蔣貴珍

（桂林桂北機(jī)器有限責(zé)任公司，廣西 桂林541003）

機(jī)床再制造是利用現(xiàn)有廢舊機(jī)床資源，再制造出比原機(jī)床功能更強(qiáng)、性能指標(biāo)更優(yōu)并且節(jié)能節(jié)材、綠色環(huán)保的新機(jī)床，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用和機(jī)床能力綜合提升的機(jī)床制造新模式。目前我國(guó)雖然已在探索舊件回收、再制造生產(chǎn)、再制造產(chǎn)品流通體系及監(jiān)管措施等方面取得積極進(jìn)展，國(guó)內(nèi)機(jī)床等再制造試點(diǎn)工作也已開(kāi)展，但由于機(jī)床再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于起步階段，面臨的突出問(wèn)題較多，主要有：機(jī)床再制造作為新的理念還未被消費(fèi)者及社會(huì)廣泛認(rèn)同；再制造舊件來(lái)源及再制造產(chǎn)品銷(xiāo)售渠道不夠暢通；再制造技術(shù)和管理水平不高，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊；機(jī)床再制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不完善；缺乏政策激勵(lì)等等。

我公司圍繞廢舊大型平面磨床及龍門(mén)導(dǎo)軌磨床綜合測(cè)試與再制造方案設(shè)計(jì)、環(huán)境友好性改進(jìn)、零部件綠色修復(fù)處理、節(jié)能化提升、數(shù)控化提升等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究并得到實(shí)際推廣應(yīng)用，達(dá)到資源回收循環(huán)再利用、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染、提升磨床產(chǎn)品性能的目標(biāo)[1]。

1 磨床再制造的技術(shù)路線

磨床再制造技術(shù)路線如下：市場(chǎng)調(diào)研→廢舊磨床接收→廢舊產(chǎn)品測(cè)試→擬定再制造方案→設(shè)計(jì)及技術(shù)資料編制→零部件再制造（含拆卸、清洗、更換等）→整機(jī)重新裝配及油漆→整機(jī)性能及精度檢驗(yàn)→型式試驗(yàn)→用戶驗(yàn)收。

在市場(chǎng)調(diào)研階段，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研及查閱相關(guān)技術(shù)資料和標(biāo)準(zhǔn)，制定了符合大型磨床再制造生產(chǎn)流程及加工能力的技術(shù)方案，完成前期各項(xiàng)試驗(yàn)及技術(shù)驗(yàn)證工作。

對(duì)于廢舊磨床的接收，主要從老用戶對(duì)再制造磨床的需求信息中獲得，另外也有從我公司設(shè)備或自制設(shè)備中獲取。由于人們對(duì)再制造機(jī)床的認(rèn)知還需一個(gè)過(guò)程，機(jī)床再制造后一般銷(xiāo)往原用戶或作為我公司自用設(shè)備使用。

在擬定再制造方案、設(shè)計(jì)及技術(shù)資料編制階段，項(xiàng)目組人員根據(jù)舊磨床使用年限、精度性能狀況、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、用戶的使用要求等擬定再制造方案，進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)圖、部件裝配圖和零件圖設(shè)計(jì)，編制相應(yīng)的工藝文件及設(shè)計(jì)文件。

在零部件再制造階段，要對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行零部件拆卸、清洗及更換，針對(duì)不同零部件質(zhì)量情況，采取不同制造工藝和技術(shù)。下面以公司1986年購(gòu)置的大型龍門(mén)導(dǎo)軌磨床為例，介紹磨床再制造技術(shù)路線。

（1）龍門(mén)導(dǎo)軌磨床所有大型鑄件繼續(xù)保留使用，按現(xiàn)行加工精度標(biāo)準(zhǔn)重新刮研導(dǎo)軌，磨床縱向若采用靜壓導(dǎo)軌可改為貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌，圖1所示為經(jīng)調(diào)整水平的床身導(dǎo)軌。

