了零件的修復(fù)機(jī)理，為在機(jī)械設(shè)備處于不同技術(shù)狀態(tài)變化下進(jìn)行零件修復(fù)提供了方法。

機(jī)械;零件;修復(fù)

1 機(jī)械零件修復(fù)的原則

機(jī)械零件進(jìn)行修復(fù)應(yīng)遵循技術(shù)上可能、質(zhì)量上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的原則，可概括為工藝合理、經(jīng)濟(jì)性好、效率要高、生產(chǎn)可行16個(gè)字。

1.1 工藝合理

a.滿足機(jī)械零件的工況條件［1］。

機(jī)械零件的工況條件包括承受載荷的性質(zhì)和大小、工作溫度、運(yùn)動速度、潤滑條件、工作面間的介質(zhì)以及環(huán)境介質(zhì)等，選擇的修復(fù)工藝必須滿足機(jī)械零件工作條件要求。

b.滿足零件技術(shù)要求和特征。

修復(fù)工藝要滿足待修零件的技術(shù)要求和特征，如零件材料成分、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀、熱處理和金相組織、力學(xué)和物理性能、加工精度和表面質(zhì)量等。由于每一種修復(fù)工藝都有其適應(yīng)的材質(zhì)，所以在選擇修復(fù)工藝時(shí)，首先應(yīng)考慮待修機(jī)械零件的材質(zhì)對修復(fù)工藝的適應(yīng)性。

1.2 經(jīng)濟(jì)性好

在保證機(jī)械零件修復(fù)工藝合理的前提下，考慮單個(gè)零部件修復(fù)的經(jīng)濟(jì)合理性和修復(fù)后機(jī)械零件的使用壽命，同時(shí)還應(yīng)注意盡量組織批量修復(fù)，這有利于降低修復(fù)成本，提高修復(fù)質(zhì)量。

1.3 效率要高

修復(fù)工藝的生產(chǎn)效率可用自始至終各道工序時(shí)間的總和表示。總時(shí)間愈長，工藝效率就愈低。

1.4 生產(chǎn)可行

許多修復(fù)工藝需配置相應(yīng)的工藝設(shè)備和一定的技術(shù)人員，而且會涉及到整個(gè)維修組織管理和維修生產(chǎn)進(jìn)度，所以選擇修復(fù)工藝時(shí)，還要注意本單位現(xiàn)有的生產(chǎn)條件、修復(fù)用的裝備狀況、修復(fù)技術(shù)水平、協(xié)作環(huán)境等，綜合考慮修復(fù)工藝的可行性。但是應(yīng)當(dāng)指出，要注意不斷更新現(xiàn)有修復(fù)工藝技術(shù)，通過學(xué)習(xí)、開發(fā)和引進(jìn)，結(jié)合實(shí)際采用較先進(jìn)的修復(fù)工藝。組織專業(yè)化機(jī)械零件修復(fù)并大力推廣先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)是保證修復(fù)質(zhì)量、降低修復(fù)成本、提高修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向。

2 機(jī)械零件常用的修復(fù)方法

在實(shí)際工作中，機(jī)械零件常用的修復(fù)方法如下:電鍍修復(fù)法、涂覆修復(fù)法、焊接修復(fù)法、粘接修復(fù)法、機(jī)械加工修復(fù)法等方法。

2.1 電鍍修復(fù)法

用電鍍法修復(fù)零件時(shí)，一般為鍍鉻或鍍鐵，以鍍硬鉻應(yīng)用最為廣泛［1］。對磨損零件用電鍍法修復(fù)時(shí)，不僅能恢復(fù)磨損零件的尺寸，還能改善零件的表面性能，如提高硬度、耐磨性、耐腐蝕性和改善潤滑條件等。但電鍍法生產(chǎn)過程較長，且鍍鉻層較脆，受沖擊的零件不宜用鍍鉻法修復(fù)。

