汽车零件的失效形式毕业论文

汽车零件修复方法 2010-11-19 汽车维修工程 主要内容： 1.机械加工修复法； 2.修理尺寸法的计算； 3.焊接修复法：气焊、电弧焊、振动堆焊； 4.修复质量的评价与修复方法的选择。 汽车维修工程 第一节 汽车零件修复方法简介汽车零件的损伤主要有变形、断裂、锈蚀和磨 损四类。对前三类损伤一般采用冷加工、热加工 或胶粘等方法修理。 如一般零件变形可用冷压或热压校正后再进行 机械加工修理；轴类零件断裂可用镶套、焊接、 锻接等方法修理；气缸体水套出现裂纹可用焊、 铆或胶粘方法修理。 零件磨损是最常见的损伤。 汽车维修工程 用胶粘剂修复轴类零件， ③涂胶：用刮刀将胶粘剂涂塞干砂眼、气孔处，用刮刀压紧胶 层，使胶液完全接触铸件的砂眼、气孔的粘接界面。 ④固化：室温固化 (2) (2)附加柱塞法可以在铸件砂眼或气孔处，打一个适当的孔．然 后配一个销子，再用胶粘剂粘接。或者打孔后再攻螺纹，然后 配一个螺栓，再用胶粘剂粘接。 采用附加柱塞法修复铸件的砂眼或气孔缺陷时，所用的胶粘剂 为厌氧胶、密封胶等类型的胶粘剂。必须指出，不管是孔、螺 孔、圆柱销、螺栓的粘接接触界面．都需进行表面处理 汽车维修工程 一、汽车零件修复方法分类磨损零件：机械加工 堆焊、喷涂、电镀和化学镀等增补 变形零件：压力校正法 火焰校正法 损伤缺陷：焊接、钎焊、钳工机械加工 粘结修复法 汽车维修工程 二、汽车零件修理特点批量小 余量小，精度难以保证 工件硬度高 加工基准损伤，定位困难 注意点：定位基准与加工精度 轴类零件的圆角 表面粗糙度 汽车维修工程 三、机械加工修复法 1、修理尺寸法 定义：利用机械加工的方法，除去零件的磨 定义 损部分，使零件具有规定的几何形状和新的 尺寸，并选用相应尺寸的零件与之配合轴和孔 修理尺寸的确定 汽车维修工程 图中dm和Dm为轴和孔的基本尺寸； dr和Dr为轴和孔磨损后的尺寸; dr1和Dr1为轴各孔用修理尺寸法修复后的第一级修 理尺寸； C为单侧加工余量； δmax为零件单侧最大磨损量 汽车维修工程 练习题已知汽车发动机曲轴主轴颈标准尺寸为 ?66.00,测得各主轴颈最大磨损部位的尺寸 分别为?65.50，?65.53，?65.45， ?65.48，?65.41，?65.40，?65.55， 假设单侧加工余量为0.05mm，磨损不均匀 系数为0.5 ，试求该曲轴修理尺寸，并确定 是几级维修级别。（以上所有轴颈尺寸单位 均为mm） 汽车维修工程 特点： 应用： 曲轴 延长了结构复杂以及较贵 重零件的寿命 凸轮轴 由于零件强度及结构的限制， 由于零件强度及结构的限制， 加工方法简单，修理质量 转向节主销孔 采用修理尺寸法到最后一级时， 采用修理尺寸法到最后一级时气缸等 ， 较高 修理尺寸标准化 标准化（增加了 零件就应该采用其它方法进行修理。 标准化 零件就应该采用其它方法进行修理。 零件的磨损量，加大了成 不同零件的修理级别由设计时确定 本） 过多的修理尺寸限制了备 件的种类，给备件选用带 来困难 汽车维修工程 采用修理尺寸法时，应把配合副中较贵重的 零件保留下来，规定修理尺寸，将另一个零 件换掉。如：气缸与活塞修理时，修理气缸，配以相应尺寸 的活塞。 