圖1 調(diào)整床身導(dǎo)軌水平

（2）工作臺(tái)油缸磨損量不大，可繼續(xù)使用原零件，采取表面電鍍?cè)倌ハ鞯墓に?，使加工精度滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）主軸原設(shè)計(jì)由于采取了嚴(yán)格的耐磨措施，主軸錐面和軸承安裝面無(wú)磨損，主軸錐面精度稍有超差，由于錐面有余量，可以重新精磨后達(dá)到要求，同時(shí)更換主軸軸承。

（4）原數(shù)控及電氣系統(tǒng)老化，且電柜占地面積龐大，可更換為我公司標(biāo)準(zhǔn)配置的龍門(mén)導(dǎo)軌磨床數(shù)控及電氣系統(tǒng)，新電柜體積僅為原設(shè)計(jì)的十分之一。

（5）液壓系統(tǒng)主要元件仍可繼續(xù)使用，但須重新清洗組裝，并更換老化的油管或重新布局管道等。

（6）更換所有防護(hù)罩及鈑金件。

經(jīng)探傷等方法鑒定可以使用的床身、工作臺(tái)、橫梁、立柱、拖板及磨頭體等大型鑄件，各導(dǎo)軌的直線度、平行度或垂直度等各項(xiàng)精度通過(guò)刮研或磨削方法加以修復(fù)。由于舊磨床鑄件已使用三十余年，鑄件內(nèi)應(yīng)力極小，重新經(jīng)過(guò)刮研或磨削處理的導(dǎo)軌精度高且穩(wěn)定性好。將整機(jī)各移動(dòng)方向?qū)к夘A(yù)調(diào)精度及移動(dòng)角度偏差調(diào)至新機(jī)允許范圍；可按新機(jī)床裝配工序要求進(jìn)行各部件裝配；新增零件加工完成后進(jìn)入整機(jī)裝配；經(jīng)檢測(cè)可重復(fù)使用的零件重新拆卸清洗并進(jìn)行部裝。將以上零部件總裝成臺(tái)，如圖2所示。然后，進(jìn)行機(jī)床幾何精度及工作精度的檢測(cè)，并對(duì)比精度及其穩(wěn)定性情況。再制造樣機(jī)整機(jī)油漆后按現(xiàn)行龍門(mén)導(dǎo)軌磨床制造標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行型式試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整改，產(chǎn)品通過(guò)樣機(jī)鑒定及用戶驗(yàn)收后即可出廠。

圖2 再制造中的龍門(mén)導(dǎo)軌磨床

2 主要制造工藝及設(shè)備

再制造產(chǎn)品與新機(jī)生產(chǎn)工藝不同，省去了大部分零件制造過(guò)程中的毛坯生產(chǎn)及部分機(jī)加工工序，節(jié)約了能源和材料，減少了環(huán)境污染。磨床再制造主要工藝及設(shè)備如下：

（1）清潔：高速拋丸機(jī)（零部件除銹）、煮洗槽（脫漆及除油、除銹）、砂輪機(jī)。

（2）檢測(cè)：超聲波探傷、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、萬(wàn)能工具顯微鏡、輪廓粗糙度儀、激光干涉儀等。

