機械零件的修復

1、機 械 零 件 的 修 復 機電一體化，高速化，微電子化等特點一方面使設備更容易操作，另一方面卻使得設備的維修與診斷更加困難。 機械零件的修復技術，目的在于給大家介紹一些生產(chǎn)維修中常用的修理技術。在實際修復中可在經(jīng)濟允許，條件具備，盡可能滿足零件尺寸及性能的情況下，合理選用修復方法及工藝。第一節(jié)第一節(jié) 鉗工修復法鉗工修復法 鉗工修復包括絞孔，研磨，刮研，鉗工修補。絞孔是為了能提高零件的尺寸精度和減少表面粗糙度值，主要用來修復各種配合的孔，修復后其公差等級可達IT7-IT9，表面粗糙度值可達Ra3.2-0.8. 在工件上研掉一層極薄表面層的精加工方法叫研磨。可得到較高的尺寸精度和形位精度。用刮刀

2、從工件表面刮去較高點，再用標準檢具涂色檢驗的反復加工過程稱為刮研。刮研修復法刮研修復法一、刮研技術的特點 刮研是利用刮刀、拖研工具、檢測器具和顯示劑，以手工操作的方式，邊刮研加工，邊研點測量，使工件達到規(guī)定的尺寸精度、幾何精度和表面粗糙度等要求的一種精加工工藝。 不能刮研淬火的工件及表面。一、刮研技術的特點 1）可以按照實際使用要求將導軌或工件平面的幾何形狀刮成中凹或中凸等各種特殊形狀，以解決機械加工中不易解決的問題，消除由一般機械加工所遺留的誤差。 2）刮研是手工作業(yè)，不受工件形狀，尺寸和位置的限制。 3）刮研中切削力小，產(chǎn)生熱量小，不易引起工件受力變形和熱變形。 4）刮研表面接觸點分布均勻

3、，接觸精度高，如采用寬刮法還可以形成油楔，潤滑性好，耐磨性高。 5）手工刮研掉的金屬層可以小到幾微米以下，能夠達到很高的精度要求。 工效低，勞動強度大。工效低，勞動強度大。二、刮研工具和檢測器具 刮刀、平尺、角尺、平板、角度墊鐵、檢驗棒、檢驗橋板、水平儀、光學平直儀（自準直儀）、塞尺和各種器具。二、刮研工具和檢測器具二、刮研工具和檢測器具二、刮研工具和檢測器具二、刮研工具和檢測器具油石油石二、刮研工具和檢測器具紅丹粉紅丹粉 刮研用顯示劑刮研用顯示劑用于鋼和鑄鐵的顯示用于鋼和鑄鐵的顯示二、刮研工具和檢測器具普魯士藍油是用普魯士藍粉普魯士藍油是用普魯士藍粉與蓖麻油及適量機油調制而與蓖麻油及適量機油

4、調制而成，用于有色金屬和精密零成，用于有色金屬和精密零件的顯示件的顯示第二節(jié)機械修復法第二節(jié)機械修復法二、鑲加零件修復法 配合零件磨損后，在結構和強度允許的條件下，增加一個零件來補償由于磨損及修復而去掉的部分，以恢復原有零件精度，這樣的方法稱為鑲加零件修復法。常用的有擴孔鑲套、加墊等方法。二、鑲加零件修復法 圖示為在零件裂紋附近局部鑲加補強板，一般采用鋼板加強，螺栓聯(lián)接。脆性材料裂紋應鉆止裂孔止裂孔，通常在裂紋末端鉆直徑為3 6mm的孔。二、鑲加零件修復法 圖示為鑲套修復法。對損壞的孔，可鏜孔鑲套，孔尺寸應鏜大，保證套有足夠強度，套的外徑應保證與孔有適當過盈過盈量量，套的內(nèi)徑可事先按照軸徑配合

5、要求加工好，也可留有加工余量，鑲入后再加工至要求的尺寸。二、鑲加零件修復法 對損壞的螺紋孔可將舊螺紋擴大，再切削螺紋，然后加工一個內(nèi)外均有螺紋的螺紋套擰入螺孔中，螺紋套內(nèi)螺紋即可恢復原尺寸。對損壞的軸徑也可用鑲套修復法修復。二、鑲加零件修復法 在車床上，絲杠、光杠、操縱杠與支架配合的孔磨損后，可將支架上的孔鏜大，然后壓入軸套。軸套磨損后可再進行更換。 汽車發(fā)動機的整體式氣缸，磨損到極限尺寸后，一般都采用鑲加零件修復法修理。 箱體零件的軸承座孔，磨損超過極限尺寸時，也可以將孔鏜大，用鑲加一個鑄鐵或低碳鋼套的方法進行修理。二、鑲加零件修復法 圖示為機床導軌的凹坑，可采用鑲加鑄鐵塞的方法進行修理。先

