機床綠色再制造裝甲兵工程學院簡版課件

1、廢舊機床綠色再制造技術及產業(yè)化 曹華軍 副所長 、博士生導師重慶大學制造工程研究所機床再制造產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟2010年6月11日目 錄1 機床綠色再制造的內涵2 機床綠色再制造技術的主要內容3 重慶市機床綠色再制造工作情況4 機床綠色再制造的產業(yè)化前景分析5 結束語目 錄1 機床綠色再制造內涵2 機床綠色再制造技術的主要內容3重慶市機床綠色再制造工作情況4 機床綠色再制造的產業(yè)化前景分析5 結束語 機床是裝備制造業(yè)的工作母機，被稱為支柱中的“支柱”，是支撐我國制造業(yè)的重要基礎裝備。 我國是世界制造大國，也是機床大國: 機床保有量世界第一，已連續(xù)七年機床消費世界第一。當前我國機床的現(xiàn)狀 （1）機

2、床擁有量世界第一，超過700萬臺； （2）15%左右的機床仍停留在50-60年代，面臨報廢和淘汰，而且報廢數(shù)量還將隨著時間不斷動態(tài)增加； （3）60%的機床役齡超過10年，大量機床在不斷進入大修狀態(tài)。 （4）大量老舊機床裝備技術落后，功能落后，導致我國制造業(yè)制造質量低、生產效率低，生產過程能耗大、噪聲大、粉塵、油霧等污染大等一系列問題。 機床綠色再制造是“一個充分運用綠色制造技術和其它先進制造技術、信息技術、數(shù)控及自動化技術等高新技術對廢舊機床進行可再制造性評估、拆卸以及創(chuàng)新性再設計、再制造、再裝配的過程”。 其目標是充分利用現(xiàn)有廢舊機床資源，再制造出比原機床功能更強、性能指標更優(yōu)并且節(jié)能節(jié)材

3、、綠色環(huán)保的新機床，實現(xiàn)資源循環(huán)利用和已有機床的跨越式提升。 機床再制造的內涵特征： (1) 是一種新的機床制造模式，其“原料”是廢舊機床或零部件； (2) 機床再制造過程強調對機床的完全拆卸和零部件可再制造評估，是一個包括回收、拆卸、清洗、再設計、再制造、再裝配等工藝的更加復雜的過程； （3）強調面向新的客戶需求、基于現(xiàn)代技術的創(chuàng)新性再設計； (3) 再制造機床應具有功能更強、性能指標更優(yōu)并且節(jié)能節(jié)材、綠色環(huán)保等現(xiàn)代新機床特征； (4) 是一個資源循環(huán)再利用過程，也是促進裝備制造過程節(jié)能、減排的綠色化的過程。 （1） 由于鑄件時效特點，床身、床座、立柱等重要鑄件具有舊件性能優(yōu)于新件的特點；

4、（2）機床再制造屬產品再制造，滿足新需求的，機床再制造與綜合提升不存在知識產權問題； （3）不存在法律約束問題； （4）資源循環(huán)效率高，80%的機床重量資源能得到有效回收； （5）不但是資源循環(huán)，更是制造能力的提升。廢舊機床再制造特點機床再制造技術流程目 錄1 機床綠色再制造的內涵2 機床綠色再制造技術的主要內容3重慶市機床綠色再制造工作情況4 機床綠色再制造的產業(yè)化前景分析5 結束語（1）廢舊機床評價與再設計技術（2）廢舊機床零部件綠色修復處理與再制造技術 （3）機床環(huán)境友好性改進技術（4）機床的節(jié)能性提升技術（5）機床信息化提升技術 （6）其它技術 2.1 機床綠色再制造關鍵技術（1） 廢

5、舊機床評價與再設計技術 對廢舊機床綜合測試與評估技術、機床再制造方案設計技術、基于殘缺信息的破損關鍵零部件的再設計技術等進行了研究，開發(fā)出包括“廢舊機床綜合測試與評估”、“機床再制造方案設計”和“機床再制造方案綜合評價優(yōu)選”三個主要功能模塊的機床再制造綜合評價與再設計支持系統(tǒng)，并獲軟件著作權（登記號：2008SR07876）。廢舊機床測試與評估流程圖 通過對150 多臺廢舊車床的再制造結果統(tǒng)計，可直接利用的零件重量占機床總重量的15，價值占價值總額的12；經再制造后可使用的零件重量占機床總重量的80，價值占總額的85。（2）廢舊機床零部件綠色修復處理與再制造技術 將先進的表面工程技術和綠色修復

