魏書琦+黃巖松

（沈陽機床股份有限公司沈陽第一機床廠）

摘 要：不同于新機床的制造過程，機床再制造過程是在廢舊機床資源的基礎(chǔ)上，以廢舊機床及零部件為“毛坯”的機床制造過程。以往對廢舊機床的處理方法包括對其維修、數(shù)控化改造或者將其報廢并進行材料回收。

關(guān)鍵詞：機床；再制造；過程

1.機床再制造的意義

在機床再制造處理過程中，不僅會對資源造成嚴重浪費，還會對環(huán)境造成嚴重污染。而廢舊機床再制造，可以賦予其新的生命周期，能夠大大延長機床的全生命周期，形成多生命周期循環(huán)。以機床的多生命周期工程為主線提出的機床再制造與綜合提升方案，通過對機床整機的創(chuàng)新性設(shè)計，能夠再制造出比原機床功能更強、性能更優(yōu)的新機床，并且能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能節(jié)材、綠色環(huán)保的目標，實現(xiàn)資源循環(huán)利用并使得已有機床性能得到跨越式提升。機床再制造可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，其具體流程可用下圖表示：

如圖1.1所示，機床再制造關(guān)鍵流程主要包括拆卸、清洗、零部件檢測分類及評估、再設(shè)計、零部件修復(fù)與再加工、再裝配等。

2.機床再制造的關(guān)鍵工藝流程進行

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從產(chǎn)品上有規(guī)律的拆下的過程，同時保證在拆解的過程中不影響后續(xù)工藝對零部件性能的要求。拆卸是一項重要的實現(xiàn)高效回收的手段。在機床再制造處理過程中，拆卸是第一步，拆卸的質(zhì)量對后續(xù)工藝具有重要的影響。拆卸不僅僅是裝配的逆過程，因為很難實現(xiàn)有些連接件的逆操作，比如通過鉚接、焊接等連接方式形成的連接件，在對這類連接件進行拆卸時，原來的連接件必然會受到破壞。拆卸是實現(xiàn)完全的材料回收和零部件再利用、再制造的基礎(chǔ)，其應(yīng)用的領(lǐng)域主要包括：

1）產(chǎn)品維修；

2）材料回收；

3）零部件的重用和再制造。

2.2 清洗

再制造過程中的清洗是指借助于相應(yīng)的清洗設(shè)備將清洗液作用于廢舊零部件表面，并采用機械的、物理的、化學(xué)或電化學(xué)的方法，將附著在廢舊零部件表面的灰塵、銹蝕、油脂、油漬、積炭、水垢、泥垢等污物以及表面的油漆涂層等去除，使廢舊零部件表面達到使用要求清潔度的過程。清洗是再制造過程的重要工序，是檢測和再修復(fù)等一切后續(xù)工序的前提，清洗是再制造過程中對環(huán)境造成污染的主要來源，因此在清洗過程中應(yīng)采用綠色的清洗方法以減少或者避免產(chǎn)生對環(huán)境有害物質(zhì)。通常采用的清洗方法包括化學(xué)清洗劑清洗、壓力清洗、汽油清洗、熱能清洗、超聲波清洗、鋼刷刷洗、氣相清洗、電解清洗等。

2.3 檢測

由于機床再制造過程要求所有的再制造零部件都必須達到或超過原零部件的性能，因此所有再制造機床和零部件都要經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢驗。檢測是指在清洗后必須對零部件進行檢測以確定其失效、損傷或磨損的情況，并從經(jīng)濟、技術(shù)、資源環(huán)境等方面分析其可再制造性。對再制造零部件的檢測內(nèi)容主要包括表面變質(zhì)、磨損、局部變形、氧化、孔隙、裂紋、外形尺寸、強應(yīng)力集中點、表面粗糙度、強度、硬度耐磨性、缺陷狀況、修復(fù)層與基體的結(jié)合程度、修復(fù)層厚度等。

零部件常用的檢測方法主要包括無損檢測和破壞性抽測等，本文主要介紹這兩種檢測方法：

（1）破壞性檢測

表面缺陷和內(nèi)部缺陷是一般機械零件缺陷表現(xiàn)的兩種形式。表面缺陷是比較容易發(fā)現(xiàn)和檢測到的，因為其常出現(xiàn)在零件的外部；而內(nèi)部缺陷則常位于零件的內(nèi)部，具有較大的軸向延伸長度和體積，例如零件在鍛造、鑄造或軋制過程中因出現(xiàn)缺陷產(chǎn)生的裂紋、氣孔、疏松、孔洞等。傳統(tǒng)的檢測內(nèi)部缺陷的方法是破壞性檢測，即將零件剖切開，經(jīng)過酸浸，查看其內(nèi)部是否有缺陷。這種檢測方法不僅繁瑣費事，而且由于人的主觀性原因，可能會出現(xiàn)對同一零部件的同一缺陷評判級別不一樣的情況；如果抽查到的是沒有內(nèi)部缺陷零件，這種方法就會給生產(chǎn)廠家?guī)聿槐匾膿p失。綜上所述，破壞性檢測方法效率低，而且要求檢測人員具有較高的素質(zhì)。