6、在凹坑處鉆孔、絞孔，然后制作鑄鐵塞，該塞子應能與絞出的孔過盈配合。將塞子壓入孔后，再進行導軌精加工。如果塞子與孔配合良好，則加工后的結合面非常光整平滑。二、鑲加零件修復法 嚴重磨損的機床導軌，可采用鑲加淬火鋼導軌鑲塊的方法進行修復。二、鑲加零件修復法 應用這種修復方法時應注意：鑲加零件的材料和熱處理，一般應與基體零件相同，必要時選用比基體性能更好的材料。 為了防止松動，鑲加零件與基體零件配合要有適當?shù)倪^盈量，必要時可采用在端部加膠粘劑、止動銷、緊定螺釘、騎縫螺釘或點焊固定等方法定位。三、局部修換法 有些零件在使用過程中，往往各部位的磨損量不均勻，有時只有某個部位磨損嚴重，而其余部位尚好或磨損輕

7、微。在這種情況下，如果零件結構允許，可將磨損嚴重的部位切除，將這部分重制新件，用機械連接、焊接或膠粘的方法固定在原來的零件上，使零件得以修復，這種方法為局部修換法。三、局部修換法 圖a）示將雙聯(lián)齒輪中磨損嚴重的小齒輪的輪齒切去，重制一個小齒圈，用鍵聯(lián)接，并用騎縫螺釘固定； 圖b）為在保留的輪彀上，鉚接重制的齒圈； 圖c）為局部修換牙嵌式離合器以膠粘法固定。四、局部修換法 金屬扣合法金屬扣合法：是指利用金屬扣件（波形鍵）的塑性變形達到修復鑄鐵機件裂紋或斷裂的方法。也稱為冷鉚修復法冷鉚修復法。（裂紋或斷裂） 常用的金屬扣合法有強固扣合法、強密扣合法、強固扣合法、強密扣合法、加強扣合法和熱扣合法。加

8、強扣合法和熱扣合法。 四、局部修換法 1.1.強固扣合法強固扣合法 操作：操作：先在垂直于裂紋方向或折斷面的方向上，按要求加工出具有一定形狀和尺寸的波形槽，然后將用高強度合金材料制成的波形鍵（形狀、尺寸與波形槽相吻合）嵌入槽中，并在常溫下鉚擊使之產(chǎn)生塑性變形而充滿整個槽腔，這樣由于波形鍵的凸緣與槽的凹洼相互緊密的扣合，將開裂的兩部分牢固地連接成一體。 適用范圍：適用范圍：修復壁厚840mm的、一般強度要求的機件。四、局部修換法 2. 2. 強密扣合法強密扣合法 操作：操作：先用強固扣合法將產(chǎn)生裂紋或折斷面的零件連接成一個牢固的整體，然后按一定的順序在斷裂線的全長上加工出綴縫栓孔，保證裂紋全部由

9、綴縫栓填充，形成一條密封的金屬隔離帶，起到防滲漏的作用。 適用范圍：適用范圍：有密封要求的修復件，如高壓氣缸和高壓容器等防滲漏零件。四、局部修換法 3. 3. 加強扣合法（又稱優(yōu)級扣合法）加強扣合法（又稱優(yōu)級扣合法） 操作：操作：在垂直于裂紋或折斷面的修復區(qū)上加工出一定形狀的空穴，然后將形狀、尺寸與之相同的加強件嵌入其中。在機件和加強件的結合線上擰入綴縫栓，使加強件與機件得以牢固連接，以使載荷分布到更大的面積上。 適用范圍：適用范圍：承受高載荷且壁厚大于40mm的機件。四、局部修換法4 4. . 熱扣合法熱扣合法 操作：操作：利用金屬熱脹冷縮的原理，將一定形狀的扣合件加熱后扣入已在機件裂紋處加

10、工好的形狀、尺寸與扣合件相同的凹槽中，扣合件冷卻后收縮將裂紋箍緊，從而達到修復的目的。五、換位修復法 有些零件局部磨損可采用掉頭轉向的方法，如長絲杠局部磨損后可掉頭使用；單向傳力齒輪翻轉180，可將它換一個方向安裝后利用未磨損面繼續(xù)使用。但必須結構對稱或稍微加工即可實現(xiàn)時才能進行調頭轉向。五、換位修復法 圖示為軸上鍵槽重新開制新槽。五、換位修復法 圖示為聯(lián)接螺孔也可以轉過一個角度，在舊孔之間重新鉆孔。第三節(jié)焊接修復法第三節(jié)焊接修復法一、鋼制零件的焊修 一般而言，鋼中含碳量越高，合金元素種類和數(shù)量越多，可焊性就越差。 一般低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼均有良好可焊性，焊修這些鋼制零件時，主要考慮焊修時