（3）修復(fù)：電焊修復(fù)、氣焊修復(fù)、電鍍、聚四氟乙烯表面貼塑等。

（4）加工：鋸、車(chē)、鏜、刨、銑、鉆、外圓磨削、平面磨削、內(nèi)圓磨削及鉗工（含刮研等）加工、壓裝、拋光、熱處理等。

（5）試驗(yàn)：整機(jī)型式試驗(yàn)、磨頭運(yùn)行試驗(yàn)臺(tái)、液壓站試驗(yàn)臺(tái)等。

另外，加工車(chē)間、裝配車(chē)間配置了多臺(tái)20 t、32 t的橋式起重機(jī)，可滿足加工及裝配的起吊要求。

3 主要技術(shù)參數(shù)及精度修復(fù)情況

樣機(jī)試制期間我公司完成了一臺(tái)數(shù)控龍門(mén)導(dǎo)軌磨床M52100A、一臺(tái)數(shù)控龍門(mén)平面磨床GM-K4016A及兩臺(tái)普通平面磨床M7180×25B和M7140共四臺(tái)舊磨床的再制造，并委托桂林市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所分別對(duì)上述樣機(jī)進(jìn)行了型式檢驗(yàn)。以M52100A數(shù)控龍門(mén)導(dǎo)軌磨床為例，根據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告，其主要技術(shù)參數(shù)及工作精度如表1所示。

表1 主要技術(shù)參數(shù)及工作精度

從以上檢驗(yàn)結(jié)果可知，再制造磨床各項(xiàng)參數(shù)及精度均達(dá)到或高于新機(jī)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 原材料消耗及節(jié)能環(huán)保情況

再制造磨床外購(gòu)物資主要有鑄件、鋼材、低值易耗品、輔材、油漆、包裝材料等，鑄件由鑄造廠提供，鋼材等物資由公司自行采購(gòu)。以M52100A數(shù)控龍門(mén)導(dǎo)軌磨床為例，再制造產(chǎn)品原材料消耗情況（每臺(tái)消耗量）與新機(jī)正常生產(chǎn)所需原材料對(duì)比如表2所示。

表2 數(shù)控龍門(mén)導(dǎo)軌磨床再制造與新機(jī)原材料消耗對(duì)比

從上表對(duì)比可知，再制造磨床大型鑄件若無(wú)鑄造缺陷或外力損傷，幾乎可100%回收利用，其他中小零件、鋼材、鈑金件等材料消耗量約為新機(jī)制造原材料的36%.

5 再制造技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 研究開(kāi)發(fā)的主要內(nèi)容

磨床再制造主要研究廢舊大型平面磨床及龍門(mén)磨床再制造綜合評(píng)價(jià)方法，探討平面磨床再制造精度檢驗(yàn)及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)典型廢舊龍門(mén)導(dǎo)軌磨床及平面磨床進(jìn)行再設(shè)計(jì)、再修復(fù)技術(shù)研究；應(yīng)用伺服調(diào)速或變頻調(diào)速等節(jié)能技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；研究應(yīng)用專(zhuān)用磨床數(shù)控技術(shù)提升廢舊磨床的數(shù)控化性能；在冷、熱環(huán)境變化條件下對(duì)再制造磨床進(jìn)行幾何精度測(cè)試，研究其精度的穩(wěn)定性。

5.2解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題和創(chuàng)新點(diǎn)

5.2.1 解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

（1）再制造零部件尺寸精度及整機(jī)精度的恢復(fù)：廢舊磨床在使用較長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)存在零部件磨損、整機(jī)精度超差等現(xiàn)象，在循環(huán)利用的前提下如何采用表面處理及加工工藝保證再制造過(guò)程中零件的尺寸精度、整機(jī)幾何精度及工作精度是再制造過(guò)程中需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

（2）廢舊磨床結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的再設(shè)計(jì)技術(shù)：再制造磨床與標(biāo)準(zhǔn)磨床的最大不同在于機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是基于舊機(jī)床基礎(chǔ)上，在充分利用原有大型鑄件等零件的前提下，考慮如何將現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等融于再制造磨床中。因此，再設(shè)計(jì)再創(chuàng)新是再制造磨床在設(shè)計(jì)階段需解決的技術(shù)關(guān)鍵。

5.2.2 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）采用自行開(kāi)發(fā)的導(dǎo)軌磨床或平面磨床專(zhuān)用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)廢舊磨床進(jìn)行數(shù)控化改造，性價(jià)比高，使用方便。

