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1、中国矿业大学机电学院第八章第八章 机械零件的修复技术机械零件的修复技术 第七章第七章 机械零件修复技术机械零件修复技术 第一第一节 机械加工修复技机械加工修复技术第二第二节 焊接修复技接修复技术 第三第三节 热喷涂和涂和喷焊技技术 第四第四节 电镀修复技修复技术 第五第五节 粘接与表面粘涂修复技粘接与表面粘涂修复技术 第六第六节 金属扣合技金属扣合技术 第七第七节 机械零件修复技机械零件修复技术的的选择 中国矿业大学机电学院零件修复的任零件修复的任务是恢复是恢复有修复价有修复价值的的损伤零件的零件的尺寸、几何形状和力学性能。尺寸、几何形状和力学性能。零件修复的目的零件修复的目的是在是在经济合理
2、及有效的原合理及有效的原则下恢下恢复零件的配合性复零件的配合性质和工作能力。和工作能力。零件修复原理及技零件修复原理及技术是一是一门综合研究零件的合研究零件的损坏坏形式、修复方法及修后性能的学科。形式、修复方法及修后性能的学科。应用各种修复新技用各种修复新技术修理机械是提高机械修理机械是提高机械维修修质量、量、缩短修理周期、降低修理成本、延短修理周期、降低修理成本、延长机械使机械使用寿命的重要措施，尤其用寿命的重要措施，尤其对贵重、大型零件及加重、大型零件及加工周期工周期长、精度要求高的零件及需要特殊材料或、精度要求高的零件及需要特殊材料或特种加工的零件，意特种加工的零件，意义更更为突出。突出
3、。中国矿业大学机电学院对失效的机械零件失效的机械零件进行修复与更行修复与更换新件相比新件相比较有有如下如下优点：点：F修复零件一般可修复零件一般可节约材料、材料、节约加工以及拆加工以及拆装、装、调控、运控、运输等等费用，降低用，降低维修成本；修成本；F减少新减少新备件的消耗量；件的消耗量；F避免等待配件，避免等待配件，缩短停修短停修时间；F一般不需精、大、稀关一般不需精、大、稀关键设备，易于，易于组织生生产；F利用新技利用新技术修复旧件修复旧件还可提高零件的某些性可提高零件的某些性能。能。零件的修复可以有多种工零件的修复可以有多种工艺方案，如方案，如焊、补、喷、镀、铆、镶、配、改、校、配、改、
4、校、胀、缩、粘等。、粘等。中国矿业大学机电学院零件修复可采取三种基本方法：零件修复可采取三种基本方法：是是对已磨已磨损的零件的零件进行机械加工，以使其重新行机械加工，以使其重新具有正确的几何形状具有正确的几何形状(改改变了原有尺寸了原有尺寸)，这种方法种方法叫做叫做修理尺寸法修理尺寸法；是利用堆是利用堆焊、喷涂、涂、电镀和粘接等方法增和粘接等方法增补零零件的磨件的磨损表面，然后再表面，然后再进行机械加工，并恢复其行机械加工，并恢复其名名义尺寸、几何形状以及表面粗糙度等，尺寸、几何形状以及表面粗糙度等，这种方种方法叫做法叫做名名义尺寸修理法尺寸修理法；是通是通过特特别修复技修复技术，改，改变零件
5、的某些性能，零件的某些性能，或利用零件的金属的塑性或利用零件的金属的塑性变形来恢复零件磨形来恢复零件磨损部部分的尺寸和形状等等。分的尺寸和形状等等。中国矿业大学机电学院第一节第一节 机械加工修复机械加工修复旧件修复的特点是：旧件修复的特点是：(1)修理中加工零件品种修理中加工零件品种较多，数量多，数量较少，有少，有时甚甚至是至是单件生件生产，零件尺寸、，零件尺寸、结构复构复杂。(2)加工余量小，且有一定的限制。加工余量小，且有一定的限制。(3)加工的工件硬度高，有加工的工件硬度高，有时甚至要切削淬硬的金甚至要切削淬硬的金属表面，加之使用中属表面，加之使用中产生的磨生的磨损与与变形等，使零形等，