11、的受熱變形問題。二、鑄鐵零件的焊修 鑄鐵在機械設備中的應用非常廣泛。 灰口鑄鐵（灰口鑄鐵（HTHT）主要用于制作各種支座、殼體等基礎件； 球墨鑄鐵（球墨鑄鐵（QTQT）已在部分零件中取代鑄鋼而獲得應用。二、鑄鐵零件的焊修 鑄鐵可焊性差，存在以下問題： 1）鑄鐵含碳量高，焊接時易產(chǎn)生白口（斷口呈亮白色）白口（斷口呈亮白色），既脆又硬，焊后不僅加工困難，而其容易產(chǎn)生裂紋；鑄鐵中磷、硫含量較高，也給焊接帶來一定困難。 2）焊接時，焊縫易產(chǎn)生氣孔氣孔或咬邊咬邊。 3）鑄鐵零件原有氣孔、砂眼、縮松等缺陷也易造成焊接缺陷。 4）焊接時，如果工藝措施和保護方法不當，也易造成鑄鐵零件其他部位變形過大或電弧劃傷

12、而使工件報廢。 采用焊修法最主要的還是要提高焊縫和熔合區(qū)的可切削性，提高焊補處的防裂性能、防滲透性能和提高接頭的強度。二、鑄鐵零件的焊修二、鑄鐵零件的焊修 某鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，未焊透二、鑄鐵零件的焊修 某鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，密集氣孔二、鑄鐵零件的焊修 W18Cr4V（高速工具鋼）-45鋼棒對接電阻焊縫中的夾渣斷口照片二、鑄鐵零件的焊修 鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，局部夾渣二、鑄鐵零件的焊修 鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，兩側線狀夾渣二、鑄鐵零件的焊修 鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，鎢極氬弧焊打

13、底+手工電弧焊，夾鎢。二、鑄鐵零件的焊修 對接焊縫上的縱向表面裂紋與外咬邊的熒光磁粉檢測顯示照片（照片來源：日本EISHIN KAGAKU CO.,LTD）二、鑄鐵零件的焊修 合金鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，氣體保護焊-鎢極氬弧焊，橫裂紋二、鑄鐵零件的焊修 厚度14mm低合金鋼板對接焊縫X射線照相底片，X型坡口，自動焊，縱向裂縫（照片來源：焊縫射線照相典型缺陷圖譜崔秀一 張澤豐 李偉 編著）二、鑄鐵零件的焊修 鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，外部咬邊。二、鑄鐵零件的焊修 鋼板對接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，內(nèi)部咬邊。二、鑄鐵零件的焊修 1焊接分類： （1）熱

14、焊法 （2）冷焊法 （3）加熱感應區(qū)補焊法二、鑄鐵零件的焊修 （1）熱焊法 鑄鐵熱焊是焊前將工件高溫預熱，焊后再加熱、保溫、焊前將工件高溫預熱，焊后再加熱、保溫、緩冷。緩冷。 用氣焊或電焊效果均好，焊后易加工，焊縫強度高、耐水壓、密封性能好，尤其適用于鑄鐵零件毛坯缺陷的修復。但由于成本高、能耗大、工藝復雜、勞動條件差，因而應用受到限制。二、鑄鐵零件的焊修 （2）冷焊法 鑄鐵冷焊是在常溫或局部低溫預熱狀態(tài)下進行的，具有成本低、生產(chǎn)率高、焊后變形小、勞動條件好等優(yōu)點，因此得到廣泛的應用。缺點是易產(chǎn)生白口河裂紋，對工人的操作技術要求高。二、鑄鐵零件的焊修 （3）加熱感應區(qū)補焊法 選擇零件的適當部位進

15、行加熱使之膨脹，然后對零件的損壞處補焊，以減少焊接應力與變形，這個部位就稱為減應區(qū)，這種方法就稱為加熱減應區(qū)補焊法。、 加熱感應區(qū)補焊法的關鍵在于正確選擇減應區(qū)。減應區(qū)加熱或冷卻不應影響焊縫的膨脹和收縮，它應選在零件棱角、邊緣和加強肋等強度較高的部位。二、鑄鐵零件的焊修二、鑄鐵零件的焊修 為了提高焊修可靠性，可擰入螺栓以加強焊縫，如圖所示。齒輪輪齒的焊接修復齒輪輪齒的焊接修復螺栓孔缺口的焊補螺栓孔缺口的焊補二、鑄鐵零件的焊修 加強板的焊接，先用錐銷或螺栓銷固定，再焊牢固。四、釬焊修復法 釬焊 硬釬焊：用熔點高于450 的釬料進行釬焊稱為硬釬焊，如銅焊、銀焊等。硬釬料還有鋁、錳、鉬等及其合金。