（2）床身縱向?qū)к壖巴习澹ɑ驒M梁）橫向?qū)к壊捎米孕醒兄频墓に嚽€進(jìn)行刮研或磨削，保證整機(jī)精度及其精度的穩(wěn)定性。

5.3 技術(shù)的新穎性、先進(jìn)性、適用度和成熟度

以上創(chuàng)新技術(shù)在我公司現(xiàn)有主導(dǎo)產(chǎn)品中已相當(dāng)成熟，應(yīng)用于再制造磨床改造中，需要對(duì)原有舊機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)以適應(yīng)相應(yīng)的技術(shù)要求。試制結(jié)果表明再制造磨床采用以上技術(shù)后，優(yōu)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了加工及裝配工藝，機(jī)床精度容易保證，實(shí)用性強(qiáng)。

5.4 主要技術(shù)指標(biāo)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)先進(jìn)水平比較

國(guó)際方面，從事機(jī)床再制造企業(yè)不多，比較有名的是成立于1995年的韓國(guó)DSK公司，曾是歐洲著名機(jī)床制造廠的代理公司，之后逐漸從事重型機(jī)床的搬遷、大修及再制造，在韓國(guó)現(xiàn)代重工、斗山重工等公司取得了突出的用戶業(yè)績(jī)。

國(guó)內(nèi)方面，從事機(jī)床再制造業(yè)務(wù)的企業(yè)一般都是數(shù)控機(jī)床制造廠，如北京北一數(shù)控機(jī)床有限責(zé)任公司等，由于用戶對(duì)再制造機(jī)床的存在認(rèn)識(shí)偏差，目前國(guó)內(nèi)再制造機(jī)床的用戶僅停留在原有舊機(jī)床用戶或機(jī)床制造廠加工車(chē)間。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)再制造機(jī)床精度及技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，我公司再制造機(jī)床是按照新機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)的，以再制造的M52100A數(shù)控龍門(mén)導(dǎo)軌磨床為例，與具有大型數(shù)控龍門(mén)導(dǎo)軌磨床先進(jìn)制造水平的上海重型機(jī)床廠生產(chǎn)的新機(jī)床比較情況如表3所示。

表3 主要技術(shù)指標(biāo)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)技術(shù)先進(jìn)水平比較

由以上對(duì)比可知，我公司生產(chǎn)的再制造磨床技術(shù)指標(biāo)與上海機(jī)床廠有限公司生產(chǎn)的新機(jī)床基本持平。

6 綠色制造特征

我公司試制的再制造磨床廢舊材料循環(huán)利用率80%以上，大型鑄件循環(huán)利用率100%，再制造成本為新機(jī)制造成本的30%～40%左右。磨床再制造節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，具有顯著的“綠色制造”特征。再制造磨床具有如下特有優(yōu)勢(shì)：

（1）節(jié)省材料及能源：再制造磨床基礎(chǔ)件有80%以上可通過(guò)再加工回用，省去了相應(yīng)的鑄造與加工耗費(fèi)，重型龍門(mén)導(dǎo)軌磨床的材料與能源節(jié)省量更為可觀。

（2）穩(wěn)定性好：再制造磨床基本采用原有磨床基礎(chǔ)件，對(duì)原磨床用戶來(lái)說(shuō)，原磨床地基可不做改動(dòng)或只做少量改動(dòng)，可大大節(jié)省地基建設(shè)投資。原地基經(jīng)過(guò)多年沉淀，相對(duì)穩(wěn)定。同時(shí)，舊磨床的床身等基礎(chǔ)件通過(guò)長(zhǎng)期使用，內(nèi)應(yīng)力已經(jīng)釋放，具有相當(dāng)高的精度穩(wěn)定性。這對(duì)精度穩(wěn)定性要求非常高的磨床用戶來(lái)說(shuō)，是十分重要的。

（3）機(jī)床性價(jià)比高：舊磨床通過(guò)更換關(guān)鍵功能部件或數(shù)控化改造，通過(guò)再制造變?yōu)榉犀F(xiàn)代自動(dòng)化加工需求的高檔數(shù)控磨床，用戶以相對(duì)較少的成本實(shí)現(xiàn)了對(duì)技術(shù)進(jìn)步的需求。

