如何维修机械零件模型设计

如何维修机械零件？

如何维修机械零件？ 2011： 在生产实践中， 经常遇到易损件， 它们的存在极大影响了设备或产品使用性能及生产效益。本文通过对在生产中遇见的几种零件进行分析， 提出一些维修方法，以达到节能、降耗、降低成本的效果。

1. ZB359 高压造型机主液压缸的维修

我厂有台ZB359 高压造型机， 其主液压缸结构如图1 所示。主液压缸裸露在外工作， 由于外围环境差， 活塞经常被油泥包裹导致活塞有划痕， 划痕达到一定深度时， 液压机的压力达不到要求， 且活塞运行阻力大， 必须更换活塞。由于该活塞材料采用铸钢， 毛坯要求时效处理， 制作周期长， 影响生产且成本高。

由工作原理可知， 该液压缸工作时活塞主要承受压应力， 扭转力矩小， 要求往复运动表面光滑且耐磨性好。因此， 对运动表面采用镀硬铬的方法来恢复尺寸，因为镀硬铬层具有耐磨性好、耐热性高、硬度高、接触粘接性低和化学稳定性好等特点。但镀铬要注意： ①镀硬铬工艺分散能力很差， 形状过于复杂较难满足要求，尤其要避免小于90°的内角， 以防引起该部位无铬层沉积的可能， 将镀铬与非镀铬尖角倒成105° （ 见图2） 。②镀层厚度应合适， 较厚的镀层虽然可以保障它的工作持久性和更高的导热性， 但是镀层厚度的增加， 铬层的韧性会有所降低， 故不能超过0. 4mm。③镀铬后表面的表面粗糙度值会加大， 且镀层越厚表面粗糙度值增加越大， 因此镀铬后， 加一道磨削工序（ 磨削余量建议为0. 1 ～0. 2mm） 。④镀硬铬时由于电流效率过低， 大部分电流消耗在氢的析出， 故较易扩散到镀层和基体金属的晶格中， 从而降低疲劳强度， 影响动、静负载强度。故镀铬后， 应在200 ～220℃条件下处理2 ～3h, 经驱氢处理之后可去除渗入镀层和基体中60% ～70% 的氢， 从而大大的减轻了脆性而不会降低其硬度。

据上述分析， 维修工艺路线为： 车（ 将划痕表面位置车光， 深建议0. 4 ～0. 5mm, 并倒钝角） →镀硬铬层（ 厚度0. 6 ～0. 7mm） →热处理（ 驱氢） →磨削。按此方法修复的活塞装于ZB359 高压造型机上， 经多年使用， 效果很好， 且由于表面硬度提高， 活塞的寿命得到提高。

2. 活塞、密封盖表面的维修

在生产实践中， 我们发现采用堆焊方式或镶套可以较好地解决活塞、密封盖等表面的磨损问题。如图3 所示为一普通活塞， 活塞外表面已磨损。建议做如下修复： 将活塞磨损表面车出焊接工艺槽， 如图3a 所示，深1. 5 ～2mm, 用氧炔焰将工件表面预热约300℃， 用牌号为HS221, F5mm 锡黄铜焊条在工艺槽内焊满焊铜， 铜的厚度单边不少于3mm, 如图3b 所示， 再用石棉包裹， 缓冷， 最后精车至图样尺寸。

但对图4 所示密封盖内孔较大， 特别是壁厚不均匀的零件堆铜焊， 我们发现焊后精加工有局部脱离现象。通过在焊铜工艺槽中增加表面粗糙度值、扣锯齿形槽、提高预热度、增加保温时间等， 效果均不理想。这是因为铜的线膨胀系数比45 钢线膨胀系数大， 在热胀冷缩过程中， 铜的变形大于碳钢， 即铜在径向尺寸收缩得更小， 故堆焊一般不适用于内孔太大或壁厚不均匀零件的修复。为了确保质量， 在考虑压应力、磨损及铜套加工变形的前提下， 内孔采用镶入单边壁厚为8mm 的铜套。可在铜套一端部设计成台阶， 如图5a 所示。其工艺为： 车铜套（ 外径留过盈量） →车铜套内孔（ 留精车加工余量） → 压力机压入铜套→精加工内孔， 如图5b 所示。

3. 结语

镀硬铬一般用于结构较简单， 零件表面硬度及耐磨要求高的零件的修复；堆铜焊多应用于各种规格等轴类外圆及单边壁厚< 25mm, 内孔直径< 200mm,且壁厚均匀的密封端盖、导向套类零件内孔的修复； 镶铜套多应用于内孔壁厚≥ 25mm, 内孔直径≥200mm,且壁厚不均匀的密封盖、导向套等套类零件内孔的修复。以上三种方法也可根据用途用于产品设计中， 例如为增加气缸的耐磨可增加镀铬工序， 在某些机床箱体孔中镶铜套， 不仅保护主轴而且维修时不需换箱体， 更换铜套即可。

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