機械修復法

機械修復法：利用機械連接，如螺紋聯接、鍵、鉚接、過盈聯接等使磨損、斷裂、缺損的零件得以修復的方法。

(如鑲補法、金屬扣合法等，這些方法可利用現有的簡單設備與技術，進行多種損壞形式的修復。)

優(yōu)點：不會產生熱變形，

缺點：受零件結構、強度、剛度的限制，難以加工硬度高的材料，難以保證精度要求高的材料。機械修復法一、金屬扣合法

定義：借助高強度合金材料制成的扣合連接件(波形鍵)，在槽內產生塑性變形來完成扣合作用，以使裂紋或斷裂部位重新連接成一個整體。適用范圍：適于不易焊補的鋼件和不允許有較大變形的鑄件，以及有色金屬件，尤其對大型鑄件的裂紋或折斷面的修復效果更為突出。特點：修復后的零件具有足夠的強度和良好的密封性，修復的整個過程在常溫下進行，不會產生熱變形；波形槽分散排列，波形鍵分層裝入，逐片鉚擊，不產生應力集中，操作簡便，使用的設備和工具簡單，便于就地修理。缺點：不適于修復厚8mm以下的鑄件及振動劇烈的工件，此外，修復效率低。機械修復法(一)強固扣合法

操作：先在垂直于裂紋方向或折斷面的方面上，按要求加工出具有一定形狀和尺寸的波形槽，然后將用高強度合金材料制成的其形狀、尺寸與波形槽相吻合的波形鍵嵌人槽中，并在常溫下鉚擊使之產生塑性變形而充滿整個槽腔，這樣，由于波形鍵的凸緣與槽的凹洼相互緊密的扣合，將開裂的兩部分牢固地連接成一體。

適用范圍：修復壁厚8～40mm的、一般強度要求的機件。機械修復法

1．波形鍵形狀和尺寸的確定:波形鍵的形狀如圖所示。頸寬b＝3～6mm,按經驗公式求其他尺寸d＝(1.2～1.6)bl=(2～2.2)bt≤b波形健凸緣個數常取5、7、9。條件允許，盡量取較多的凸緣個數，使最大應力遠離裂紋處。但凸緣過多會增加波形鍵修整及鑲配工作難度。2．波形鍵的材料材料應具有足夠的強度和良好的韌性，經熱處理后質軟，適于鉚接；加工硬化性好，且不發(fā)脆，使鉚擊后抗拉強度有較大提高；用于高溫工作條件下的波形鍵，還應考慮選用的材料是否與機件熱膨脹系數一致，否則工作時出現脫落或脹裂機體現象。波形鍵的材料有1Cr18Ni9Ti1、1Cr18Ni9。與鑄鐵膨脹系數相近的有Ni36等高鎳合金。波形鍵材料的力學性能見表5—3。機械修復法3．波形鍵的加工工藝1)根據波形鍵外形下料。2)在壓力機上用模具將坯料兩側波形冷壓成型。3)根據厚度t刨平兩平面。4)按圖樣要求對凸緣進行鉗工修整。5)熱處理。4．波形槽的布置及加工工藝1)波形槽與所選用的波形鍵相配合,留0.1-0.2mm間隙。波形槽的深度h根據修復區(qū)壁厚δ確定，常取h=(0．7～0．8)δ。機械修復法

2)各波形槽之間的間距W根據被修復工件原有承載能力和波形健的強度等條件由下式求出：式中：δ--修復區(qū)壁厚，單位為mm；h--波形槽深度，單位為mm；b--波形健頸寬，單位為mm；σR--波形鍵鉚擊后抗拉強度，單位為MPa，通常取鉚擊前的抗拉強度的1.5-1.7倍；

σG—工件抗拉強度，單位為MPa。機械修復法

3)為使最大應力分布在較大范圍內，以改善工件受力情況，各波形槽可布置成一前一后或一長一短的方式(圖5—4a，b)，波形槽應盡可能垂直于裂紋，并在裂紋兩端各打一個止裂孔，以防止裂紋發(fā)展。通常將波形槽設計成單面布置的形式(圖5—4c)。對厚壁工件，若結構允許，可將波形槽開成兩面分布的形式(圖5-4d)。對承受彎曲載荷的工件，因工件外層受有最大拉應力，故可將波形槽設計成階梯形式(圖5—4e)。機械修復法

4)波形槽可在鏜床，銑床等設備上直接加工成型。也可用鉆模，手電鉆等簡易工具就地加工。其加工工藝如下：首先，在垂直于裂紋或折斷面的方向上畫出波形槽的位置線，并在裂紋兩端各鉆一個止裂孔。用直徑等于凸緣d的鉆頭在裂紋或折斷面上鉆出波形槽中間的凹洼孔d，深度比槽深略淺2～3mm。用定位銷將鉆模中間孔與裂紋上凹洼孔位置固定，并使鉆模對正在波形槽位置線上，按鉆模一端的孔在工件上鉆出第二個孔并插入第二只定位銷，然后依次鉆完各孔，用直徑等于頸寬b的鉆頭沿鉆模鉆去頸部的金屬；分別用直徑等于d和b的平底鉆锪平各孔至深度T;鉗工修整使鍵與槽之間的配合間隙為0.1~0.2mm。