（4）延伸磨床制造企業(yè)與老用戶的服務(wù)關(guān)系：我國(guó)磨床特別是重型龍門(mén)導(dǎo)軌磨床的再制造市場(chǎng)較大，很多用戶在上世紀(jì)80年代之后從國(guó)內(nèi)外購(gòu)買(mǎi)了相當(dāng)數(shù)量的重型龍門(mén)導(dǎo)軌磨床，一般的磨床使用15～20年后就必須大修或翻新，但簡(jiǎn)單的大修或翻新已無(wú)法滿足用戶需求。生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)再制造，發(fā)揮其在機(jī)床設(shè)計(jì)、加工、裝配及功能部件開(kāi)發(fā)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)與產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，可將新機(jī)床市場(chǎng)與再制造市場(chǎng)有機(jī)結(jié)合在一起，從產(chǎn)品的生命周期和再生周期為產(chǎn)品的應(yīng)用提供服務(wù)。

7 推廣應(yīng)用條件及市場(chǎng)前景

由于近幾年機(jī)床社會(huì)保有量每年都在快速增長(zhǎng)，機(jī)床再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。?duì)于重型機(jī)床如龍門(mén)磨床等機(jī)床設(shè)備，據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)近半數(shù)以上已使用10～15年，機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)已嚴(yán)重磨損，電氣元件早已老化，機(jī)床主要精度下降，設(shè)備已達(dá)到報(bào)廢要求即將被淘汰。若對(duì)以上龍門(mén)磨床進(jìn)行再制造，采取重新修復(fù)導(dǎo)軌精度、更換易損零部件、對(duì)舊電氣系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控化改造等措施，磨床性能及精度將會(huì)得到大幅提升。另外，由于龍門(mén)磨床大型鑄件占整機(jī)的80%以上，鑄件使用多年后，鑄造內(nèi)應(yīng)力幾近消除，機(jī)床精度穩(wěn)定性大大提高。而再制造成本僅為新機(jī)制造成本的30%～40%左右，機(jī)床性價(jià)比大大提高。因此，磨床再制造市場(chǎng)潛力巨大，具有良好的市場(chǎng)前景。

8 結(jié)束語(yǔ)

再制造樣機(jī)試制期間，由于產(chǎn)量不大，在加工及裝配過(guò)程中我公司嚴(yán)格按新機(jī)床制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行舊零件修復(fù)和整機(jī)裝配，精度可達(dá)到新機(jī)床的精度要求。但由于舊機(jī)床使用情況不盡相同，考慮到很多舊零件加工精度無(wú)法修復(fù)等原因，整機(jī)精度會(huì)受到一定影響。經(jīng)過(guò)小批量試制后的再制造機(jī)床，應(yīng)該另行制訂再制造機(jī)床技術(shù)條件及精度檢驗(yàn)專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)。

另外，我公司將再制造機(jī)床的重點(diǎn)放在機(jī)床的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、制造性、零部件的回收利用率、機(jī)床的精度和可靠性等方面，在機(jī)床的可再制造因素方面還欠考慮，再制造產(chǎn)品的性能、可靠性和新壽命評(píng)價(jià)體系也不夠完善。對(duì)于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，機(jī)床可再制造因素也應(yīng)是我公司今后需要考慮的。機(jī)床可再制造因素如：產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)對(duì)再制造的可重構(gòu)、可更換性要求；機(jī)床導(dǎo)軌及傳動(dòng)方式對(duì)基礎(chǔ)部件的設(shè)計(jì)要求應(yīng)更有利于可再加工、涂覆或連接；結(jié)合面的增加對(duì)再制造機(jī)床整體剛度及動(dòng)態(tài)性能的影響分析；具有復(fù)合功能的功能部件的研究和發(fā)展等。

[1]曹 俊.再制造業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究：以機(jī)床再制造業(yè)為例[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2016.