机械零件常用的修复方法

郭佳萍，刘 霞

(长春职业技术学院工程技术分院，吉林长春 130033)

机械零件常用的修复方法

郭佳萍，刘 霞

(长春职业技术学院工程技术分院，吉林长春 130033)

针对机械设备在使用中由于磨损、腐蚀、维护不良、操作不当等原因而导致机械设备的性能、精度和生产效率下降问题，指出机械零件的修复原则，论述了零件的修复机理，为在机械设备处于不同技术状态变化下进行零件修复提供了方法。

机械;零件;修复

1 机械零件修复的原则

机械零件进行修复应遵循技术上可能、质量上可靠、经济上合理的原则，可概括为工艺合理、经济性好、效率要高、生产可行16个字。

1.1 工艺合理

a.满足机械零件的工况条件［1］。

机械零件的工况条件包括承受载荷的性质和大小、工作温度、运动速度、润滑条件、工作面间的介质以及环境介质等，选择的修复工艺必须满足机械零件工作条件要求。

b.满足零件技术要求和特征。

修复工艺要满足待修零件的技术要求和特征，如零件材料成分、尺寸、结构、形状、热处理和金相组织、力学和物理性能、加工精度和表面质量等。由于每一种修复工艺都有其适应的材质，所以在选择修复工艺时，首先应考虑待修机械零件的材质对修复工艺的适应性。

1.2 经济性好

在保证机械零件修复工艺合理的前提下，考虑单个零部件修复的经济合理性和修复后机械零件的使用寿命，同时还应注意尽量组织批量修复，这有利于降低修复成本，提高修复质量。

1.3 效率要高

修复工艺的生产效率可用自始至终各道工序时间的总和表示。总时间愈长，工艺效率就愈低。

1.4 生产可行

许多修复工艺需配置相应的工艺设备和一定的技术人员，而且会涉及到整个维修组织管理和维修生产进度，所以选择修复工艺时，还要注意本单位现有的生产条件、修复用的装备状况、修复技术水平、协作环境等，综合考虑修复工艺的可行性。但是应当指出，要注意不断更新现有修复工艺技术，通过学习、开发和引进，结合实际采用较先进的修复工艺。组织专业化机械零件修复并大力推广先进的修复技术是保证修复质量、降低修复成本、提高修复技术的发展方向。

2 机械零件常用的修复方法

在实际工作中，机械零件常用的修复方法如下:电镀修复法、涂覆修复法、焊接修复法、粘接修复法、机械加工修复法等方法。

2.1 电镀修复法

用电镀法修复零件时，一般为镀铬或镀铁，以镀硬铬应用最为广泛［1］。对磨损零件用电镀法修复时，不仅能恢复磨损零件的尺寸，还能改善零件的表面性能，如提高硬度、耐磨性、耐腐蚀性和改善润滑条件等。但电镀法生产过程较长，且镀铬层较脆，受冲击的零件不宜用镀铬法修复。

为了保证镀层的质量和结合强度，电镀前应对零件进行磨削和除油。对零件磨损的部位进行磨削加工，可以消除不均匀的损伤，恢复零件表面的正确几何形状，使镀层表面光滑均匀。如果不能磨削加工时，可用细砂布打光来代替磨削。电镀后要检查镀层质量，主要检查镀层有无裂纹、斑点和镀层与零件表面的结合情况。合格后，按零件的技术要求进行磨削加工。

2.2 涂覆修复法

涂覆修复法是将非自熔金属合金或尼龙塑料的丝或粉末，利用氧一乙炔火焰或电弧熔化并吹成雾状，向零件磨损部位喷射，使之沉积在处理过的零件表面成为涂层。这种方法多用于轴和轴颈的修复，也可以用来修复导轨、青铜轴承等。喷涂后的零件表面还要进行磨削加工，因此要留有磨削余量。用喷涂金属合金的方法还可以填补铸铁零件的裂纹。尼龙塑料喷涂是向零件磨损部位喷涂尼龙1010、尼龙9、聚乙烯等。喷涂后零件表面具有强度高、韧性好、耐高压、耐磨性好等优良的机械性能，并具有耐油、耐腐蚀等优点。但由于尼龙塑料不耐高温，通常用于修复在80℃以下工作的轴、轴承、活塞、叶轮、机床镶条、压板等零件。不能用这种方法修复在高速、高温条件下工作的零件。