為了保證鍍層的質(zhì)量和結(jié)合強(qiáng)度，電鍍前應(yīng)對零件進(jìn)行磨削和除油。對零件磨損的部位進(jìn)行磨削加工，可以消除不均勻的損傷，恢復(fù)零件表面的正確幾何形狀，使鍍層表面光滑均勻。如果不能磨削加工時(shí)，可用細(xì)砂布打光來代替磨削。電鍍后要檢查鍍層質(zhì)量，主要檢查鍍層有無裂紋、斑點(diǎn)和鍍層與零件表面的結(jié)合情況。合格后，按零件的技術(shù)要求進(jìn)行磨削加工。

2.2 涂覆修復(fù)法

涂覆修復(fù)法是將非自熔金屬合金或尼龍塑料的絲或粉末，利用氧一乙炔火焰或電弧熔化并吹成霧狀，向零件磨損部位噴射，使之沉積在處理過的零件表面成為涂層。這種方法多用于軸和軸頸的修復(fù)，也可以用來修復(fù)導(dǎo)軌、青銅軸承等。噴涂后的零件表面還要進(jìn)行磨削加工，因此要留有磨削余量。用噴涂金屬合金的方法還可以填補(bǔ)鑄鐵零件的裂紋。尼龍塑料噴涂是向零件磨損部位噴涂尼龍1010、尼龍9、聚乙烯等。噴涂后零件表面具有強(qiáng)度高、韌性好、耐高壓、耐磨性好等優(yōu)良的機(jī)械性能，并具有耐油、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。但由于尼龍塑料不耐高溫，通常用于修復(fù)在80℃以下工作的軸、軸承、活塞、葉輪、機(jī)床鑲條、壓板等零件。不能用這種方法修復(fù)在高速、高溫條件下工作的零件。

2.3 焊接修復(fù)法

零件磨損或局部斷裂時(shí)，可用焊接的方法進(jìn)行修復(fù)。

通過振動電堆焊可以在零件磨損表面加焊耐磨涂層，是主軸、花鍵軸、齒輪等零件修復(fù)中廣泛應(yīng)用的方法。修復(fù)斷裂損壞的碳素鋼、合金鋼、鑄鐵和有色金屬及其合金制成的零件常用氣焊。氣焊可以修復(fù)薄壁零件和低熔點(diǎn)金屬，且設(shè)備簡單、輕便;修復(fù)碳素鋼、合金鋼和鑄鐵制成的零件也常用手工電弧焊。手工電弧焊修復(fù)零件時(shí)可焊接厚件，焊縫質(zhì)量好，設(shè)備簡單，維修方便，但其焊接質(zhì)量直接受到操作工人的技術(shù)水平和熟練程度影響，質(zhì)量較難控制;氣體保護(hù)焊焊接質(zhì)量好，但成本較高。其中氬、氦弧焊用于修復(fù)不銹鋼、耐熱鋼、鋁、鎂、鈦合金等制成的零件;用熔點(diǎn)低于零件材料的填充金屬(釬料)將零件連接或填補(bǔ)缺陷的方法稱為釬焊。由于釬焊溫度低，焊接后零件材料的組織、性能不變，變形小，適用于碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金等制成的零件，還可以連接不同金屬的零件，但其工藝復(fù)雜，連接強(qiáng)度低。釬焊還可用于車刀、端銑刀等刀具的刀片與刀體的焊接。焊修前，應(yīng)對零件焊修部位進(jìn)行清洗和清理，去除油污;電焊修復(fù)時(shí)，厚壁處要開坡口。為防止零件因焊接變形(尤其是鑄鐵零件)，焊修前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱處理、焊接過程中保溫和焊后熱處理退火等，以取得較好的焊接或補(bǔ)焊質(zhì)量。

2.4 粘接修復(fù)法

粘接修復(fù)法是利用粘接劑對零件的磨損、缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，對軸、套、拔叉等零件斷裂處進(jìn)行修復(fù)的方法。粘接修復(fù)法的粘接強(qiáng)度大，能粘接各種金屬、非金屬材料，并能粘接兩種不同材質(zhì)的零件;粘接時(shí)溫度低，不會引起工件變形;工藝簡便，密封性好，且耐油、耐水、耐酸堿腐蝕。但粘接處不耐高溫，抗沖擊能力差，耐老化性差，影響長期使用。

