振動(dòng)時(shí)效消除床身鑄件殘余應(yīng)力

振動(dòng)時(shí)效又稱振動(dòng)消除應(yīng)力法，它的實(shí)質(zhì)是以機(jī)械振動(dòng)的形式對(duì)工件施加附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加的總應(yīng)力達(dá)到或超過(guò)床身鑄件材料的屈服極限時(shí)，工件發(fā)生微觀或宏觀塑性變形，從而降低和均化工件內(nèi)的殘余應(yīng)力，并使其尺寸達(dá)到穩(wěn)定。

與傳統(tǒng)的熱時(shí)效相比，它具有以下特點(diǎn)：

1.投資少，不需要建造大型時(shí)效爐，節(jié)省占地面積。
2.生產(chǎn)周期短，只需數(shù)十分鐘。
3.無(wú)環(huán)境污染。
4.節(jié)約能源，降低成本。
5.振動(dòng)設(shè)備體積小、重量輕、使用簡(jiǎn)便。

振動(dòng)時(shí)效工藝

振動(dòng)時(shí)效的零件為本廠生產(chǎn)的CT6140A臥式車床床身鑄件，材質(zhì)為HT300，其外形尺寸為2865mm×656mm×435mm，重量835kg。床身在鑄造及粗加工后，由于殘余應(yīng)力的存在及其不穩(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，因此需粗加工后進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理消除殘余應(yīng)力。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備為濟(jì)南西格馬SSIN80B，電機(jī)調(diào)速范圍為1000r／min～10000r／min，偏心角為30°。

支撐及安裝將床身用橡膠墊做四點(diǎn)支撐，支撐位置盡可能選在振動(dòng)的節(jié)線處，以避免零件和支撐物在振動(dòng)時(shí)因相互撞擊而消耗能量和產(chǎn)生噪音。將激振器剛性地固定在床頭箱部位一邊，拾振器固定在遠(yuǎn)離激振器且振幅較大的床身靠端部的平面導(dǎo)軌上。

振型分析雖然掃頻得到三個(gè)共振頻率，但實(shí)際上由于振動(dòng)時(shí)不斷改變邊界條件，振動(dòng)時(shí)效的頻率并不是用這三個(gè)頻率。慢速掃頻到5129r／min找出共振峰， 使加速度達(dá)到最大，用點(diǎn)降使加速度下降，在前峰值的1/3～8/9處振動(dòng)時(shí)效。用手感法確定5129r／min處振型為彎曲加扭轉(zhuǎn)，用同樣方法確定6387r／min和7202r／m in處振型均為彎曲振動(dòng)。因床身導(dǎo)軌要求較高的平直度，故選用5129r／min為主振，有利于全面消除殘余應(yīng)力；選6387r／min和7202r／min為附振。振動(dòng)時(shí)間的確定振動(dòng)時(shí)間根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、重量確定，也可按零件振動(dòng)過(guò)程中塑性變形基本停止的時(shí)間來(lái)確定。
振動(dòng)時(shí)效效果檢驗(yàn)

參數(shù)曲線觀測(cè)法對(duì)比振前振后掃頻曲線，可見振后三個(gè)共振峰加速度值升高，轉(zhuǎn)速降低且振動(dòng)時(shí)效過(guò)程中，振幅——時(shí)間曲線上升后變平，表明振動(dòng)時(shí)效對(duì)消除床身鑄件殘余應(yīng)力有效果。精度穩(wěn)定性檢測(cè)法振動(dòng)時(shí)效處理后，對(duì)床身進(jìn)行機(jī)械加工，然后在靜置狀態(tài)下，采用水平儀測(cè)量床身鑄件精磨后及精磨后放置一個(gè)月時(shí)導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差。測(cè)量從導(dǎo)軌靠近床頭箱一端起。
將精磨后放置一個(gè)月時(shí)測(cè)得的直線度誤差值減去經(jīng)振動(dòng)時(shí)效處理并精磨后立即測(cè)得的直線度誤差值，其差值即為一個(gè)月時(shí)的導(dǎo)軌直線度變化量。從表中可看出床身鑄件經(jīng)振動(dòng)時(shí)效處理并精磨后放置一個(gè)月時(shí)的導(dǎo)軌直線度變化量最大為0.8格，即0.004mm（每格為0.005mm），變形量很小。說(shuō)明振動(dòng)時(shí)效較為成 功，能有效地穩(wěn)定鑄件精度，而且能在較短時(shí)間內(nèi)使零件尺寸達(dá)到穩(wěn)定。