曲轴轴颈与主轴承修配时，应修理主轴承轴颈， 再配以相应尺寸的轴承 汽车维修工程 2、附加零件修理法（镶套修理法） 定义：当轴和孔磨损过甚或加工到最后一级 修理尺寸后，在零件力学容许的条件下，可 以加工至较大尺寸，镶入一个套筒或衬套， 并加以固定 固定，然后加工至标准尺寸。 固定衬套与零件必须为过盈 过盈配合，使两者紧密结 过盈 合，从而满足传热和传递力的要求； 也可以用螺纹或者焊接的方法 汽车维修工程 汽车维修工程 应用： 应用： 气缸套、气门座圈、 气门导管、飞轮齿 圈、变速器轴承孔、 后桥和轮毂壳体中 滚动轴承的配合、 螺纹孔、端轴轴颈 等 注意点： 注意点配合形式：过盈 配合or其它固定 形式 配合部位的表面 粗糙度，应达到 规定要求 汽车维修工程 3、零件的局部更换修理法 ---具有多个工作面的零件，由于各工作表面在使 用中磨损不一致，其他部分可使用，为防止浪费 定义：将零件磨损的部位去掉，按去掉部分 定义 的名义尺寸和几何形状制造新件，与其原件 余留部分焊接在一起，经最后加工恢复零件 原有性能 应用：可修复齿轮、花键 应用 汽车维修工程 特点： 应用： 可获得较高的修 理质量 节约贵重金属， 修复工艺较复杂 半轴，变速器第一轴 或第二轴齿轮，变速 器盖及轮毂等 汽车维修工程 4、转向和翻转修理法 定义：将磨损的零件转一定角度或翻面，用 定义 未磨损的部位代替磨损的部位 应用：键槽、螺栓孔、飞轮齿圈 应用 飞轮齿圈 特点：修理方法易行；修理成本低；但其应 特点 用受到结构的限制 汽车维修工程 汽车维修工程 机械加工修理法优点： 用料经济 工艺简便、质量好 能延长零件的使用寿 命 适合于修复贵重零件 缺点： 对机械加工的精度要 求高 对高硬度和交变载荷 的零件要保证其硬度 和强度 汽车维修工程 四、焊接修复法 可修复磨损量较大的零件，能增加零件的尺 寸，焊层厚度易控制 设备简单，修复成本低 定义：焊接修复法修复零件是借助于电弧或气 定义 体火焰产生的热量，将基体金属及焊丝金属 熔化和熔合，使焊丝金属填补在零件上，以 填补零件的磨损和恢复零件的完整。 汽车维修工程 焊接修复法 分类： 焊接按热源不同分为气焊、电焊。 根据熔剂层的不同又可分为：焊条电弧焊， 振动堆焊； 堆焊又可分为二氧化碳气体保护焊、埋 弧堆焊、电脉冲堆焊、等离子堆焊。 汽车维修工程 第二节 汽车零件修复质量评价与方法选择一、汽车零件修复质量的评价 汽车零件的修复质量可以用修复零件的工作 能力来表示，由耐用性指标评价。 取决于：修复层的结合强度 修复层的耐磨性 对疲劳强度的影响 汽车维修工程 1、修复层的结合强度 按受力情况可分为： 抗拉、抗剪、抗扭转、抗剥离 检验方法： 敲击法、车削法、磨削及凿剔、喷砂法 喷涂和电镀层的结合强度较低，不适宜修复 齿轮齿面、滚动轴承的滚道和轴颈、其它耐 冲击的工作表面等。 汽车维修工程 二、汽车零件修复方法的选择 ---直接影响到汽车零件的修复成本和修复质量； 广义而言：研究在给定条件下能得到最好效 果的修复方法 遵循的原则： “技术上可行 质量上可靠、经济上合理 技术上可行、质量上可靠 经济上合理” 技术上可行 质量上可靠 经济上合理 汽车维修工程 Thanks~ ? 