机床主轴箱零部件再制造工艺及技术研究

发布时间：2017-08-30 04:22

  本文关键词：机床主轴箱零部件再制造工艺及技术研究

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【摘要】：本文对机床主轴的常见失效模式及其机理进行了理论分析,同时根据现阶段常用再制造修复技术,介绍了可用于表面修复的特种修复技术。根据机床主轴的常用材料,本文选用45钢作为试验材料。在45钢试件上用机械加工的方式模拟出机床主轴的多种失效形式,根据试件的失效特点及性能要求,本文选用常温冷焊重熔技术和逆变脉冲电刷镀技术对其进行修复。用专业检测设备对修复后的试件进行了宏观形貌、结合强度、金相组织和显微硬度等方面的检验,结果表明：用常温冷焊重熔技术对试件进行修复后,补材与基体的颜色相似,结合强度高,且没有硬质点产生,基材无变形、无裂纹；用逆变脉冲电刷镀技术对工件表面进行修复后,刷镀层与试件结合良好,试件表面微观组织致密、均匀,无气泡、无裂纹,修复层耐磨性显著增强。在实验的基础上,对用常温冷焊重熔技术修复的试件进行了温度场仿真分析。分析了试件在不同时间点的整体温度分布情况,同时也对在特定时间点上试件不同位置节点的温度变化做了研究。根据分析结果可知采用该种修复技术,可避免因散热太慢导致试件温度过高造成金相发生变化而影响修复质量的现象,同时参考分析结果也可合理调整修复设备参数,做到效率与质量兼顾的最佳效果。
【关键词】：再制造 机床主轴 磨损 裂纹 有限元
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG502.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8-10
• 1.1.1 再制造与维修、再循环的区别8-9
• 1.1.2 再制造是实现废旧机床最大化再利用的最佳形式9-10
• 1.2 机床再制造国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外机床再制造产业发展10
• 1.2.2 国内机床再制造产业发展10-11
• 1.3 再制造技术的研究价值11-12
• 1.4 本文的主要研究内容及结构框架12-14
• 第二章 机床主轴失效类型及修复技术14-30
• 2.1 机床主轴工作条件及常用材料14
• 2.2 机床主轴的失效模式及其机理14-18
• 2.2.1 机床主轴表面材料的磨损14-17
• 2.2.2 机床主轴的变形17-18
• 2.2.3 机床主轴的断裂18
• 2.3 机床主轴再制造修复技术18-26
• 2.3.1 常温冷焊重熔修复技术18-20
• 2.3.2 逆变脉冲电刷镀修复技术20-22
• 2.3.3 激光熔覆成形技术22
• 2.3.4 金属表面强化减摩自修复技术22-23
• 2.3.5 热喷涂修复技术23-24
• 2.3.6 电火花表面强化技术24-26
• 2.4 再制造修复技术选择原则26-27
• 2.4.1 适应性原则26
• 2.4.2 环保性原则26-27
• 2.4.3 经济性原则27
• 2.5 再制造机床主轴的精度分析27-29
• 2.5.1 机床主轴精度产生误差的原因27-28
• 2.5.2 机床主轴精度检验28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 机床主轴再制造修复工艺研究30-48
• 3.1 冷焊设备及其工艺的选择30-35
• 3.1.1 冷焊机的选择30-31
• 3.1.2 基体材料的选择31-32
• 3.1.3 冷焊补材的选用32
• 3.1.4 冷焊工艺的操作过程32-35
• 3.2 电刷镀设备及其工艺的选择35-39
• 3.2.1 刷镀设备的选择35-36
• 3.2.2 刷镀溶液的选择36-37
• 3.2.3 电刷镀工艺流程37-39
• 3.3 修复层的组织和性能研究39-47
• 3.3.1 外观质量的检测39
• 3.3.2 结合强度检测39-40
• 3.3.3 金相组织观察40-45
• 3.3.4 显微硬度测量45-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 冷焊修复过程温度场数值模拟48-58
• 4.1 ANSYS有限元分析软件简介48-50
• 4.1.1 ANSYS有限元分析软件的特点48-49
• 4.1.2 ANSYS热分析理论基础49-50
• 4.2 常温冷焊重熔有限元数学模型的建立50-53
• 4.2.1 数学模型材料的确立50
• 4.2.2 三维几何模型的构建50-51
• 4.2.3 初始条件的施加和边界条件的设定51-52
• 4.2.4 单元类型的设定及网格的划分52-53
• 4.3 常温冷焊重熔温度场模拟计算结果与分析53-57
• 4.3.1 温度场的求解53-54
• 4.3.2 结果分析54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 5.1 结论58
• 5.2 展望58-60
• 参考文献60-63
• 在学期间的研究成果63-64
• 致谢64

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本文编号：757228