教案1-1轴类零件修复

1、学习情境一 常见机械零件测绘与修复任务一 轴类零件修复学习情境二常见机械零件测绘与修复任务名称减速器轴的测绘与修复参考学时6组织形式：5人左右小组教学地点：设备维修实训室、生产性教学工厂任务描述以减速器轴为教学载体，学习轴类零件的测绘、轴类零件的失效形式、产生原因及修复技术，完成减速器轴的失效诊断与修复。具体要求：多个减速器轴，测绘用多把游标卡尺、直尺、百分表或千分表、高度尺、外径千分尺等，修复工艺常用仪器设备，教学工厂有实际工作减速器可供观摩学习。教学内容1. 轴类零件的测绘；2. 绘制减速器轴零件图；3. 轴类零件常见的失效形式及产生原因；4. 轴类零件的修复工艺；5. 减速器轴的失效诊断

2、及修复。教学目标专业能力1. 轴类零件测绘的能力；2. 轴类零件失效形式及产生原因分析的能力；3. 轴类零件常用修复工艺使用的能力；4. 减速器轴失效诊断与修复的能力。方法能力1. 查阅、收集、整理所需的轴类零件测绘与修复的资料，并能够正确使用的能力；2. 互相讨论，分析原因及修复的能力。社会能力1. 相互交流，沟通的能力；2. 举一反三，融会贯通的能力。教学重点与难点教学重点1. 轴类零件的测绘；2. 轴类零件的失效形式及产生原因分析；3. 轴类零件失效的修复技术；4.减速器轴的诊断与修复；教学难点1. 轴类零件失效形式及产生原因分析；2. 轴类零件失效的修复技术；教学方法引导文教学法、案例

3、教学法、实物演示法、启发教学法、鼓励教学法、项目教学法、实训室练习等灵活运用。教学组织步骤教学内容（简案）教学方法参考时间任务导入教师：明确任务，对任务要求进行说明。在该任务中，需要掌握如何对轴类零件进行测绘，绘制零件图；掌握轴类零件的失效形式及产生原因；掌握轴类零件的修复工艺；完成减速器轴的诊断与修复。发放学习任务书、学习工作单和学习指南。学生：从工作任务中分析完成工作的必要信息，提供在信息查询环节遇到的新知识难点。演示法讲授法课时任务分析教师：讲授轴类零件测绘的内容、主要工具的使用，轴类零件的失效形式、产生原因及修复工艺。学生：跟学跟练学生自主获取信息启发引导法讲授法2课时方案制订学生：在

4、团队中进行小组讨论，利用头脑风暴、团队学习等方法，通过查阅相关资料讨论制订方案，确定小组成员分工。 教师：协调组织学生初步方案，并为学生提供疑问讲解，对学生提出的方案进行分析对比，不合理的地方与学生探讨，让学生自主完善小组讨论法启发引导法头脑风暴法课时任务实施学生：按照任务方案完成任务，包括减速器轴的测绘、零件图绘制、失效形式诊断及失效修复。教师：组织、巡查、答疑启发引导法实训室练习2课时交流评估教师：发放任务教学反馈单，及任务评价表，听取学生成果展示汇报，组织学生答辩。根据学生在整个学习过程中的表现，以及汇报答辩的情况对学生给与评价，进行任务总结，布置作业。学生：小组内成果展示，完成团队成员

5、互相评价，学生自评，提交学习工作单，评价表，准备成果展示有关材料。答辩法启发引导法1课时详案：一、任务导入以减速器轴的测绘与修复为载体，学习轴类零件的测绘、失效诊断与修复技术。具体要求：多个减速器轴，测绘用多把游标卡尺、直尺、百分表或千分表、高度尺、外径千分尺等，修复工艺常用仪器设备，教学工厂有实际工作减速器可供观摩学习。 图1-1-1 减速器结构图 图1-1-2 减速器轴主站任务要求：1、能够使用工具进行减速器轴的测绘，绘制零件图；2、能够进行轴类零件的失效分析；3、掌握轴类零件的修复技术，能够完成减速器轴的诊断与修复；通过观看减速器工作视频或现场观摩，讲解减速器轴的工作情况，向学生发放学习