5．波形鍵的鉚擊首先清理波形槽，之后用手錘或小型鉚釘槍對波形鍵進行鉚擊。其順序為先鉚波形鍵兩端的凸緣，然后對稱交錯向中間鉚擊，最后鉚擊裂紋上的凸緣。鉚擊力量按順序由強到弱。凸緣部分鉚緊后鉚頸部，并要在第一層鉚緊后再鉚第二層、第三層……。為了使波形鍵得到充分的冷加工硬化，提高抗拉強度，每個部位開始先用凸圓沖頭鉚擊其中心，然后用平底沖頭鉚擊邊緣，直至鉚緊。但要注意不可鉚得過緊，以免將裂紋再撐開，一般以每層波形鍵鉚低0.5mm為宜。機械修復法(二)強密(綴縫栓一波形鍵)扣合法對有密封要求的修復件，如高壓氣缸和高壓容器等防滲漏零件，應采用強密扣合法進行修復。這種方法是先用強固扣合法將產生裂紋或折斷面的零件聯接成一個牢固的整體，然后按一定的順序在斷裂線的全長上加工出綴縫栓孔。注意應使相鄰的兩綴縫件相割，即后一個綴縫栓孔應略切入上一個已裝好的波形鍵或綴縫栓，以保證裂紋全部由綴縫栓填充，以形成一條密封的金屬隔離帶，起到防滲漏作用，如圖5—5所示。對于承受較低壓力的斷裂件，采用螺栓形綴縫栓，其直徑可參照波形鍵凸緣尺寸d選取M3～M8，旋入深度為波形槽深度T。旋入前將螺栓涂以環(huán)氧樹脂或無機膠粘劑，逐件旋入并擰緊，之后將凸出部分鏟掉打平。對于承受較高壓力，密封性要求較高的機件，采用圓柱形綴縫栓，其直徑參照凸緣尺寸d選取3～8mm，其厚度為波形鍵厚度t。與機件的聯接和波形鍵相同，分片裝入逐片鉚緊。綴縫栓直徑和個數選取時要考慮兩波形鍵之間的距離，以保證綴縫栓能密布于裂紋全長上，且各綴縫栓之間要彼此重疊0．5～1．5mm。綴縫栓的材料與波形鍵相同。對要求不高的工件可用標準螺釘、低碳鋼、純銅等代替。機械修復法(三)加強扣合法對承受高載荷的機件，只采用波形鍵扣合而其修復質量得不到保證時，需采用加強扣合法。其方法是：在垂直于裂紋或折斷面的修復區(qū)上加工出一定形狀的空穴，然后將形狀尺寸與之相同的加強件嵌入其中。在機件與加強件的結合線上擰人綴縫栓，使加強件與機件得以牢固聯接，以使載荷分布到更大的面積上。此法適用于承受高載荷且壁厚大于40mm的機件。綴縫栓中心布置在結合線上，使綴縫栓一半嵌入加強件，另一半嵌入機件，相鄰兩綴縫栓彼此重疊0．5～1．5mm，如圖5—6所示。綴縫栓材料與波形鍵相同，其尺寸可參照波形鍵凸緣d及波形鍵深了。加強塊形狀可根據載荷性質、大小、方向設計鍥形、十字形、X形、長方形等。機械修復法(四)熱扣合法利用金屬熱脹冷縮的原理，將一定形狀的扣合件經加熱后扣人已在機件裂紋處加工好的形狀尺寸與扣合件相同的凹槽中，扣合件冷卻后收縮將裂紋箍緊，從而達到修復的目的。二、鑲補法鑲補法就是在零件磨損或斷裂外補以加強板或鑲裝套等，使其恢復功能。一般中小型零件斷裂后，可在其裂紋處鑲加補強板，用螺釘或鉚釘等將補強板與零件連接起來；對于脆性材料應在裂紋端頭鉆止裂孔。此法操作簡單，適用面廣。如圖5—7所示。機械修復法對齒類零件，尤其對精度不高的大中型齒輪，若出現一個或幾個輪齒損壞或斷裂，可先將壞齒切割掉，然后在原處用機加工或鉗工方法加工出燕尾槽并鑲配新的輪齒，端面用緊定螺釘或點焊固定，如圖5—8所示。若輪齒損壞較多，尤其是多聯齒輪齒部損壞或結構復雜的齒圈損壞時，可將損壞的齒圈退火車去，再配以新齒圈，聯接可用鍵或過盈配合。新齒圈可預先加工也可裝后再加工齒。對損壞的圓孔、圓錐孔，可采取擴孔鑲套的方法，即將損壞的孔鏜大后鑲入套，套與孔可采用過盈配合。所鏜孔的尺寸應保證套有足夠的剛度。套內徑可預先按配合要求加工好，也可鑲入孔后再加工至配合精度。對損壞的螺孔，也可采用此法修復,即將損壞的螺孔擴大后，鑲入螺塞，然后在螺塞上加工出螺孔(螺孔也可