振動時效消除機(jī)床鑄造應(yīng)力

你總是說有蚊子

數(shù)控機(jī)床床身在鑄造和機(jī)械加工等工藝過程中，由于受熱或受力不均勻，其內(nèi)部都會產(chǎn)生不同程度的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在，極大地影響了機(jī)床床身的尺寸穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度和機(jī)械加工性能等，嚴(yán)重影響著機(jī)床的裝配和正常使用。振動時效技術(shù)是繼熱時效和自然時效后的一項環(huán)保型新技術(shù)�；�本思想是通過對應(yīng)力工件施以循環(huán)載荷，使工件內(nèi)應(yīng)力釋放，從而使工件殘余應(yīng)力降低，達(dá)到時效之目的。

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　　本文針對大型數(shù)控機(jī)床床身的特點(diǎn)，進(jìn)行了大型數(shù)控機(jī)床床身振動時效機(jī)理、振動時效工藝和振動時效效果的研究，得到了大型數(shù)控機(jī)床床身振動時效工藝的工藝規(guī)范，提高了機(jī)床床身的尺寸穩(wěn)定性、剛度、強(qiáng)度和機(jī)械加工性能等。

　　1 數(shù)控機(jī)床床身振動時效機(jī)理

: n( b% T; d" M　　從材料的應(yīng)力應(yīng)變特性角度分析。工程上采用的材料都不是理想的彈性體，其內(nèi)部存在著不同類型的微觀缺陷，鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨，其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應(yīng)力集中。振動時效消除殘余應(yīng)力的必要條件是動應(yīng)力（激振力）和殘余應(yīng)力之和大于材料的屈服極限。
. x" M- W) d7 g在工件內(nèi)殘余應(yīng)力的高峰值處將產(chǎn)生局部屈服，引起微小塑性變形，使得工件內(nèi)部殘余應(yīng)力高峰值降低和殘余應(yīng)力重新均勻分布，使工件內(nèi)原來不穩(wěn)定的殘余應(yīng)力得到松弛和勻化；同 時，由于包辛格效應(yīng)，經(jīng)過一段時間循環(huán)后，工件的屈服極限上升，直到與所受應(yīng)力相等，工件內(nèi)部不再產(chǎn)生新的塑性變形，工件的彈性性能得到強(qiáng)化，金屬基體達(dá)到強(qiáng)化，增強(qiáng)了抗變形能力，提高了工件尺寸精度穩(wěn)定性。
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2 i/ C: Z* N5 O2 v$ r/ z　　機(jī)床床身的應(yīng)力集中區(qū)，絕大部分是在工件的微觀缺陷區(qū)，如位錯、空位、夾雜等，引起金屬內(nèi)缺陷區(qū)大量位錯移動。位錯滑移一開始就相當(dāng)于晶體開始屈服，工件的自變形就是位錯滑移的結(jié)果。如果有某種方式使易動位錯先滑移，余下位錯不易滑移，其最終結(jié)果就可減少構(gòu)件的自變形使尺寸穩(wěn)定。位錯運(yùn)動一方面產(chǎn)生位錯增殖及亞結(jié)構(gòu)的變化；另一方面使晶體產(chǎn)生微觀塑性變形。位錯增殖及亞結(jié)構(gòu)的變化將使金屬發(fā)生強(qiáng)烈的加工硬化，即繼續(xù)塑性變形的抗力增大，強(qiáng)度大大提高，從而提高工件抗變形能力和尺寸穩(wěn)定性。而金屬晶體的微觀塑性變形將使高殘余應(yīng)力得以釋放，消除或降低應(yīng)力集中，達(dá)到均化應(yīng)力的目的。
' D6 V- a6 M. K8 |+ z　　從以上分析可知：當(dāng)工件受到動應(yīng)力的作用時，在其內(nèi)部激起局部應(yīng)變，應(yīng)力集中越大的區(qū)域產(chǎn)生的應(yīng)變也越大，結(jié)果耗掉了應(yīng)力峰值，使應(yīng)力均化并降低。
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　　2數(shù)控機(jī)床床身振動時效工藝
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: j0 g2 @3 r! x7 r4 @　　振動時效的大型數(shù)控機(jī)床床身特點(diǎn)如下：
  r6 |8 A6 P. N8 y2 w' M' u（1）其機(jī)床床身的結(jié)構(gòu)較長；
5 Z# T1 i3 f8 U& S$ H# L4 y（2）機(jī)床床身內(nèi)部的加強(qiáng)筋較多；
（3）機(jī)床床身在鑄造過程中，導(dǎo)軌面朝下，澆注口和冒口在兩端；
+ D! \3 {9 l( G) }* d# R- L0 a（4）由于機(jī)床床身鑄造后變形量較大，則鑄造時給粗加工留有較大的加工余量。數(shù)控機(jī)床的床身為鑄件，由于機(jī)床床身在鑄造及粗加工后，存在有殘余應(yīng)力，且殘余應(yīng)力不穩(wěn)定性，造成應(yīng)力松弛和應(yīng)力的再分布，使工件產(chǎn)生變形，影響機(jī)床精度，因此需要在粗加工后進(jìn)行振動時效處理消除殘余應(yīng)力。
" t+ c) d, ?/ |振動時效是基于諧波共振原理。在振動時效過程中工件處在外部激振器激振力的持續(xù)作用下，零件處于“受迫振動”時的一個特殊狀態(tài)，即在激振器所產(chǎn)生的周期性外力的作用下使零件產(chǎn)生共振，從而使工件的殘余應(yīng)力得到部分消除和均布，從而達(dá)到時效的目的。