（2）無損檢測

無損檢測方法是指在受檢對象不被破壞的前提下，測定和評價物體表面缺陷和內(nèi)部缺陷的綜合性應(yīng)用檢測方法。隨著科學(xué)和生產(chǎn)的發(fā)展，無損檢測的應(yīng)用范圍日趨廣泛，幾乎在國民經(jīng)濟各部門都能夠應(yīng)用到。作為一種檢測手段，無損檢測應(yīng)用最廣泛的還是在產(chǎn)品質(zhì)量的控制方面，即對零部件進行表面、近表面和內(nèi)部缺陷的檢測，從而達到保證零件質(zhì)量、提高產(chǎn)品使用性能的目的。無損檢測分為五大類：滲透檢測、磁粉檢測、射線檢測、渦流檢測和超聲檢測。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，這五大無損檢測方法也得到進一步發(fā)展，尤其是近年來電子和計算機技術(shù)、圖象處理技術(shù)等技術(shù)的成熟應(yīng)用，出現(xiàn)了更多先進的無損檢測方法，例如X射線實時成像、工業(yè)CT、超聲成像和自動磁粉探傷判傷系統(tǒng)等。2.4 再設(shè)計

再設(shè)計是指在了解了客戶的要求、庫存信息、市場需求等信息的基礎(chǔ)上，對廢舊機床破損情況和零部件殘缺信息進行分析建模，并對廢舊機床和零部件進行再制造工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)再設(shè)計，以期使得原有廢舊機床資源得到最優(yōu)化重用。機床再制造方案設(shè)計是機床再制造的依據(jù)和基礎(chǔ)，是機床再制造的關(guān)鍵流程之一。

再設(shè)計一般會受到很多的約束和限制，這些約束和限制包括原廢舊機床的結(jié)構(gòu)、功能以及零部件的材料、性能等，這與新機床的設(shè)計過程有很大的不同；傳統(tǒng)的基于反求工程的再設(shè)計，僅僅局限于對原有機床或零部件進行還原，并模仿設(shè)計出原有機床或零部件的幾何模型，而再設(shè)計則是在原有機床或零部件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對其進行創(chuàng)新性再設(shè)計，它的目標是使廢舊資源得到最優(yōu)化重用，最終獲得與原有機床或零部件具有相同功能甚至是不同功能的新的機床或零部件。

2.5 再制造加工過程

再制造加工過程是指采用機械加工、先進表面工程等技術(shù)對廢舊機床零部件進行再加工處理，使得廢舊機床零部件能夠達到再制造新機床的使用標準。再制造加工的工藝流程包括零部件的修復(fù)、再加工、功能部件的組裝等。

2.6 再裝配

再裝配是指按照再制造機床的技術(shù)條件對再制造零部件、新制或新購零部件進行重新組裝，并對組裝成的再制造機床的各個部件進行調(diào)試和檢驗，最終形成達到要求的再制造新機床。一般情況下，在對再制造的機床進行調(diào)試時，首先應(yīng)調(diào)試電氣控制部分，查看其單個動作是否正常；然后再進行聯(lián)機調(diào)試。因為機床類型不一，機床再制造方案多種多樣，所以機床再制造內(nèi)容也不是一成不變的。

結(jié)論

在實際再制造過程中，要根據(jù)實際情況的不同選擇合適的方式，以使再制造機床與新的同類機床相比，性能相近或相同；而在對再制造機床進行檢驗時，需要對其外觀、參數(shù)、精度、加工和裝配質(zhì)量等指標重點檢驗，在檢驗過程中，必須按照新機床的質(zhì)量檢驗標準對再制造機床進行檢驗，確保再制造機床的各項指標達到新機床的出廠標準。對再制造機床的檢驗和驗收過程，應(yīng)按照GB/T 9061標準規(guī)定執(zhí)行，檢驗和驗收主要內(nèi)容包括：外觀檢驗；參數(shù)檢驗；附件和工具的檢驗；機床的精度檢驗；機床的空運轉(zhuǎn)試驗；機床的負荷試驗；加工和裝配質(zhì)量檢驗等。

參考文獻

[1]倪森壽主編.機械制造工藝與裝備.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]劉鴻文.材料力學(xué).北京高等教育出版社.1991.

[3]孫桓，陳作模.機械原理.北京高等教育出版社，2000.