机床再制造的工艺过程

魏书琦+黄岩松

（沈阳机床股份有限公司沈阳第一机床厂）

摘 要：不同于新机床的制造过程，机床再制造过程是在废旧机床资源的基础上，以废旧机床及零部件为“毛坯”的机床制造过程。以往对废旧机床的处理方法包括对其维修、数控化改造或者将其报废并进行材料回收。

关键词：机床；再制造；过程

1.机床再制造的意义

在机床再制造处理过程中，不仅会对资源造成严重浪费，还会对环境造成严重污染。而废旧机床再制造，可以赋予其新的生命周期，能够大大延长机床的全生命周期，形成多生命周期循环。以机床的多生命周期工程为主线提出的机床再制造与综合提升方案，通过对机床整机的创新性设计，能够再制造出比原机床功能更强、性能更优的新机床，并且能够实现节能节材、绿色环保的目标，实现资源循环利用并使得已有机床性能得到跨越式提升。机床再制造可以实现工业化生产，其具体流程可用下图表示：

如图1.1所示，机床再制造关键流程主要包括拆卸、清洗、零部件检测分类及评估、再设计、零部件修复与再加工、再装配等。

2.机床再制造的关键工艺流程进行

2.1 拆卸

拆卸就是使用一定的工具和手段把可用的零部件从产品上有规律的拆下的过程，同时保证在拆解的过程中不影响后续工艺对零部件性能的要求。拆卸是一项重要的实现高效回收的手段。在机床再制造处理过程中，拆卸是第一步，拆卸的质量对后续工艺具有重要的影响。拆卸不仅仅是装配的逆过程，因为很难实现有些连接件的逆操作，比如通过铆接、焊接等连接方式形成的连接件，在对这类连接件进行拆卸时，原来的连接件必然会受到破坏。拆卸是实现完全的材料回收和零部件再利用、再制造的基础，其应用的领域主要包括：

1）产品维修；

2）材料回收；

3）零部件的重用和再制造。

2.2 清洗

再制造过程中的清洗是指借助于相应的清洗设备将清洗液作用于废旧零部件表面，并采用机械的、物理的、化学或电化学的方法，将附着在废旧零部件表面的灰尘、锈蚀、油脂、油渍、积炭、水垢、泥垢等污物以及表面的油漆涂层等去除，使废旧零部件表面达到使用要求清洁度的过程。清洗是再制造过程的重要工序，是检测和再修复等一切后续工序的前提，清洗是再制造过程中对环境造成污染的主要来源，因此在清洗过程中应采用绿色的清洗方法以减少或者避免产生对环境有害物质。通常采用的清洗方法包括化学清洗剂清洗、压力清洗、汽油清洗、热能清洗、超声波清洗、钢刷刷洗、气相清洗、电解清洗等。

2.3 检测

由于机床再制造过程要求所有的再制造零部件都必须达到或超过原零部件的性能，因此所有再制造机床和零部件都要经过严格的质量检验。检测是指在清洗后必须对零部件进行检测以确定其失效、损伤或磨损的情况，并从经济、技术、资源环境等方面分析其可再制造性。对再制造零部件的检测内容主要包括表面变质、磨损、局部变形、氧化、孔隙、裂纹、外形尺寸、强应力集中点、表面粗糙度、强度、硬度耐磨性、缺陷状况、修复层与基体的结合程度、修复层厚度等。

零部件常用的检测方法主要包括无损检测和破坏性抽测等，本文主要介绍这两种检测方法：

（1）破坏性检测

表面缺陷和内部缺陷是一般机械零件缺陷表现的两种形式。表面缺陷是比较容易发现和检测到的，因为其常出现在零件的外部；而内部缺陷则常位于零件的内部，具有较大的轴向延伸长度和体积，例如零件在锻造、铸造或轧制过程中因出现缺陷产生的裂纹、气孔、疏松、孔洞等。传统的检测内部缺陷的方法是破坏性检测，即将零件剖切开，经过酸浸，查看其内部是否有缺陷。这种检测方法不仅繁琐费事，而且由于人的主观性原因，可能会出现对同一零部件的同一缺陷评判级别不一样的情况；如果抽查到的是没有内部缺陷零件，这种方法就会给生产厂家带来不必要的损失。综上所述，破坏性检测方法效率低，而且要求检测人员具有较高的素质。