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HK振動時效消除機(jī)床導(dǎo)軌應(yīng)力

振動時效工藝方案的確定包括以下6個方面的內(nèi)容： （1）支撐點(diǎn)的選擇； （2）激振點(diǎn)的選擇； （3）傳感器安放位置； （4）主振頻率的確定； （5）激振力的大��； （6）振動時間的確定。
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7 S* F$ \- _: n　　2.1支撐點(diǎn)的選擇
　　機(jī)床床身的支撐選用4個橡膠墊作支撐，支撐點(diǎn)選擇在機(jī)床床身振動的節(jié)線處。選擇節(jié)線處作支撐點(diǎn)，以避免零件和支撐物在振動時因相互撞擊而消耗能量和產(chǎn)生噪音，同時可以減小能量，獲得較大的振幅。其方法是在振動時，在機(jī)床床身的導(dǎo)軌面上拋撒砂子，砂子聚集處位置為節(jié)線位置，將位置作為支撐點(diǎn)。

) M4 ?: Z2 v' m+ v% n6 k　　2.2 激振點(diǎn)和傳感器位置選擇
- A1 K2 N- t! ]　　當(dāng)對工件進(jìn)行振動時，其振動值最大處稱為波峰。激振器夾持在工件波峰處，這樣激振器即可以最小能量激發(fā)工件產(chǎn)生較大振動。傳感器放置在另一波峰處有利于振動信號的拾取，因為傳感器所拾取的信號一般需經(jīng)放大器放大后才能進(jìn)行后續(xù)處理。圖1所示是將激振器剛性地固定在床頭箱部位一邊的波峰處，傳感器固定在遠(yuǎn)離激振器且振幅較大的床身靠端部的平面導(dǎo)軌上

　　2.3 主振頻率的確定
　　激振頻率的選擇與工件本身的形狀、重量、材質(zhì)和剛性等因素有關(guān)。機(jī)床床身的固有頻率用振動時效設(shè)備的掃頻功能來確定。在掃頻的過程中，工件有時候會出現(xiàn)幾個共振峰。在一般情況下，時效處理應(yīng)選擇在一階亞共振區(qū)進(jìn)行，亞共振區(qū)是指一階共振峰的前沿，即最大加速度值的1/3～2/3處，這一點(diǎn)的頻率就是振動主頻率，這樣不會對工件造成疲勞損傷，相反還會提高工件的疲勞壽命。
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1 ]* a% A, f9 J　　2.4激振力的確定
" S% n) Y* F5 _7 w7 S　　激振力的大小通過調(diào)節(jié)偏心距e獲得，所以振動時效是簡諧激勵下的受迫振動。機(jī)床床身內(nèi)部動應(yīng)力的大小除與激振力的大小有關(guān)外，還與振型、頻率等有關(guān)，即與機(jī)床床身的剛度和振動時的支撐狀態(tài)有關(guān)，也就是說當(dāng)激振頻率和振型為機(jī)床床身的某價固有頻率和振型時，才可以發(fā)生共振，獲得較大振幅，相應(yīng)的動應(yīng)力也較大，降低殘余應(yīng)力的效果也較好。根據(jù)振動時效機(jī)理，確定激振力大小的原則是激振器產(chǎn)生的動應(yīng)力的幅值與殘余應(yīng)力之和應(yīng)稍大于機(jī)床床身的屈服強(qiáng)度，而動應(yīng)力的值應(yīng)小于疲勞極限。
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% E( O( z8 P2 {6 K; I7 a- E　　3 結(jié)束語
　　利用振動時效消除機(jī)床床身鑄件殘余應(yīng)力長期實踐表明，振動時效能有效地消除和均化機(jī)床床身的殘余應(yīng)力，并取得明顯的效果；振動時效工藝大大縮短了機(jī)床床身的制造時間，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，解決了制造過程的變形問題，提高了機(jī)械制造質(zhì)量。
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你總是說有蚊子

3 j$ ~/ {8 k9 |5 r振動時效消除應(yīng)力有廣泛的應(yīng)用 但一定按照廠家指導(dǎo)和說明書操作 否則將達(dá)不到效果

游風(fēng)曳雨

時效處理是一種去應(yīng)力處理,分自然時效和人工時效兩種：
自然時效是將工件放在室外等自然條件下.使工件內(nèi)部應(yīng)力自然釋放從而使殘余應(yīng)力消除或減少。
) L* q# o2 E! i: N. B人工時效是人為的方法，一般是加熱或是冰冷處理消除或減小淬火后工件內(nèi)的微觀應(yīng)力、機(jī)械加工殘余應(yīng)力，防止變形及開裂。穩(wěn)定組織以穩(wěn)定零件形狀及尺寸。
& }; a: @0 v+ m: g人工時效比自然時效節(jié)省時間，殘余應(yīng)力去除較為徹底，但相比自然時效應(yīng)力釋放不徹底。
好的機(jī)床還是自然時效

眸上有傷痕

自然時效是好，就是時間周期太長了。現(xiàn)在都追求的是效率，采用自然時效的是很少了啊

eddyjay

自然時效是里面效果最好的

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振動首時效在機(jī)床生產(chǎn)中也使用的很多了 特別是頻譜諧波的振動時效技術(shù) 是經(jīng)過很多使用者試驗過的 頻譜諧波

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http://yingli.huawin.com/vsrgy/164.html 了解一下

復(fù)活節(jié)的微笑

學(xué)習(xí)~

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機(jī)床消除鑄造應(yīng)力仍然是不可缺少的一個環(huán)節(jié)