6、任务书、学习工作单和学习指南。二、任务分析教师：按照自愿的原则，进行学生的分组（45人）。利用多媒体教学、减速器工作现场或虚拟工作视频、动画讲解等方式讲授减速器轴的测绘、工作情况、失效形式、产生原因及修复等新知识。学生：通过教师示范讲解，跟学跟练，利用减速器说明书、相关资料、教材和网络等电子资源了解相关的知识，从工作任务中分析完成工作的必要信息，考虑任务解决方案。每个小组选出小组长，负责整个小组的活动。相关知识：1、轴类零件测绘新知识（1）轴类零件的视图表达及尺寸标注轴类零件是组成机器的重要零件之一，因而是机器测绘中经常碰到的典型零件。轴类零件的主要功用是支承其他转动件回转并传递转矩，同时又通

7、过轴承与机器的机架联接。 1）视图表达 轴类零件主要是回转体，一般都在车床、磨床上加工，常用一个基本视图表达，轴线水平放置，并且将小头放在右边，便于加工时看图。在轴上的单键槽最好朝前画出全形。 对于轴上孔、键槽等的结构，一般用局部剖视图或剖面图表示。剖面图中的移出剖面，除了清晰表达结构形状外，还能方便地标注有关结构的尺寸公差和形位公差。退刀槽、圆角等细小结构用局部放大图表达。2) 尺寸标注长度方向的主要基准是安装的主要端面(轴肩)。轴的两端一般作为测量基准，轴线一般作为径向基准。主要尺寸应首先注出，其余多段长度尺寸都按车削加工顺序注出，轴上的局部结构多数是就近轴肩定位。（2）轴类零件的材料和技

8、术要求1）材料轴类零件常用材料有35、45、50优质碳素结构钢，以45钢应用最为广泛，一般进行调质处理后硬度可达到230260HBS。不太重要或受载较小的轴可用Q255、Q275等碳素结构钢。受力较大、强度要求高的轴，可以用40Cr钢调质处理，硬度达到230240HBS或淬硬到3542HRC。2）技术要求 尺寸精度：主要轴颈直径尺寸精度一般为IT6IT 9级，精密的为IT5级。 几何精度：轴类通常是用两个轴颈支承在轴承上，这两个支承轴颈是轴的装配基准。 相互位置精度：由于测量方便的原因，常用径向圆跳动来表示。 表面粗糙度。一般情况下，支承轴颈的表面粗糙度为RaO.160.63µm，配

9、合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63µm。案例：测绘图1-1-2所示减速器输出轴绘制零件图如图1-1-3所示。图1-1-3 减速器输出轴（3）轴类零件测绘注意问题1）在测绘前必须弄清楚被测轴在机器中的部位，了解清楚该轴的用途及作用，了解该轴在机器中安装位置所构成的尺寸链。2）测量零件尺寸时，要正确地选择基准面。3）测量磨损零件时，对于测量位置的选择要特别注意，尽可能地选择在未磨损或磨损较少的部位。如果整个配合表面均已磨损，必须在草图上注明。对零件的磨损原因应加以分析，以便在设计或修理时加以改进。4）测绘零件的某一尺寸时，必须同时测量配合零件的相应尺寸，尤其是只更换一个零件时更应如此。5）

10、测量轴的外径时，要选择适当部位进行，以便判断零件的形状误差，对于转动部位更应注意。6）测量螺纹及丝杠时，要注意其螺纹头数、螺旋的方向、螺纹形状和螺距。对于锯齿形螺纹更应注意方向。2、轴类零件失效及修复新知识（1) 轴类零件常见的失效形式轴是最容易磨损或损坏的零件，常见的失效形式、损伤特征、产生原因及维修方法见表1-1-1。表1-1-1 轴常见的失效形式、损伤特征、产生原因及维修方法失效形式损 伤 特 征产 生 原 因维修方法磨损粘着磨损两表面的微凸体接触，引起局部粘着、撕裂，有明显粘贴痕迹低速重载或高速运动、润滑不良引起胶合1）修理尺寸2）电镀3）金属喷涂4）镶套5）堆焊6）胶接磨粒磨损表层有

11、条形沟槽刮痕软硬杂质介入疲劳磨损表面疲劳、剥落、压碎、有坑 受变应力作用，润滑不良腐蚀磨损 接触表面滑动方向呈均细磨痕，或点状、丝状磨蚀痕迹，或有小凹坑，伴有黑灰色、红褐色氧化物细颗粒、丝状磨损物产生受氧化性、腐蚀性较强的气、液体作用，受外载荷或振动作用，接触表面间产生微小滑动断裂疲劳断裂 可见到断口表层或深处的裂纹痕迹，并有新的发展迹象交变应力作用、局部应力集中、微小裂纹扩展1）焊补2）焊接断轴3）断轴接段4）断轴套接 脆性断裂断口由裂纹源处向外呈鱼骨状或人字形花纹状扩展温度过低、快速加载，电镀等使氢渗入轴中韧性断裂断口有塑性变形和挤压变形痕迹，有颈缩现象或纤维扭曲现象过载、材料强度不够、热