6、工藝應用到機床零部件再制造中，形成了一套可用于導軌、主軸、蝸輪蝸桿副等機床關鍵零部件的綠色再制造工藝。主軸再制造新制主軸工藝流程： 下料鍛造拉荒正火粗車粗車各級外圓熱處理T235校直車（鉆導向孔）鉆30通孔精車精車精車車車車錐孔磨（配磨）銑槽粗銑花鍵鉆孔熱C48、G48校直半精磨外圓磨（配磨內錐）磨（粗磨外錐）熱處理（油煮定性）車（配堵頭、研中心孔）磨（精磨花鍵）磨（精磨外圓）磨（半精磨軸承位）磨（半精磨內錐）磨（精磨各級外圓）磨（精磨外錐）磨（精磨內錐）車螺紋磨（精磨端面）上油入庫。主軸再制造工藝流程：清洗除油冷態(tài)重熔焊補（修復凸凹槽或磨損面）刷鍍（軸承位、內錐部位）磨（精磨軸承位）磨（上磨

7、床，精磨軸承位、外錐、端面、內錐）。再制造后的車床主軸指標生產工序步數(shù)加工時間（小時）鋼材材料消耗(kg)能源消耗（度數(shù)）碳排放量（kgCO2）成本(元)新制造362232.727002210.570 657.6再制造518.202116.485 327.6備注：僅計算材料及能耗碳排放，鋼材碳系數(shù)取2785kgCO2/ 噸；能源碳系數(shù)：0.785kgCO2/度 床身再制造新車床床身的制造工藝流程如下： 坯件退火銑刨退火刨銑刨鉗熱G50振動失效刨銑刨鉗鉗鉗油漆磨導軌檢查上油入庫。車床床身再制造工藝過程如下： 清洗除油冷態(tài)重熔焊補（修復導軌拉傷面銹蝕面）刷鍍磨導軌上油入庫。拆卸后的舊床身再制造后床

8、身指標工序（步數(shù)）加工時間（小時）加工周期（天）鑄鐵材料消耗（kg）電能消耗（度數(shù)）碳排放量（KgCO2）成本（元）新制造2048303619561627.329 3850再制造618.2306047.100 580備注：僅計算材料及能耗碳排放，鑄鐵碳系數(shù)取2429kgCO2/ 噸；能源碳系數(shù)：0.785kgCO2/kWh。表1 C616床身再制造與新制造對比（3）機床環(huán)境友好性改進技術 廢舊機床大多數(shù)噪聲、清潔化加工性能較差，是再制造過程中需要重點解決的關鍵問題之一，將重點研究： 傳動系統(tǒng)降噪改造技術 清潔化加工配套裝置 其他 應用案例 采用油霧分離器凈化油霧排放 在高速重切條件下，加工會產

9、生大量的油霧，對車間造成嚴重的環(huán)境污染，采用油霧分離器可以對所排出的油霧進行凈化，大大減小油霧對車間環(huán)境的污染，同時，分離出來的油流回機床可繼續(xù)使用。 油霧分離器 應用案例 采用有效的切屑回收系統(tǒng)，分離鐵屑與油污 大量的油污被粘附在鐵屑中帶走，由于鐵屑體積小，數(shù)量多，總的表面積很大，而且通常鐵屑形狀不規(guī)則，容易吸附大量的油污，因此鐵屑帶走的油污量很大。但在一般情況下，這個問題并沒有得到重視，大量油污都被混在鐵屑中帶走，最終造成環(huán)境污染，因此需要對鐵屑和油污進行分離。 （4） 機床的節(jié)能性提升技術，如: 驅動電機控制方式的優(yōu)化改進 主傳動系統(tǒng)的節(jié)能性改進機床再制造前后節(jié)能效果對比（5）機床信息化

10、提升技術 適應企業(yè)信息化和車間制造過程信息化的需要，是未來再制造新機床的一項重要功能。如: 機床多功能信息化人機交互界面（用于機床加工狀態(tài)與企業(yè)設計、管理等信息化系統(tǒng)交互的人機界面）； 機床加工狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（如機床故障監(jiān)控系統(tǒng)、刀具磨損監(jiān)控系統(tǒng)等）。（1）實現(xiàn)甩圖紙功能；（2）加工過程動畫示教；（3）加工過程仿真；（4）為ERP提供動態(tài)數(shù)據和信息交互支持；（5）支持裝備聯(lián)網運行和調度優(yōu)化；（6）加工過程遠程監(jiān)視管理；（7）加工過程狀態(tài)監(jiān)控；（8）遠程設備維護和故障診斷。 功能作用2.2 機床綠色再制造成套技術 基于上述關鍵技術，并集成數(shù)控化技術、自動化技術等，形成機床綠色再制造與提升成套技術。

