随着社会和科学技术的高速发展，高新产业的不断进步，快速的发展也给我们带来了不少的负面影响。产品不停的更新换代，废旧产品不断的被淘汰，大量的原材料和能源被消耗，大量的废弃物被排放，这样会对人类赖以生存的环境造严重的破坏。再制造技术是利用各种修复技术将废旧产品的性能恢复到全新产品的性能，甚至超越全新产品性能。机床再制造技术是对废旧机床的循环利用，使废旧机床重新焕发活力，延长机床的生命周期，降低了资源的消耗，节约了生产成本，体现了低炭环保的绿色制造主题。
机床的再制造技术着重于对废旧机床的再循环利用，利用先进的加工理念和技术，对机床的性能和加工精度进行恢复，甚至超越原有机床，从而延长机床的使用寿命。机床的再制造不同于传统的维修，更不同于再循环，而是放眼于机床的整个生命周期来提升机床的综合加工性能的技术研究。
本文以GCMT2500大型数控机床为研究对象，机床是由我校老师历经多年研制而成。首先评估机床整体的可再制造性，提出了再制造机床零部件的评估流程，对机床主轴进行了再制造评估设计，为机床零部件的再制造奠定了基础，分析了目前国内外机床再制造的情形，结合现有废旧机床的状况，然后制定了再制造的设计方案，拆卸方案和清洗方案；其次从机械和电气两部分对机床进行再制造，对于机床机械部分，着重分析了机床主轴的再制造工艺，对其剩余寿命进行评估，采用激光熔覆技术结合机器人辅助系统对机床主轴进行修复，采用电弧喷涂对动力头摆杆进行修复，并检验修复层性能，
为保证日后更换对机床导轨进行了选型设计；最后从静态精度与动态精度两方面分析再制造机床精度，提供了对再制造机床精度检验的方法和结果的鉴定，结合实际的情况对再制造技术未来的发展提出了意见。
站在环境角度，目前我国各种企业拥有的机床数量庞大，废旧机床的比例占据了不少，废旧机床的数量也会越来越多，据悉在这些如此庞大数量的机床中，接近90%的机床属于普通的切削机床，其中属于国际和国内先进水平的机床设备，只有10%左右。在未来的五到十年内，我国将面临机床淘汰和报废的高峰，如果可以将这些数量庞大的废旧机床利用好，将会为我国带来不少的经济效益，对废旧资源的充分利用可以做到低碳节能降排，减少对环境的污染。
目前美国再制造产业规模最为庞大，在美国小到家用蓄电池和打印机，大到精密的数控设备，再制造产业无处不在，而美国的汽车行业和机械工程行业占据了再制造产业的一半以上，再制造产业在美国的军工产业也得到了高度的重视。之前美国就为本国的再制造工业制定了伟大的目标：到2020年，美国的再制造产业基本实现“零浪费”的目标，并且确保再制造产品的质量与服务，面对日益严峻的资源与环境问题，各个国家都在想尽办法来制定可持续发展的战略目标。早在1998年，德国通过再制造技术生产的机床每年的销售收入就超过了20亿欧元，同时再制造机床产业在整个德国的机床产业占有较大的比重。随着德国国家本身以及各级政府对机床再制造产业重视度的不断提高，德国的吉特迈集团股份公司，是欧洲机床制造的龙头企业之一并且专门提供机床的翻新服务，最近的几年里在机床再制造产业的开展与研究取得非常好的成绩，也带来了非常可观的收益，把机床的再制造产业作为整个机床产业一个长期而稳定的发展大方向。
我国的表面工程和再制造工程专家徐滨士院士于1999年6月在西安召开的“先进制造技术”国际会议上首次提出了“再制造”的概念；再制造工程已经被我国政府和有关的部门纳入规划，2000年被国家自然科学基金委机械学科列为“十五”优先发展领域，标志着再制造技术已经得到了国家的认可与重视；在2004年9月下旬，我国召开全国循环经济会议，徐滨士院士出席了会议，做了“发展再制造工程，促进构建循环经济”的专题报告，引起了国内专业人士和外国知名学者的高度重视；2009年1月实施的《循环经济促进法》将再制造加入到法制化轨道；2010年5月，国家发展和改革委员会等11部门联合发文宣布，我国将大力发展发电机、汽车发动机、变速箱等零部件的再制造；与此同时，工程机械领域的再制造、机床的再制造等都被视为重点推动对象。