6、使零件的修理困件的修理困难较大，加工技大，加工技术要求要求较高。高。零件的机械加工修复零件的机械加工修复对精度的要求一般是与新件精度的要求一般是与新件一一样，即符合，即符合图纸规定的技定的技术要求。要求。中国矿业大学机电学院一、机械加工修复中应注意的问题一、机械加工修复中应注意的问题 (一一)零件的定位基准与加工精度零件的定位基准与加工精度零件机械加工修复中定位基准的零件机械加工修复中定位基准的选用用应遵循：遵循：基准重合原基准重合原则F选择零件上的零件上的设计基准作基准作为定位基准；定位基准；基准基准统一原一原则F在多数工序中采用一在多数工序中采用一组可方便地加工其他表面的基准可方便地加工其
7、他表面的基准来定位；来定位；均匀性原均匀性原则F以以变形和磨形和磨损最小的基面作最小的基面作为定位基准，并足以保定位基准，并足以保证重要表面的加工均匀。重要表面的加工均匀。中国矿业大学机电学院(二二)轴类零件的圆角轴类零件的圆角曲曲轴、转向向节、球、球头销、液、液压油缸活塞杆等一些承受交油缸活塞杆等一些承受交变载荷的荷的轴类零件，在形状和尺寸改零件，在形状和尺寸改变处，对应力集中很敏力集中很敏感。感。为了减少了减少应力集中，在形状和尺寸改力集中，在形状和尺寸改变处应有有圆角角过渡。如渡。如图7-1所示。所示。圆角角处的最大的最大应力要比力要比轴颈中部的中部的应力大力大24倍。倍。这个增个增大的
8、倍数叫大的倍数叫应力集中系数：力集中系数：圆角半径角半径r越小，越小，应力集中系力集中系数越大；反之，数越大；反之，则小。但小。但r过大，会使装配大，会使装配间隙增加，所隙增加，所以以r值有一定的范有一定的范围。在修复加工中，只要不妨碍装配，在修复加工中，只要不妨碍装配，圆角角应尽量取其尽量取其图纸规定的上限，尽可能留大一点。定的上限，尽可能留大一点。经修复后的曲修复后的曲轴发生断裂的生断裂的原因原因绝大多数是大多数是r角角过小或无小或无过渡角。渡角。中国矿业大学机电学院图7-1 曲曲轴圆角角处的的应力情况力情况K-应力集中系数；力集中系数；h-曲柄臂厚；曲柄臂厚；r-圆角半径角半径中国矿业大
9、学机电学院(三三)零件的表面粗糙度零件的表面粗糙度零件修复后零件修复后应具有与新零件相同的表面精度。具有与新零件相同的表面精度。零件表面粗糙度的高低会影响零件的疲零件表面粗糙度的高低会影响零件的疲劳强度。度。表面粗糙度的高低，表面粗糙度的高低，对零件的耐磨性有直接影响，零件的耐磨性有直接影响，对润滑油膜的形成也有影响。滑油膜的形成也有影响。表面粗糙度表面粗糙度对零件的配合性零件的配合性质有影响。有影响。表面粗糙度表面粗糙度还会会对零件的抗腐零件的抗腐蚀性能性能产生影响。生影响。用抛光或用抛光或滚压的方法，可降低表面粗糙度。的方法，可降低表面粗糙度。中国矿业大学机电学院(四四)零件的平衡零件的平
10、衡工程机械上有工程机械上有许多高速旋多高速旋转的零件，的零件，为了减少振了减少振动，都要，都要经过平衡。但是，零件在使用平衡。但是，零件在使用过程中，程中，由于由于变形、磨形、磨损、松、松旷改改变了原来的平衡状了原来的平衡状态；在修理在修理过程中，由于堆程中，由于堆焊、喷涂、机械加工等，涂、机械加工等，又会引起新的不平衡：又会引起新的不平衡：这种不平衡，将使零件在种不平衡，将使零件在运运动中中产生附加生附加载荷，振荷，振动及噪音等，甚至造成及噪音等，甚至造成断裂等事故。断裂等事故。修复修复对平衡有要求的零件，需按平衡有要求的零件，需按规定的条件定的条件进行行平衡平衡试验，保，保证其不平衡其不平
11、衡值在允在允许的范的范围内，以内，以免造成零件和机构的早期免造成零件和机构的早期损坏。坏。中国矿业大学机电学院二、修理尺寸法二、修理尺寸法修理尺寸法是利用机械加工除去待修配零件中磨修理尺寸法是利用机械加工除去待修配零件中磨损零件表零件表面的一部分，使零件具有正确的几何形状、表面粗糙度和面的一部分，使零件具有正确的几何形状、表面粗糙度和新的尺寸新的尺寸(这个新尺寸个新尺寸对外外圆柱面来柱面来说，比原来名，比原来名义尺寸尺寸小，小，对孔来孔来说比原来名比原来名义尺寸大尺寸大)，而另一零件，而另一零件则换用相用相应尺寸的新件或修复好的磨尺寸的新件或修复好的磨损配合件，使它配合件，使它们恢复到原有恢复