機(jī)床導(dǎo)軌磨損后，有關(guān)部件經(jīng)過修理也無法恢復(fù)原位，采用粘接修復(fù)法可以在導(dǎo)軌面上鑲鋼、鑄鐵或其他材料的板或?qū)к壝?，就可解決上述問題。

如對軸、套、拔叉等零件的斷裂處進(jìn)行修復(fù)，也可以對磨損的軸、尾座孔、齒輪等用鑲套再粘接的方法進(jìn)行修復(fù)。

鑄件上的縮孔、砂眼和氣孔等缺陷，可用粘接劑進(jìn)行粘補(bǔ)。粘補(bǔ)前要清理缺陷部位，在粘接劑中加填料(如鑄鐵粉末)后填入缺陷孔內(nèi)，填實(shí)后用滾輪滾壓，以壓平、壓實(shí)。如蝸輪的齒圈與輪體、90°角尺的尺座與尺身等，都可用環(huán)氧樹脂粘接劑粘接為一體。

2.5 機(jī)械加工修復(fù)法

a.改變尺寸修理法

相配合的零件，其配合表面在使用中因磨損而產(chǎn)生尺寸誤度，按其新尺寸配作與之配合的零件(如套)，達(dá)到配合要求，這種方法稱為改變尺寸修復(fù)法。修復(fù)的原則是，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜而貴重的零件進(jìn)行切削加工恢復(fù)精度，而對其相配件重新配制。

b.鑲加零件修復(fù)法

在結(jié)構(gòu)允許的情況下，修復(fù)已磨損的兩個(gè)配合零件，并增加一個(gè)零件來補(bǔ)償因修復(fù)而減少的部分，以恢復(fù)配合零件精度的方法稱為鑲加零件修復(fù)法。

(1)鑲套法。箱體類零件上的孔磨損后，可將箱體孔通過切削加工擴(kuò)大尺寸，并達(dá)到形位公差和表面粗糙度要求，然后按孔的新尺寸和過渡配合(或過盈配合)精度制造套，將套鑲?cè)胂潴w孔中，再用騎縫釘或銷緊固。實(shí)踐中內(nèi)燃機(jī)的“鏜缸下套”應(yīng)用的就是此方法。

(2)加墊法。當(dāng)軸肩磨損時(shí)，可用切削加工方法將磨損部位去掉，加一個(gè)適當(dāng)尺寸的墊進(jìn)行補(bǔ)償。

(3)機(jī)械加固法。當(dāng)大型鑄件的非受力部位產(chǎn)生裂紋時(shí)，可用1～2塊鋼板結(jié)合螺釘或鉚釘進(jìn)行加固的方法修復(fù)。修復(fù)前要在裂紋的盡頭處鉆卸荷孔，以防止裂紋繼續(xù)發(fā)展。

c.局部修復(fù)法

當(dāng)零件只是某一部位嚴(yán)重磨損或損壞，而其他部位尚可使用時(shí)，可將磨損或損壞部位切除，制造新件后，用壓配、鍵連接、螺紋連接、鉚接、焊接或粘接等方法加以組合固定，這種方法稱為局部修復(fù)法。例如對于模數(shù)較大、圓周速度不高的齒輪，如果一個(gè)或幾個(gè)輪齒斷裂時(shí)，可用鑲齒法進(jìn)行修復(fù)。

d.金屬扣合法

機(jī)床床身、機(jī)架、箱體及其他大型鑄件產(chǎn)生裂紋或折斷時(shí)，可采用金屬扣合法來修復(fù)。方法是在垂直于鑄件裂紋或折斷的方向，用銑、鉆、鏨等方法加工出一定形狀、尺寸的扣合槽，嵌入與之相吻合的扣合鍵，使產(chǎn)生裂紋或折斷鑄件的兩面連接在一起，使之具有一定的強(qiáng)度和密封性。