经过拆卸、清洗、检验、修理和再装配一系列过程使废旧产品达到或接近新产品的性能和指标，这就是再制造的过程。再制造是一个物理过程，同时再制造也具有化学过程的特征，比如废旧的设备经过机械加工，一番修复改造后，最后装成的仍然是一台设备，而并不是其他不一样的产品；然而旧的机床设备经过再制造后仍是机床设备，但是经过激光与焊接等工艺的加工，它的原材料或零部件已经和原来的设备发生了改变，不能简单用“二手货”来形容再制造产品，再制造产品而是一种全新的产品，再制造技术是一门新兴的制造技术。再制造经过一系列过程，使得再制造产品恢复到或者接近于新产品的性能指标，对于机床的再制造来说，机床再制造技术是将磨损、自身老化和人为等诸多因素造成的原有机床报废或者是不能使用的机床设备为毛坯，利用各种先进的技术手段以及加工方法来制造出新的机床设备。
（1）表面贴涂修补技术
表面贴涂修补技术在机床的再制造中应用广泛，尤其对于机床损伤面积较大，损伤程度较严重的部位。其中一种为贴塑，聚四氟乙烯软带最为常见，其摩擦副的形式为铸铁——塑料摩擦副，主要的基体为聚四氟乙烯，加入石墨、铜粉和二硫化钼混合均匀，最后将其烧结为软带的状态，将这种软带称为聚四氟乙烯导轨软带。另一种采用高强度纳米粘结剂修复机床导轨局部深划伤，是将纳米颗粒，如氧化硅、氧化铝等预处理后复合到胶粘剂中，形成以纳米颗粒作为硬质点支撑，这种互穿网络结构以抑制胶体流动，达到提高粘接效果目的。填补机床导轨上的划伤深槽、压坑等缺陷效果显著，优点为修补速度快、粘结牢固、耐磨性高，无热影响区和外部热源，还可以进行机械加工，机床床面大面积拉伤深度较大时，采用高强度纳米粘接剂修复，达到省时、省力、省材的效果。
（2）电刷镀技术
电刷镀技术是借助电化学的方法，阳极是浸满镀液的镀笔，使金属离子在负极也就是工件的表面上沉积，最后形成金属覆盖层的工艺过程。镀笔为不溶性阳极，镀液采用有机络合物的金属盐水溶液，刷镀的时候，镀笔与工件表面接触并要不同的移动，镀笔的移动可以提高电流密度并有利于气体的排出，最终得到镀层的耐磨性可以超越原有材料的表面硬度。它的特点是设备轻便灵活，镀层的种类多，结合强度高污染少，安全可靠适用较为范围广。
使用镀液的配合比例不同，最终得到的镀层性能也会各有不同，尤其，在近年来快速发展的纳米电刷镀技术，其综合性能更好得到了广泛的应用。由普通刷镀液配合不溶性纳米颗粒混合制成，要求溶液无毒无害、不腐蚀、不燃烧，成本低廉具有较好的理化性，且纳米颗粒在其中不沉淀聚团；要求纳米粒子易于清洗、化学稳定性好纯度高、粒子大小30nm—80nm为宜，如n-Al2O3/Ni和n-SiO2/Ni常作为纳米粒子。
（3）热喷涂技术
热喷涂技术是一种表面强化技术，热喷涂技术是以某种热源，在一定的喷涂距离内将材料加热、加速成熔融状态的高速熔滴，当碰撞到工件表面时，粒子发生扁平化和快速冷却而构成沉积层，可形成具有防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化等多种特性的如层表面。零部件表面的刮、擦、磕碰等造成的损伤，可以使用热喷涂技术，而且还能选择不同的喷涂材料，得以改善和提高零件的耐磨，还有耐腐蚀性能。