汽车维修工程 1、气焊定义：利用可燃品乙炔气与氧混台燃烧的高 定义 温，将焊件和焊丝熔化，使焊缝弥合。这种 方法简单易行，还能使焊缝金属与基体金属 相近似 但生产效率低，焊件易变形。在汽 车修理中，一般用于铸铁、钢件和有色金属 的焊接。 汽车维修工程 2、焊条电弧焊定义：是利用电极与工件缝隙间产生的电弧 定义 热量，将焊缝和金属焊条熔化，将破缝弥合， 焊条既是填料又是电极。电焊生产效率高， 焊件变形小，但 焊缝机械性能和加工性 能比气焊差。 电焊常用于裂纹 破裂 裂纹、破裂 裂纹 破裂和 断裂等损伤零件的修复。 断裂 汽车维修工程 交流焊条电弧焊 交流焊条电弧焊 直流焊条电弧焊 汽车维修工程 汽车维修工程 3、埋弧焊又称熔剂层下焊接。焊丝是直径1.4～1.6毫 米的钢丝。将熔剂撒敷在焊道上，在熔剂下 面焊接。电弧不外露，熔剂能有效地阻止空 气侵入熔池，并有保温作用，可延缓熔池金 属的凝固。埋弧焊的优点是焊层致密 焊层致密，无裂 焊层致密 焊后变形较大,适 纹、气孔、夹碴等,但零件焊后变形较大 适 焊后变形较大 用于修理直径50毫米以上的轴类零件 毫米以上的轴类零件。 用于修理直径 毫米以上的轴类零件。 汽车维修工程 汽车维修工程 4、堆焊定义：在零件磨损的表面堆焊一层金属，然后 定义 进行加工，使零件恢复到原来尺寸的修理方法。 优点：焊层与基体熔合，结合强度高；可按零 优点 件需要选用适宜的焊条或焊丝，从而控制堆焊 层的化学成分。 缺点：零件焊后有较大的变形。 缺点 堆焊方法有手工堆焊和自动堆焊。 手工堆焊有电弧焊和氧-乙炔焊两种工艺。手工 堆焊设备简单，在汽车保修企业中应用广泛。 汽车维修工程 自动堆焊 是将零件装在堆焊机床上，一边转动，一边施 焊。常用的自动堆焊有振动堆焊、二氧化碳 保护焊和埋弧焊三种工艺，以振动堆焊应用 较为普遍。 汽车维修工程 汽车维修工程 5、振动堆焊振动堆焊：电源电压为14～18伏，电流为 130～170安。焊丝为直径1.4～1.6毫米的 高碳钢丝。 施焊时，焊丝尖端不断地振动，使电路断开 时产生自感电动势 自感电动势，熔化焊丝，进行堆焊。 自感电动势 特点：电压低、电弧热量不大、零件变形小， 特点 但焊层中气孔、夹碴、裂纹较多，降低了零 件的疲劳强度。 应用：适用于修理曲轴和各种轴销零件。 应用 汽车维修工程 焊条 汽车维修工程 6、二氧化碳保护焊在二氧化碳气体的笼罩下进行堆焊。由于二 氧化碳在电弧高温下能与熔池铁水中的碳反 应生成一氧化碳，有些一氧化碳气体自熔池 中逸出，来不及逸出的就成为焊层里的气孔， 因而影响堆焊质量。因此，为了减少气孔， 二氧化碳保护焊多采用含碳量低并有充足脱 氧剂的专用低碳锰硅合金钢焊丝，焊丝直径 为0.4～0.6毫米，堆焊层强度高、气孔少、 无裂纹，但硬度偏低。 此法适用于修理驾驶室、叶子板等薄板件。 汽车维修工程 汽车维修工程 六、电镀与刷镀修理法定义：是将金属工件浸入电解质的溶液中、 定义 并以工件为阴极通人直流电，通电后电解液 发生电解现象，使溶液中的金属析出，在镀 件表面覆盖了一层镀积物，这个过程叫电镀。 电镀除了能恢复零件尺寸 恢复零件尺寸外．还能改变零件 恢复零件尺寸 的机械性能。 在汽车修理中，常用的金属电镀有镀铬 镀 镀铬、镀 镀铬 镀铜3种。 