12、处理使韧性降低、低温、高温等过量变形弹性变形承载时过量变形，卸载后变形消失，运转时噪声大、运动精度低，变形出现在承载区或整轴上轴的刚度不足、过载或轴系结构不合理 1）冷校 2）热校塑性变形整体出现不可恢复的弯、扭曲，与其他零件的接触部位呈局部塑形变形强度不足、过量过载，设计结构不合理，高温导致材料强度降低，甚至发生蠕变 (2）轴常见失效的修复表1-1-2 轴失效部位的具体修复失效部位修复方法具 体 内 容轴颈磨损按规定尺寸修复当轴颈磨损量小于05mm时，可用机械加工方法使轴颈恢复正确的几何形状，然后按轴颈的实际尺寸选配新轴衬。这种用镶套进行修复的方法可避免轴颈的变形，在实践中经常使用。堆焊法修

13、复几乎所有的堆焊工艺都能用于轴颈的修复。堆焊后不进行机械加工的，堆焊层厚度应保持在1520mm；若堆焊后仍需进行机械加工，堆焊层的厚度应使轴颈比其名义尺寸大23mm，堆焊后应进行退火处理。电镀或喷涂修复当轴颈磨损量在04mm以下时，可镀铬修复，但成本较高，只适于重要的轴。为降低成本，对于不重要的轴应采用低温镀铁修复，此方法效果很好，原材料便宜，成本低，污染小，镀层厚度可达15mm，有较高的硬度，磨损量不大的也可采用喷涂修复。粘接修复把磨损的轴颈车小lmm，然后用玻璃纤维蘸上环氧树脂胶，逐层地缠在轴颈上，待固化后加工到规定的尺寸。中心孔损坏修整或加工修复修复前，首先除去孔内的油污和铁锈，检查损坏

14、情况，如果损坏不严重，用三角刮刀或油石等进行修整；当损坏严重时，应将轴装在车床上用中心钻加工修复，直至完全符合规定的技术要求。圆角磨损细锉或车削、磨削加工修复圆角的磨伤可用细锉或车削、磨削加工修复。当圆角磨损很大时，需要进行堆焊，退火后车削至原尺寸。圆角修复后，不可有划痕、擦伤或刀迹，圆角半径也不能减小，否则会减弱轴的性能并导致轴的损坏。螺纹磨损修整或加工修复当轴表面上的螺纹碰伤、螺母不能拧人时，可用圆板牙或车削加工修整。若螺纹滑牙或掉牙，可先把螺纹全部车削掉，然后进行堆焊，再车削加工修复。键槽磨损修整或重新加工修复当键槽只有小凹痕、毛刺或轻微磨损时，可用细锉、油石或刮刀等进行修整。若键槽磨损

15、较大，可扩大键槽或重新开槽，并配大尺寸的键或阶梯键；也可在原槽位置上旋转90°或180°重新按标准开槽，开槽前需先把旧键槽用气焊或电焊填满。花键轴磨损电焊焊补修复当键齿磨损不大时，先将花键部分退火，进行局部加热，然后用钝錾子对准键齿中间，手锤敲击，并沿键长移动，使键宽增加O510mm。花键被挤压后，劈成的槽可用电焊焊补，最后进行机械加工和热处理。自动堆焊修复纵向堆焊时，把清洗好的花键轴装到堆焊机床上，机床不转动，将振动堆焊机头旋转90°，并将焊嘴调整到与轴中心线成45°角的键齿侧面。焊丝伸出端与工件表面的接触点应在键齿的节径上，由床头向尾架方向施焊。镀铁