11、 目 錄1 問題的提出2 機床綠色再制造的內涵3 機床綠色再制造技術的主要內容4 重慶市機床綠色再制造工作情況5 機床綠色再制造的產業(yè)化前景分析6 結束語 （1）在“十五”期間，重慶市經委曾實施千臺機床數(shù)控化改造工程，重慶機床（集團）是工程項目主要參與單位之一；重慶大學制造工程研究所所長、重慶大學原校長劉飛教授是數(shù)控化改造工程專家組組長。 2006年12月在“十五”期間的工作基礎上，重慶機床（集團）與重慶大學聯(lián)合申報承擔了“十一五”國家支撐計劃重點課題“機床再制造關鍵技術及應用”。 （2）在重慶市政府、市經委以及重慶機電控股集團、重慶機電股份公司等部門領導的大力支持下，掛牌成立了： 重慶市工業(yè)

12、裝備再造產學研合作基地； 重慶市工業(yè)裝備再造工程技術中心； 重慶市工業(yè)裝備再造產業(yè)化示范基地重慶市經委及其他單位領導參加掛牌儀式機床再制造應用示范展廳再制造現(xiàn)場再制造新車床廢舊滾齒機再制造新滾齒機車床原標準與再制造后的精度對比 精度值檢查項目原車床標準再制造車床實測精度圓度(mm)0.010.003圓柱度(mm)0.016/1600.014平面度(mm)0.01/1600.010螺距誤差(mm)0.3000.023 精度值檢查項目原滾齒機標準再制造滾齒機實測精度K個齒距積累誤差0.0180.009積累誤差0.0230.017螺旋線傾斜偏差0.0130.010滾齒機原標準與再制造后的精度對比 工

13、藝范圍功能原機床再制造機床說明復雜零件單件、小批加工成本高成本低在再造后車床上改變加工零件時，只需要重新編制程序就能實現(xiàn)對新零件的加工。精密復雜零件不能能由于機械精度低及無數(shù)控功能，舊車床無法加工精密復雜零件。加工工藝范圍情況（3）推廣應用和經濟社會效益情況 目前，已在重慶機床（集團）有限責任公司、重慶第二機床廠有限責任公司等單位建成了推廣應用基地。 已為重慶秋田齒輪有限責任公司、一汽伊頓變速箱有限責任公司等38家客戶企業(yè)完成了800多臺廢舊機床的再制造，明顯提升了客戶企業(yè)裝備能力和制造能力，為客戶企業(yè)節(jié)省新購同類機床設備費用1.5億元。并新增服務型產值6954萬元、利稅1815萬元；可見，本

14、成果可形成一種新興的制造服務型產業(yè)。秋田齒輪公司正在采用再制造后的車床進行生產 2007年重慶機床集團以成本價25萬元將重慶藍黛實業(yè)有限公司6臺YBA3120機械式普通滾齒機升級再造為兩軸數(shù)控滾齒機Y3120CNC2，同比新購機床162萬元節(jié)約5倍。本項目符合國家發(fā)展循環(huán)經濟及實施“節(jié)能減排” 戰(zhàn)略的需要，具有重要社會效益。 資源循環(huán)利用率達80左右，從而顯著減少了鋼材等資源生產過程中所消耗的能量和造成的環(huán)境污染。再制造后的機床綠色性能顯著提升。再制造機床噪聲可降低10%以上，油霧、粉塵等環(huán)境污染排放可減少90以上，顯著改善了車間工作環(huán)境。同時，再制造機床能耗平均降低20%左右，空載能耗平均降

15、低30%以上。 授權發(fā)明專利3項 計算機軟件著作權4項； SCI及EI核心檢索論文26篇； 在科學出版社出版專著1本； 承擔機床再制造技術標準1項。（4）技術成果及工作新進展序號專利類型專利名稱專利號1國家發(fā)明專利基于機床功率信息自動采集機械加工任務進度狀態(tài)的方法ZL2007100784062國家發(fā)明專利一種數(shù)控機床相鄰工步間空載運行時停機節(jié)能實施方法ZL2008100703023國家發(fā)明專利網絡化制作系統(tǒng)中的多功能交互式信息終端ZL02113585序號軟件名稱登記號1廢舊機床再制造綜合評價與再設計支持系統(tǒng)2008SR078762面向綠色制造的工藝規(guī)劃應用支持系統(tǒng)2003SR93863面向綠色

16、制造的機械加工任務優(yōu)化調度支持系統(tǒng)2008SR011724面向磨床再制造的砂輪修整器數(shù)控系統(tǒng)2009SR045318 2009年12月11日，機床再制造產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立大會在北京如期召開，該聯(lián)盟30余家發(fā)起單位、50多位代表出席了會議。會議選舉產生了第一屆聯(lián)盟理事會，討論通過機床再制造產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟協(xié)議書，選舉中國機電裝備維修與改造技術協(xié)會理事長魏連成為聯(lián)盟理事長、重慶大學制造工程研究所曹華軍等為副理事長。機床再制造產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟成立目 錄1 機床綠色再制造的內涵2 機床綠色再制造技術的主要內容3重慶市機床綠色再制造工作情況4 機床綠色再制造的產業(yè)化前景分析前景分析5結束語產業(yè)化模式