镀铜 铁和镀铜 汽车维修工程 镀铬的电解液为铬酐(三氧化铬)、硫酸和水 的混合溶液。镀铬层具有高硬度、耐磨、耐 热、耐腐蚀、导热性好、摩擦系数小及基体 金属结合力强等优点，但镀层的限 多用于耐磨而损坏量又不大的零件和装饰， 以及防腐的零件：如活塞销、转向节主销， 凸轮轴、灯罩、门把手、轿车的装饰等。 汽车维修工程 镀铁的电镀液为氯化砸铁、水和盐酸的混台 溶液。 镀铁的特点是镀积的速度快，镀层厚，成本 低，原料丰富．对环境污染小 但由于镀层 的硬度与结台强度之间的矛盾未能很好解 决．故修复中只有少量应用。 汽车维修工程 镀铜的电解液为硫酸铜或氢氧化铜和碳酸钠 的混合液。镀铜常用于铜套、轴瓦、缸套及 轴类零件的外圆加大 汽车维修工程 刷镀叉称涂镀，是新近发展起来的零件修复工艺。 它的特点是在不解体的条件下，不用镀槽而进行 的快速修复．可用于对轴、壳体、孔类，花键轴 槽，轴瓦瓦背、平面类及盲孔、深孔等各种零件 的修复。 刷镀机动灵活，可用于零件 的局部的修复，且镀 层均匀，光滑，致密，尺寸精度容易控制，修理 成本低，因此在修理行业得到广泛推广和应用。 汽车维修工程 刷镀的基本原理刷镀的基本原理与槽镀相同。刷镀，顾名思 义就是利用刷子 似的镀笔在被镀 工件上来回摩擦 而进行电镀的 方法，其原理如图3-9所示。 汽车维修工程 零件作为阴极装在机床的卡盘上，石墨镀笔接阳极， 刷镀进用 外包吸入纤维的镀笔吸满镀液在工件上相对 运动，这时镀液中的金属离子在电场力的作用下，向 工件表面扩散，镀在工件表面形成镀层。镀笔刷到哪 里，哪里就形成镀层，直到达到所需厚度。 汽车维修工程 七、喷涂修理法此法是用高速气流将熔化的金属喷敷到零件的磨损 表面上，以恢复其原来尺寸。喷涂工艺有：电喷涂, 气体火焰喷涂，高频电喷涂，等离子喷涂以及爆炸 喷涂。 各种喷涂所形成的喷涂层系由金属小颗粒撞击堆砌 而成。每个小颗粒包有一层氧化膜，小颗粒之间以 及小颗粒与基体金属都仅仅是机械地挤结在一起, 没有熔合,因此一般喷涂层的本身强度和喷涂层同 基体的结合强度都不高 (1～4公斤／毫米2)。喷涂 层中含有10％左右的孔隙，有利于润滑油膜的吸 附，却不利于承受冲击载荷和较大的接触应力。 汽车维修工程 汽车维修工程 1、电弧喷涂（简称电喷涂）以两根金属丝为电极等速向前送给，在其尖 端产生电弧，熔化的金属由压缩空气喷敷到 零件表面上。电喷涂的特点是成本低，质量 稳定可靠，适用于修复曲轴轴颈。 汽车维修工程 2、气体火焰喷涂气体火焰喷涂又称氧-乙炔喷涂 是用火焰熔化金属,由压缩空气喷敷到零件 表面。 所用设备主要由喷涂枪，氧气瓶和乙炔发行 器等组成。 汽车维修工程 3、等离子喷涂用等离子电弧熔化金属进行喷涂。一般是由气流将 金属粉末带入喷枪，经等离子电弧熔化喷敷到零件 表面。 等离子电弧温度高，能熔化电喷涂和气喷涂难以熔 化的金属或非金属粉末。等离子喷涂设备复杂，粉 末贵，用于喷涂需要高硬度或耐高温的零件。 此外，粉末火焰喷涂是20世纪50年代出现的一种 修理方法，喷涂时先以氧－乙炔火焰把零件表面加 热到 300℃左右，开始喷涂合金粉末,然后再用氧乙炔火焰加热使喷涂层再次熔化，以提高喷涂层与 基体的结合强度。 汽车维修工程 合金粉末种类很多，可根据零件工作条 件选用。