(1)強(qiáng)固扣合法。這種方法適用于壁厚為8～40mm、一般強(qiáng)度的鑄件。強(qiáng)固扣合法一般采用波形鍵為扣合鍵，通過冷鉚的方法扣合。

(2)熱扣合法。這種方法是將加熱的扣合件裝入扣合部位的槽內(nèi)，冷卻后，扣合件產(chǎn)生冷縮而將鑄件的裂紋牢固地扣合起來。

(3)強(qiáng)密扣合法。這種扣合方法除了能滿足強(qiáng)度要求外，還可滿足鑄件的密封要求，能使裂損的汽缸、容器、閥門等具有防漏性能。其工藝過程是，先把鑄件用波形鍵扣合，然后沿裂紋鉆φ5～φ8的騎縫孔，在孔中鉚入低碳鋼、紫銅等軟材料制成的綴縫栓，使裂紋全部密封起來，騎縫孔深度應(yīng)小于波形槽深。

(4)優(yōu)級扣合法。這種方法主要用于承受大載荷的厚壁鑄件。方法是在垂直于裂紋或折斷面上鑲?cè)脘撡|(zhì)磚形加強(qiáng)件，在加強(qiáng)件和鑄件的結(jié)合面上用綴縫栓把二者聯(lián)接起來。有時(shí)還用波形鍵加強(qiáng)。

e.塑性變形法

有鐓粗法、擴(kuò)張法和擠壓法等，適用于塑性好而精度要求不太高的零件修復(fù)。有色金屬套筒等零件.可以通過鐓粗法增大其外徑尺寸，然后用切削加工法恢復(fù)外徑尺寸精度。鐓粗時(shí)，要求套筒的長徑比≤2，外徑磨損小于0.6mm，并用專用的鐓粗工具操作，以防止零件變形;擴(kuò)張法是在專用模具上用擴(kuò)張沖頭對套筒零件進(jìn)行沖壓，可在常溫或加熱后進(jìn)行，以增大套筒類零件的外徑和孔徑。擠壓法是通過專用沖頭和沖模使套筒類零件外徑縮小的方法，可以于常溫或加熱后在壓力機(jī)上進(jìn)行。

2.6 切削加工修復(fù)法

在修復(fù)過程中，可以根據(jù)實(shí)際情況，采用銼削、刮削、鏨削、研磨、矯正與彎形、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔、攻螺紋、套螺紋、鋸削等切削加工進(jìn)行修復(fù)。

3 結(jié)束語

隨著生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，零件的修復(fù)好壞，對企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行、產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本都有著直接的影響。在選擇修復(fù)磨損零件的方法時(shí)，不僅考慮機(jī)械設(shè)備的使用壽命、機(jī)械設(shè)備的使用性能，而且要考慮現(xiàn)有的修理?xiàng)l件等因素。法無定法，貴在得法。機(jī)械設(shè)備拆卸后，如何定性零件是修復(fù)還是更換，在維修服務(wù)行業(yè)中是個(gè)棘手的問題，有待今后探討。

［1］郭佳萍，于穎，張繼媛.機(jī)械拆裝與測繪［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

The Normal Repair Methods of Mechanical Parts

GUO Jiaping，LIU Xia
(Changchun Vocational Institute of Technology，Jilin Changchun，130033，China)

In view of poor performance of the mechanical equipment at precision and production efficiency caused by wear，corrosion，bad maintenance，improper operation，it proposes the normal repair methods of mechanical parts，describes the repair mechanism.This provides the repair of mechanical parts for different technology state of mechanical equipment.

Mechinery;Part;Repair

HT17

A

2095－509X(2013)05－0083－04

10.3969/j.issn.2095 －509X.2013.05.021

2013－04－16

郭佳萍(1966—)，女，吉林長春人，長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械拆裝與測繪的教學(xué)與研究工作。

設(shè)備磨損零件在保證設(shè)備精度的條件下，應(yīng)盡量修復(fù)，避免更換。這不僅能保證機(jī)械設(shè)備使用功能及性能的正常發(fā)揮，而且還能減少維修工作量，降低修理成本。