12、到原有的配合性的配合性质，保，保证原有配合关系不原有配合关系不变的修理方法。配合件的修理方法。配合件的的这一新尺寸，称之一新尺寸，称之为修理尺寸。修理尺寸。修理尺寸是根据零件的磨修理尺寸是根据零件的磨损规律事先律事先规定的与原来公称尺定的与原来公称尺寸不同的并依据它来修理两相配零件的配合尺寸：修后配寸不同的并依据它来修理两相配零件的配合尺寸：修后配合尺寸改合尺寸改变了但配合精度没有改了但配合精度没有改变。用修理尺寸法修理。用修理尺寸法修理时常需有修理尺寸配件。常需有修理尺寸配件。中国矿业大学机电学院修理尺寸是根据相配两零件中重要而复修理尺寸是根据相配两零件中重要而复杂的零件确定的，如的零件确定
13、的，如轴与与轴承配合的修理尺寸是根据承配合的修理尺寸是根据轴确定的，活塞与缸套配合确定的，活塞与缸套配合的修理尺寸是根据缸套确定的。的修理尺寸是根据缸套确定的。按修理尺寸法修理零件按修理尺寸法修理零件时有几种典型方法：有几种典型方法：均匀磨均匀磨损同心修理同心修理(修后修后轴心与新件相同心与新件相同)；不均匀磨不均匀磨损不同心修理不同心修理(修后修后轴心与新件心与新件轴心不相同心不相同)；不均匀磨不均匀磨损同心修理。同心修理。轴颈用修理尺寸法修理用修理尺寸法修理时的典型方法，如的典型方法，如图7-2所示。由于所示。由于不同心修理会造成机械工作不同心修理会造成机械工作时产生不良后果而生不良后果而
14、较少使用。少使用。中国矿业大学机电学院图7-2 轴颈按修理尺寸法修理按修理尺寸法修理 中国矿业大学机电学院修理尺寸有两种：修理尺寸有两种：一种是一种是标准的准的，即各，即各级修理尺寸的修理尺寸的间隔隔值为定定值，其修理，其修理尺寸和修理次数由国家或生尺寸和修理次数由国家或生产厂家厂家统一一规定，修理厂只需定，修理厂只需修理配合件中的一个，而另一配件由配件厂修理配合件中的一个，而另一配件由配件厂统一供一供应。另一种是另一种是非非标准的准的也称也称为任意尺寸修理法，其任意尺寸修理法，其间隔隔值为变数，修理数，修理时将相配零中的主要件将相配零中的主要件进行加工，去除缺陷恢复行加工，去除缺陷恢复零件的
15、正确几何形状和表面零件的正确几何形状和表面质量，而不必达到一定的修理量，而不必达到一定的修理尺寸。根据加工好的零件尺寸再更尺寸。根据加工好的零件尺寸再更换或修复其配合件。或修复其配合件。采用修理尺寸法，可大大延采用修理尺寸法，可大大延长复复杂贵重零件的使用寿命，重零件的使用寿命，简便易行，便易行，经济性好；缺点是减弱了零件的性好；缺点是减弱了零件的强度，使零件度，使零件互互换性复性复杂化。化。采用修理尺寸法达到最后一采用修理尺寸法达到最后一级时，零件，零件强度下降度下降较多，若多，若需要需要继续使用此零件使用此零件时需可采用需可采用镶套、堆套、堆焊、喷涂、涂、电镀等方法使其恢复到基本尺寸。等方
16、法使其恢复到基本尺寸。中国矿业大学机电学院三、附加零件法三、附加零件法附加零件法用来附加零件法用来补偿零件工作表面的磨零件工作表面的磨损(镶套修复法套修复法)，也用于替也用于替换零件磨零件磨损或或损伤的部分的部分(局部更局部更换法法)。(一一) 镶套修复法套修复法零件的零件的镶套修复法的套修复法的实质，是利用一个特制的零件，是利用一个特制的零件(附加附加零件零件)，镶配在磨配在磨损零件的磨零件的磨损部位部位(需先加工恢复零件需先加工恢复零件这个部位的几何形状个部位的几何形状)以以补偿基本零件的磨基本零件的磨损，并将其加工，并将其加工到名到名义尺寸从而恢复其配合特性。尺寸从而恢复其配合特性。这种方法适用于表面磨种方法适用于表面磨损较大的零件，如可用来修复大的零件，如可用来修复变速速器、后器、后桥和和轮毂壳体中壳体中滚动轴承的配合孔，壳体零件上的承的配合孔，壳体零件上的磨磨损螺螺纹孔及孔及轴的的轴颈。中国矿业大学机电学院依据待修表面的形状，如依据待修表面的形状，如结构及构及强度允度允许采用采用镶套法修理，套法修理，应先将原孔先将原孔镗大，大，压入特制的套，再入特制的套，再对套的孔套的孔进行