目前电弧喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂，这三种方法为常用的热喷涂方法，其中电弧喷涂的涂层结合强度高，生产效率高，安全性好是近年迅速发展并广受关注的热喷涂技术。火焰喷涂的装置简单，操作方便，效率高耗能少，但是结合强度较差。等离子喷涂的工艺稳定，涂层质量高，喷涂材料取材广，对零件的保护性好，但造价昂贵。电弧喷涂是将导电嘴分别接在喷涂电源两段，将喷涂材料放置在两个导电嘴之间，由于短路产生电弧，高压气流将电弧融化后的金属雾化，加速喷到工件上电弧喷涂技术工艺包括：表面清洗、表面预加工与粗化处理，还要对工艺参数进行规定，目的是为了保证清洁度与增大喷涂层与工件的结合强度，预加工的深度一般至零部件最大磨损以下的0.1mm—0.2mm，而粗化一般采用的方式为喷砂，喷砂压力0.5—0.7Mpa，当工件表面比较薄弱，易变性可采用细砂，压力为0.3—0.4Mpa；电压一定时，喷涂电流越大涂层氧化严重，降低了涂层结合度，电流一定时，电弧电压越高粒子氧化严重，易造成电弧熄灭，不同喷涂材料制定了工艺规范和用途，像电弧喷涂技术对磨损的齿轮泵侧板，船舶甲板防腐，取得了很好的使用效果。
（4）激光熔覆技术
激光融覆技术热源为高能激光，是指以不同的填料方式，在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，熔化掉激光束同步输送的合金材料，在零件表面形成与冶金结合的融覆层从而改善表面的质量，常用于复杂零部件的表面上制备耐热合金层。
赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳的性能，基体材料在激光加工过程中仅表面微熔，修复零部件变形小，熔覆层可克服气孔、裂纹等缺陷，激光熔覆的工艺包括激光工艺参数和熔覆材料的供给方式，工艺参数包括激光输出功率、光板尺寸与扫描速度，供给方式分为预置法和同步法，熔覆层的性能主要取决于熔覆材料的性能，熔覆材料按照添加时存在的状态可分为粉末材料、膏状材料、丝状材料和棒状材料等，粉末材料通常配合同步送粉法使用，是应用最广泛的熔覆材料，目前连续激光同步送分法熔覆质地均匀，效率高易实现自动化，激光熔覆在大型电机转子和大型轧辊等大型设备的修复效果明显。
再制造有着一下四个特点：
（1）机床再制造延长其生命周期，在传统机床的使用中，实际上是一种串联设计，从使用初期开始到生命周期的结束为止；而再制造机床实际上是一种并联设计，可以将生命周期结束的机床重新回收再利用，是废旧机床重新焕发活力；
（2）机床的再制造技术是一种全新的制造理念与模式，与传统的机床返修有着很大区别，像加工技术、信息技术、数控技术以及绿色制造技术等一系列现代化技术均运用到了再制造技术当中；
（3）机床的再制造技术属于高新技术，是一项绿色循环制造产业，减少了对环境的污染，节约了资金和能源；
（4）机床再制造是将废旧机床作为毛坯，而不像传统机床制造采用的毛坯是原材料；机床再制造技术是时代发展的必需品，是一项新兴的技术产业，机床的再制造技术运用全新的技术和工艺，与传统机床制造有着本质上的区别。
误差分析
（1）几何误差
对于机床来言，由于机床零部件的制造、装配等带来的导致精度不足问题，这一类属于机床几何误差，几何误差是导致机床精度问题的最主要原因之一。大多数的情况下，机床本体的制造精度影响着机床的几何精度，并且机床几何误差对机床加工产品的精度影响是极大的。理想情况下机床的每一个移动副和旋转副都只有一个自由度，但在实际的加工过程中，每一个运动副都会有存在六个自由度。
（2）热误差