如镍包铝或铝包镍粉末用于打 底，可提高结合强度；镍基合金粉末用 于抗磨损、抗腐蚀的零件；钴基合金粉 末则用于在高温下工作的零件。合金粉 末中除金属元素外还含有硼、硅等强脱 氧剂，用以降低合金熔点，溶解氧化膜 形成熔渣及硬化喷涂层。 汽车维修工程 八、胶粘修理法用胶粘剂粘于磨损零件表面的方法。此法所 用设备和工艺简单,质量稳定可靠,成本低， 不会引起零件变形。胶粘剂的品种极多，修 理汽车零件多用环氧树脂胶，酚醛树脂胶和 氧化铜胶。 汽车维修工程 环氧树脂胶环氧树脂本身是热塑 性的，加入固化剂后 才有粘结作用。环氧 树脂胶加入铸铁粉、 石英粉、二硫化钼、 石墨粉、玻璃纤维等 填料可作为耐磨层修 补水泵轴等。 汽车维修工程 酚醛树脂酚醛树脂是由酚醛类在催化剂中 经统合而得到的一类树脂，可以 单独使用，也可以和环氧树脂混 合使用。 酚醛树脂在较高的粘接强度，耐 热性好，但其脆性较大，不耐冲击。汽车修理中常 用它来粘接制动蹄片及离合器摩擦片。 酚醛树脂与环氧树脂混合使用时，其用量为环氧树 脂的30%-40%，同时还要加增塑剂和填料，为了 加速固化，可加入5%-6%乙二胺，这样既改善了 耐热性，又提高了韧性。 汽车维修工程 氧化铜无机胶氧化铜无机胶粘剂是由氧化铜粉与无水磷酸 调合而成，特点是能耐高温,工作温度可达 600℃，用于粘补气缸体排气门附近的裂纹。 此外，70年代出现了一种厌氧胶，主要成分 为丙烯酸双酯，在空气中呈液态，隔绝空气 后迅速固化。这种胶使用方便,毒性低,粘接 强度高，韧性好，对零件表面除油程度要求 不高，宜于在装配线上使用。 汽车维修工程 汽车维修工程 目录轴的修复 圆角 螺纹 键槽 花键槽 裂纹与折断 弯曲 其它 汽车维修工程 轴的修复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 6—1 汽车维修工程 汽车维修工程 中心孔损坏修复前，首先除去孔内的油污和铁锈，检查 损坏情况，如果损坏不严重，用三角刮刀或 油石等进行修整；损坏严重时，应将轴安装 在车床上用中心钻加工修复，直至符合规定 的技术要求。 汽车维修工程 轴颈磨损（一）按规定尺寸修复 当轴颈磨损量小于0.5mm 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。这种用镶套方 法进行修复可避免变形，经常使用。 汽车维修工程 （二）用堆焊法修复 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1.5～2.0mm；若堆焊后仍需进行机械 加工的，堆焊层厚度应比轴颈名义尺寸大 2～3mm。 堆焊后应进行热处理退火。 汽车维修工程 （三）用电镀或喷涂修复 当轴颈磨损量在0.4mm 以下时，可用镀铬 修复，但成本较高，只适于重要的轴。为降 低成本，对于非重要的轴应用镀铁修复，用 低温镀铁效果很好，原材料便宜，成本低， 污染小，镀层厚度可达1.5mm，硬度较高。 磨损量不大的也可用喷涂修复。 汽车维修工程 （四）粘接修复 把磨损的轴颈车小1mm，然后用玻璃纤维 蘸上环氧树脂胶，一层一层地缠在轴颈上， 待固化后加工到规定的尺寸。 