（2）无损检测

无损检测方法是指在受检对象不被破坏的前提下，测定和评价物体表面缺陷和内部缺陷的综合性应用检测方法。随着科学和生产的发展，无损检测的应用范围日趋广泛，几乎在国民经济各部门都能够应用到。作为一种检测手段，无损检测应用最广泛的还是在产品质量的控制方面，即对零部件进行表面、近表面和内部缺陷的检测，从而达到保证零件质量、提高产品使用性能的目的。无损检测分为五大类：渗透检测、磁粉检测、射线检测、涡流检测和超声检测。随着现代科技的快速发展，这五大无损检测方法也得到进一步发展，尤其是近年来电子和计算机技术、图象处理技术等技术的成熟应用，出现了更多先进的无损检测方法，例如X射线实时成像、工业CT、超声成像和自动磁粉探伤判伤系统等。2.4 再设计

再设计是指在了解了客户的要求、库存信息、市场需求等信息的基础上，对废旧机床破损情况和零部件残缺信息进行分析建模，并对废旧机床和零部件进行再制造工艺设计和结构再设计，以期使得原有废旧机床资源得到最优化重用。机床再制造方案设计是机床再制造的依据和基础，是机床再制造的关键流程之一。

再设计一般会受到很多的约束和限制，这些约束和限制包括原废旧机床的结构、功能以及零部件的材料、性能等，这与新机床的设计过程有很大的不同；传统的基于反求工程的再设计，仅仅局限于对原有机床或零部件进行还原，并模仿设计出原有机床或零部件的几何模型，而再设计则是在原有机床或零部件的结构基础上，对其进行创新性再设计，它的目标是使废旧资源得到最优化重用，最终获得与原有机床或零部件具有相同功能甚至是不同功能的新的机床或零部件。

2.5 再制造加工过程

再制造加工过程是指采用机械加工、先进表面工程等技术对废旧机床零部件进行再加工处理，使得废旧机床零部件能够达到再制造新机床的使用标准。再制造加工的工艺流程包括零部件的修复、再加工、功能部件的组装等。

2.6 再裝配

再装配是指按照再制造机床的技术条件对再制造零部件、新制或新购零部件进行重新组装，并对组装成的再制造机床的各个部件进行调试和检验，最终形成达到要求的再制造新机床。一般情况下，在对再制造的机床进行调试时，首先应调试电气控制部分，查看其单个动作是否正常；然后再进行联机调试。因为机床类型不一，机床再制造方案多种多样，所以机床再制造内容也不是一成不变的。

结论

在实际再制造过程中，要根据实际情况的不同选择合适的方式，以使再制造机床与新的同类机床相比，性能相近或相同；而在对再制造机床进行检验时，需要对其外观、参数、精度、加工和装配质量等指标重点检验，在检验过程中，必须按照新机床的质量检验标准对再制造机床进行检验，确保再制造机床的各项指标达到新机床的出厂标准。对再制造机床的检验和验收过程，应按照GB/T 9061标准规定执行，检验和验收主要内容包括：外观检验；参数检验；附件和工具的检验；机床的精度检验；机床的空运转试验；机床的负荷试验；加工和装配质量检验等。

参考文献

[1]倪森寿主编.机械制造工艺与装备.北京：化学工业出版社，2003.

[2]刘鸿文.材料力学.北京高等教育出版社.1991.

[3]孙桓，陈作模.机械原理.北京高等教育出版社，2000.