2.3 焊接修复法

零件磨损或局部断裂时，可用焊接的方法进行修复。

通过振动电堆焊可以在零件磨损表面加焊耐磨涂层，是主轴、花键轴、齿轮等零件修复中广泛应用的方法。修复断裂损坏的碳素钢、合金钢、铸铁和有色金属及其合金制成的零件常用气焊。气焊可以修复薄壁零件和低熔点金属，且设备简单、轻便;修复碳素钢、合金钢和铸铁制成的零件也常用手工电弧焊。手工电弧焊修复零件时可焊接厚件，焊缝质量好，设备简单，维修方便，但其焊接质量直接受到操作工人的技术水平和熟练程度影响，质量较难控制;气体保护焊焊接质量好，但成本较高。其中氩、氦弧焊用于修复不锈钢、耐热钢、铝、镁、钛合金等制成的零件;用熔点低于零件材料的填充金属(钎料)将零件连接或填补缺陷的方法称为钎焊。由于钎焊温度低，焊接后零件材料的组织、性能不变，变形小，适用于碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金等制成的零件，还可以连接不同金属的零件，但其工艺复杂，连接强度低。钎焊还可用于车刀、端铣刀等刀具的刀片与刀体的焊接。焊修前，应对零件焊修部位进行清洗和清理，去除油污;电焊修复时，厚壁处要开坡口。为防止零件因焊接变形(尤其是铸铁零件)，焊修前应进行预热处理、焊接过程中保温和焊后热处理退火等，以取得较好的焊接或补焊质量。

2.4 粘接修复法

粘接修复法是利用粘接剂对零件的磨损、缺陷部位进行修补，对轴、套、拔叉等零件断裂处进行修复的方法。粘接修复法的粘接强度大，能粘接各种金属、非金属材料，并能粘接两种不同材质的零件;粘接时温度低，不会引起工件变形;工艺简便，密封性好，且耐油、耐水、耐酸碱腐蚀。但粘接处不耐高温，抗冲击能力差，耐老化性差，影响长期使用。

机床导轨磨损后，有关部件经过修理也无法恢复原位，采用粘接修复法可以在导轨面上镶钢、铸铁或其他材料的板或导轨面，就可解决上述问题。

如对轴、套、拔叉等零件的断裂处进行修复，也可以对磨损的轴、尾座孔、齿轮等用镶套再粘接的方法进行修复。

铸件上的缩孔、砂眼和气孔等缺陷，可用粘接剂进行粘补。粘补前要清理缺陷部位，在粘接剂中加填料(如铸铁粉末)后填入缺陷孔内，填实后用滚轮滚压，以压平、压实。如蜗轮的齿圈与轮体、90°角尺的尺座与尺身等，都可用环氧树脂粘接剂粘接为一体。

2.5 机械加工修复法

a.改变尺寸修理法

相配合的零件，其配合表面在使用中因磨损而产生尺寸误度，按其新尺寸配作与之配合的零件(如套)，达到配合要求，这种方法称为改变尺寸修复法。修复的原则是，对结构复杂而贵重的零件进行切削加工恢复精度，而对其相配件重新配制。

b.镶加零件修复法

在结构允许的情况下，修复已磨损的两个配合零件，并增加一个零件来补偿因修复而减少的部分，以恢复配合零件精度的方法称为镶加零件修复法。

(1)镶套法。箱体类零件上的孔磨损后，可将箱体孔通过切削加工扩大尺寸，并达到形位公差和表面粗糙度要求，然后按孔的新尺寸和过渡配合(或过盈配合)精度制造套，将套镶入箱体孔中，再用骑缝钉或销紧固。实践中内燃机的“镗缸下套”应用的就是此方法。