在机床加工过程中，热量的产生是一定会有的，会来源于机床的内部各个零部件，如主轴运转、电机工作、导轨摩擦等，也会来源于机床的外部，如加工环境、人体体温、辐射等，这些外部的热源会传递给机床内部的零部件，从而会导致机床的热变形，最终产生热误差。
（3）伺服控制系统误差
该机床采用的为全闭环进给系统，在全闭环系统中很少会出现反向间隙误差与滚珠丝杠螺距误差，但是在作全闭环反馈的时候，需要消耗一定的时间，其中有可能会出现信号跟踪，使此影响反映到整体机床的精度上。
（4）切削力误差
由于作用力与反作用力的原因，整个机床的进给系统不是完全刚性，机床的加工的时候会产生切削力，这个切削力会反馈到刀具、工件以及机床床身，如此机床的各个零部件就会发生位置上的偏移，位置会与理论的加工位置不符合，就会导致误差的产生。切削力误差会随着机床工作的载荷不同而改变，虽然变形量比较小，但是对精密机床的影响就会比较大。
（5）其他误差
除了以上普遍存在的误差，还有振动误差、夹具刀具误差、人为误差等诸多因素会导致机床精度。
结论
机床再制造对废旧零部件的拆卸与清洗，保留可以再利用的零部件，采用先进的再制造技术对零部件进行再制造修复，淘汰不能再利用的零部件，更换全新的零部件，从而提升机床的整体性能，是对原有机床零部件再利用的过程。利用再制造技术制造出来的机床是全新的机床，再制造的过程中也利用到了废旧机床的零部件，这样不但降低了生产成本，而且还节约了资源，减少了能耗，对资源的循环利用和对环境的保护都有着重大的意义，同时也充分地体现了绿色制造的现代化制造的主题，在倡导循环经济的未来一定会大有作为。文本以GCMT2500复合式大型数控机床为研究对象，对此进行了再制造技术的研究，文本介绍了目前国内外机床再制造技术的状况，结合现有机床给出了再制造的评估体系，再制造方案的设计和实施，机床机械与电气部分的再制造，再制造后机床主轴和导轨的精度这些方面进行论述，再制造方案具有可行性，带来较好的经济效益本文的主要研究内容和成果有：
（1）研究了机床整体符合再制造标准，提出了本论文所研究机床零部件的可再制造性评估流程，可以在再制造之前对机床零部件的可再制造性进行评测；
（2）提出了机床再制造流程，设计了机床的再制造方案、拆卸方案以及零部件的清洗工艺；
（3）对机床的机械和电气部分的再制造，机械部分介绍机床主轴和摆杆再制造方案，检验其修复层性能，对机床滚动导轨进行了选型设计，电气部分进行重新更换；
（4）分析机床误差产生的原因以及防止的措施，从机床的静态精度与动态精度着手，研究了机床主轴和导轨的精度检验的方法；
（5）通过对机床再制造方案的设计、关键技术分析、实施、再制造后经济性、资源性和技术性的综合评估，达到了机床再制造的预期目的，同时降低成本，带来了一定的经济效益。
本论文对大型数控机床再制造技术的研究有着一定的研究成果，但是也存在着许多的不足之处，在再制造的过程中，不同的机床零部件有着不同的形状，由不同的材质组成，使用的情况以及要求，修复的方法都是不同的，存在着许多不定性的因素，
很难做到对再制造进行定量的分析。我国目前的再制造水平与发达国家还有着一定的差距，处于初始阶段，一些先进的再制造技术尚不成熟，再制造的理念不够缺乏监控与管理，还有人们对再制造技术的认知度低，希望今后还需要进一步的做好以下的研究：
（1）对现有的再制造修复技术进行深入的研究，同时自主研发再制造表面的修复技术，提升再制造整体水平；
（2）加强对再制造过程的监控与管理，注重资料的收集与整理，做好定量的分析；
（3）提升人们对再制造技术的重视，大力发展再制造工程，促进再制造产业与技术的发展，将再制造的技术运用的加工制造业的每一个角落。