汽车维修工程 圆角圆角对轴的使用性能影响很大，特别是在交变载荷 作用下，因轴颈之间突变部分的圆角被破坏或圆角 半径减小，易使轴折断。因此，圆角的修复不可忽 略。 圆角的磨伤可用细锉或车削、磨削修复。当圆角磨 损很大时，需要进行堆焊，然后退火车削到原尺寸。 圆角修复后，不允许留有划痕、擦伤或刀迹，圆角 半径也不许减小，否则会减弱轴的性能并导致轴的 损坏。 汽车维修工程 螺纹当轴表面上的螺纹碰伤，螺母不能拧入时， 可用圆板牙或车削修整。若螺纹滑牙或掉牙 时，可先把螺纹全部车削掉，然后进行堆焊， 再车削加工修复。 汽车维修工程 键槽当键槽只有小凹痕、毛刺和轻微磨损时，可 用细锉、油石或刮刀等进行修整。若键槽磨 损较大时，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。 汽车维修工程 花键槽 1．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 0.5～1.0mm。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。 2．低温镀铁。按照规定的工艺规程进行低 温镀铁，镀后进行磨削，符合技术要求。 汽车维修工程 3．堆焊法。一般采用纵向或横向施焊的自动堆焊。 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。横向施焊与一般轴类零件修复时 的自动堆焊相同。为保证堆焊质量，焊前应将工件 预热。 堆焊结束时，应在焊丝离开工件后再断电，以免产 生端面弧坑。 堆焊后要重新进行铣削或磨削，达到规定的技术要 求。 汽车维修工程 裂纹和折断轴出现裂纹后若不及时修复，就有折断的危险。对 受载不大或不重要的轴，当径向裂纹不超过轴直径 的10％时，可用焊补修复。焊补前，必须认真做好 清洁工作，并在裂纹处开坡口。焊补时，先在坡口 周围加热，然后再进行焊补。为消除内应力，焊后 需进行回火处理，最后通过机械加工满足尺寸要求。 对于轻微裂纹还可用粘接修复，先在裂纹处开槽， 然后用环氧树脂胶填补和粘接，待固化后进行机械 加工。 对轴上有深度超过轴直径10％的裂纹或角度超过 10°的扭转变形，且是受载很大或重要的轴，应予 以调换。 汽车维修工程 弯曲对弯曲量较小的轴，一般小于长度的8／1000，可 用冷校法进行校正。通常对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。这些方 法的弯曲量能达到1m长是0.05～0.15mm，可满 足一般低速运行的机械设备要求。对要求较高、需 精确校正的轴，或弯曲量较大的轴，则用热校法进 行校正。通过加热，温度达500~550℃，然后待冷 却进行校正。加热时间根据轴的直径大小，弯曲量 和加热设备确定。热校后应使轴的加热处退火，达 到原来的力学性能和技术要求。 汽车维修工程 其它外圆锥面和圆锥孔磨损，均可用车削或磨削 加工到较小和较大尺寸，达到修配要求，另 外配相应的件；轴上销孔磨损了，也可铰大 一些，另配销子；轴上的扁头、方头及球面 磨损可用堆焊或加工修整几何形状；当轴的 一端损坏，可切削损坏的一段，再焊上一段 新的，并加工到要求的尺寸。