16、、磨削修复按照规定的工艺规程进行低温镀铁，镀铁后再进行磨削加工裂纹和折断粘接修复对于轻微裂纹可采用粘接修复：先在裂纹处开槽，然后用环氧树脂填补和粘接，待固化后进行机械加工。焊补修复对于承受载荷不大或不重要的轴，其裂纹深度不超过轴直径的10时，可采用焊补修复。焊补前，必须认真做好清洁工作，并在裂纹处开好坡口。调换对于承受载荷很大或重要的轴，其裂纹深度超过轴直径的1 0或存在角度超过1 0°的扭转变形，应予以调换。弯曲变形冷校法对弯曲量较小的轴(一般小于长度的81000)，普通的轴可在车床上校正，也可用千斤顶或螺旋压力机进行校正。热校法要求较高、需精确校正的轴或弯曲量较大的轴，通过加热使

17、轴的温度达到500°C550°C，待冷却后进行校正。其他外圆锥面或圆锥孔磨损，均可用车削或磨削方法加工到较小或较大尺寸，达到修配要求，再另外配相应的零件；轴上销孔磨损时，也可将尺寸铰大一些，另配销子；轴上的扁头、方头及球头磨损可采用堆焊或加工、修整几何形状的方法修复；当轴的一端损坏时，可采用局部修换法进行修理，即切削损坏的一段，再焊上一段新的后，加工到要求的尺寸。3、机械零件的修复技术新知识(1）机械修复法1)修理尺寸法与零件修复中的机械加工：轴、传动螺纹、键槽和滑动导轨等结构都可以采用这种方法修复。2)镶加零件修复法：常用的有扩孔镶套、加垫等方法，在维修中应用较广。 图1

18、-1-4 镶加补强板 图1-1-5 镶加零件修复法3)局部修换法：将严重磨损部位切除，重新制件，并机械连接、焊接或胶粘的方法固定在原来零件上，使零件得以修复的方法。图1-1-6 局部修换法4)塑性变形法：如滚花、镦粗法、挤压法、扩张法、热校直法等。5)换位修复法：有些零件局部磨损可采用调头转向的方法，但必须结构对称或稍为加工即可实现时才能进行调头转向。图1-1-7 键槽换位修理 图1-1-8 螺孔换位修理6)金属扣合法：主要适用于大型铸件裂纹或折断部位的修复。按照扣合的性质及特点，可分为强固扣合、强密扣合、优级扣合和热扣合四种工艺。(2）焊接修复法1)补焊：用于修补零件缺陷；2)堆焊：用于恢复

19、零件几何形状及尺寸，或使其表面获得具有特殊性能的熔敷金属。分为手工堆焊和自动堆焊方式。(3）热喷涂修复法按照所用热源不同，热喷涂技术可分为氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂、高频喷涂、等离子喷涂、激光喷涂和电子束喷涂等。其中氧乙炔火焰喷涂以其设备投资少、生产成本低、工艺简单容易掌握、可进行现场维修等优点，在设备维修领域得到广泛的应用。1)氧乙炔火焰喷涂和喷焊2)电弧焊喷涂(4）电镀修复法1)镀铬：镀铬层应用广泛。可用来修复零件尺寸和强化零件表面，如补偿零件磨损失去的尺寸。但是，补偿尺寸不宜过大，通常镀铬层厚度控制在0.3mm以内为宜。镀铬层还可用来装饰和防护表面。2)镀铁：镀铁层可用于修复在有润滑的一般

20、机械磨损条件下工作的动配合副的磨损表面、以及静配合副的磨损表面，以恢复尺寸。3)局部电镀：在设备大修理过程中，经常遇到大的壳体轴承松动现象，进行局部电镀，即可直接修复孔的尺寸。图1-1-9 局部电镀槽的构成1纯镍阳极空心圈 2电解液 3被镀箱体 4聚氯乙烯薄膜 5泡沫塑料 6层压板车7千斤顶 8电源设备4)电刷镀：电镀刷是在镀槽电镀基础上发展起来的新技术，是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液的电镀方法。电镀刷的主要设备是专用直流电源和刷镀笔，此外还有一些辅助器具和材料。图1-1-10 SDB-1型导电柄1阳极 2“O”型密封圈 3锁紧螺母 4柄体 5尼龙手柄 6导电螺栓 7尾座 8电缆插头5)复合电镀：在电镀溶液中加入适量的金属或非金属化合物的固态微粒，并使其与金属原子一起均匀地沉积，形成具有某些特殊性能电镀层的一种电镀技术。(5）胶接修复法采用胶粘剂等对失效零件进行修补或连接，以恢复零件使用功能的方法。1)胶接方法：热熔胶接法、溶剂胶接法和胶粘剂胶接法，后者