(2)加垫法。当轴肩磨损时，可用切削加工方法将磨损部位去掉，加一个适当尺寸的垫进行补偿。

(3)机械加固法。当大型铸件的非受力部位产生裂纹时，可用1～2块钢板结合螺钉或铆钉进行加固的方法修复。修复前要在裂纹的尽头处钻卸荷孔，以防止裂纹继续发展。

c.局部修复法

当零件只是某一部位严重磨损或损坏，而其他部位尚可使用时，可将磨损或损坏部位切除，制造新件后，用压配、键连接、螺纹连接、铆接、焊接或粘接等方法加以组合固定，这种方法称为局部修复法。例如对于模数较大、圆周速度不高的齿轮，如果一个或几个轮齿断裂时，可用镶齿法进行修复。

d.金属扣合法

机床床身、机架、箱体及其他大型铸件产生裂纹或折断时，可采用金属扣合法来修复。方法是在垂直于铸件裂纹或折断的方向，用铣、钻、錾等方法加工出一定形状、尺寸的扣合槽，嵌入与之相吻合的扣合键，使产生裂纹或折断铸件的两面连接在一起，使之具有一定的强度和密封性。

(1)强固扣合法。这种方法适用于壁厚为8～40mm、一般强度的铸件。强固扣合法一般采用波形键为扣合键，通过冷铆的方法扣合。

(2)热扣合法。这种方法是将加热的扣合件装入扣合部位的槽内，冷却后，扣合件产生冷缩而将铸件的裂纹牢固地扣合起来。

(3)强密扣合法。这种扣合方法除了能满足强度要求外，还可满足铸件的密封要求，能使裂损的汽缸、容器、阀门等具有防漏性能。其工艺过程是，先把铸件用波形键扣合，然后沿裂纹钻φ5～φ8的骑缝孔，在孔中铆入低碳钢、紫铜等软材料制成的缀缝栓，使裂纹全部密封起来，骑缝孔深度应小于波形槽深。

(4)优级扣合法。这种方法主要用于承受大载荷的厚壁铸件。方法是在垂直于裂纹或折断面上镶入钢质砖形加强件，在加强件和铸件的结合面上用缀缝栓把二者联接起来。有时还用波形键加强。

e.塑性变形法

有镦粗法、扩张法和挤压法等，适用于塑性好而精度要求不太高的零件修复。有色金属套筒等零件.可以通过镦粗法增大其外径尺寸，然后用切削加工法恢复外径尺寸精度。镦粗时，要求套筒的长径比≤2，外径磨损小于0.6mm，并用专用的镦粗工具操作，以防止零件变形;扩张法是在专用模具上用扩张冲头对套筒零件进行冲压，可在常温或加热后进行，以增大套筒类零件的外径和孔径。挤压法是通过专用冲头和冲模使套筒类零件外径缩小的方法，可以于常温或加热后在压力机上进行。

2.6 切削加工修复法

在修复过程中，可以根据实际情况，采用锉削、刮削、錾削、研磨、矫正与弯形、钻孔、扩孔和铰孔、攻螺纹、套螺纹、锯削等切削加工进行修复。

3 结束语

随着生产自动化程度的不断提高，零件的修复好坏，对企业生产的正常进行、产品的质量和生产成本都有着直接的影响。在选择修复磨损零件的方法时，不仅考虑机械设备的使用寿命、机械设备的使用性能，而且要考虑现有的修理条件等因素。法无定法，贵在得法。机械设备拆卸后，如何定性零件是修复还是更换，在维修服务行业中是个棘手的问题，有待今后探讨。

［1］郭佳萍，于颖，张继媛.机械拆装与测绘［M］.北京:机械工业出版社，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，吉林长春人，长春职业技术学院副教授，主要从事机械设计、机械拆装与测绘的教学与研究工作。

设备磨损零件在保证设备精度的条件下，应尽量修复，避免更换。这不仅能保证机械设备使用功能及性能的正常发挥，而且还能减少维修工作量，降低修理成本。