16、軟釬焊：用熔點低于450 的釬料進行釬焊，也稱為低溫釬焊，如錫焊等。軟釬料還有鉛、鉍、鎘、鋅等及其合金。四、釬焊修復法第四節(jié)第四節(jié) 熱噴涂修復法熱噴涂修復法一、熱噴涂的分類及特點 熱噴涂, 就是利用某種熱源, 如電弧、等離子弧、燃燒火焰等將粉末狀或絲狀的金屬和非金 屬涂層材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài), 然后借助焰流本身的動力或外加的高速氣流霧化并以一定的速度噴射到經(jīng)過預處理的基體材料表面, 與基體材料結合而形成具有各種功能的表面覆蓋涂層的一種技術。一、熱噴涂的分類及特點一、熱噴涂的分類及特點 熱噴涂技術的特點如下： 1）適用材料廣，噴涂材料廣。噴涂和基體的材料可以是金屬、合金，也可以是非金屬。

17、2）涂層的厚度不受嚴格限制，可以從幾十微米到幾毫米。而且涂層組織多孔，易存油，潤滑性和耐磨性都較好。 3）噴涂時工件表面溫度低（一般為7080），不會引起零件變形和金相組織改變。一、熱噴涂的分類及特點 4）可賦予零件以某些特殊的表面性能，達到節(jié)約貴重材料、提高產(chǎn)品質量、滿足多種工程技術和高新技術的需要。如可以把韌性好的金屬材料和硬而脆的陶瓷材料復合，從而得到新的表面復合材料。 5）設備不太復雜，工藝簡便，可在現(xiàn)場作業(yè)。 6）對失效零件修復的成本低、周期短、生產(chǎn)效率高。一、熱噴涂的分類及特點第五節(jié)第五節(jié) 電鍍修復法電鍍修復法一、鍍鉻 1鍍鉻層的特點 硬度高（8001000HV，高于滲碳鋼、滲氮鋼

18、）； 摩擦因數(shù)?。殇摵丸T鐵的50%）； 耐磨性高（高于無鍍鉻層得250倍）； 導熱率比鋼和鑄鐵約高40%； 具有較高的化學穩(wěn)定性，能長時間保持光澤，抗腐蝕性強； 鍍鋁層與基體金屬有很高的結合強度。一、鍍鉻 鍍鉻層得主要缺點： 性脆，它只能承受均勻分布的載荷，受沖擊易破裂； 隨著鍍鉻層厚度增加，鍍層強度、疲勞強度也隨之降低。一、鍍鉻一、鍍鉻 鍍鉻有兩種的，一種是裝飾鉻裝飾鉻，一種是硬鉻硬鉻。鍍硬鉻是比較好的一種增加表面硬度的方法，但是它的優(yōu)缺點很多，所以好多情況下都沒采用。優(yōu)點一，表面光潔度好； 優(yōu)點二，不會生銹，一點銹斑都不會有； 三，鍍的過程中原零件變形?。?四，如果零件尺寸不到位，可以通

19、過加幾絲鉻來達到尺寸（如修補，當然了，這是優(yōu)點，也是個缺點，所以要鍍鉻的零件都要放余量了）； 優(yōu)點五，表面比較美觀。等等一、鍍鉻 缺點一，價格高，不光鍍的費用高，而且鍍后還要再加工； 缺點二，不適合表面比較復雜的零件； 缺點三，厚度太薄，一般只有0.05-0.15mm左右； 缺點四，對零件表面的光潔度要求比較高。鍍硬鉻一般采用比較多的是常在高溫條件下使用的機械，如：模具等。鍍裝飾鉻顧名思義，主要目的就是為了表面光亮、外形美觀、防銹等等。第六節(jié)第六節(jié) 膠接修復法膠接修復法一、膠粘工藝的特點 膠粘工藝的特點： 1）膠接力較強，可膠接各種金屬或非金屬材料，且可達到較高的強度要求。 2）膠粘工藝溫度不

20、高，不會引起基體金屬金相組織的變化和熱變性，不會產(chǎn)生裂紋等缺陷。因而可以粘補鑄鐵件、鋁合金件和薄壁件、細小件等。 3）膠接時不破壞原件強度，不易產(chǎn)生局部應力集中。與鉚、螺紋聯(lián)接、焊接相比，減輕結構重量20%25%，表面美觀平整。一、膠粘工藝的特點 膠粘工藝的特點： 4）工藝簡便，成本低，工期短，便于現(xiàn)場修復。 5）膠縫有密封、耐磨、耐腐蝕和絕緣等性能，有的還具有隔熱、防潮、防振減振性能。兩種金屬間的膠層還可防止電化學腐蝕。一、膠粘工藝的特點 膠粘工藝的缺點： 不耐高溫（一般只有150，最高300 ，無機膠除外）；抗沖擊、抗剝離、抗老化的性能差；膠接強度不高（與焊接、鉚接比）；膠接質量的檢查較為困難。四、膠