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振动时效工作原理
时间:2014-9-12    发布:振动时效

 

一、认识振动时效(振动时效的机理)

  振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力,当动应力与工件本身的残余应力叠加后,达到或超过材料的微观屈服极限时,工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形,同时降低并均化工件内部的残余应力,最终达到防止工件变形与开裂,稳定工件尺寸与几何精度的目的。

二、振动时效机使用过程中的常见问题(客户反映时效效果差)

  由于部分用户对振动时效的机理不甚了解,盲目使用一些简易的(所谓全自动振动时效)振动时效设备对产品进行时效。这种完全不针对工件个性、仅按照振动时效设备生产者预置的参数,对各种工件均采用一种或几种工艺参数进行时效的方法,会导致被时效工件出现下列几种情况:

  1、 假时效:工件未发生共振或振幅很小或者虽然振幅较大,但工件整体做刚体振动或摆动,全自动振动时效设备也能按照预置的程序打印或输出各种时效参数、曲线,误导操作者和工艺员判断,这样工件根本没有达到时效的效果;

  2、 误时效:工件虽然产生共振,但是发生的振型与工件所需要的振型不一致,动应力没有加到工件需去应力的部位,这样不能使工件达到预期的时效目的,影响时效的效果;

  3、 过时效:由于不针对工件个性采用合理的时效参数,完全照盲目预置的参数,对工件进行时效,可能会因为共振过于强烈或振幅过大,导致工件内部的缺陷(裂纹、夹渣、气孔、缩松等)继续扩大、撕裂,甚至报废的严重后果。

三、振动时效的工艺分析

   由上述的振动时效工艺的现状可以看出:用盲目的全自动振动时效工艺对工件时效处理是伪科学的,这不仅不能使工件达到时效目的,还会因此出现严重的后果,造成工件开裂,甚至机毁人亡。

  那么,什么样的振动时效工艺才是科学的呢?

   首先,应在时效前分析工件的残余应力分布情况,形位精度要求,以及今后的工作载荷和可能失效的原因等,制订合理的振动时效工艺,确定时效路线及重点时效部位。

1、 形位精度分析:

  根据工件直线度、圆柱度、平面度、同轴度、对称度等,应采取不同的激振力,选用不同的振型。

2、 共振频率分析:

  根据工件强度、刚性、批量选择不同支撑方式或采用振动平台进行处理。

3、 振型分析:

  不同的频率对应不同的振型,不同的振型对应不同动应力场。

4、 工作载荷:

针对工件今后的工作变形状况,应重点消除工况状态工件载荷较大部位的残余应力,选用与之相对应的振型进行时效处理。

5、 工况失效分析:

根据今后可能出现的问题,应选用不同的激振力不同的时间进行时效处理。 其次,应根据被时效的工件,科学地选择振动时效设备。不应该选择一些简易的、所谓全自动振动时效设备;而应该深入了解振动时效机理后,通过比较选择这样的振动时效设备:

㈠ 运行稳定、转速闭环控制、定速可靠、在线打印、性价比高:

㈡ 强弱电隔离、自我保护功能强、故障率低、易于维修:

㈢ 操作方便、能够人机对话,并能通过面板输入口令设置设备运行参数, 而不需要改变硬件设置:

㈣ 不论使用何种操作模式(手动、半自动、全自动、编程)均能实现多峰值自动识别、多振型时效,并能实现局部扫描、局部打印;并且能针对工件的个性,采用超级手动(可根据操作者的经验及意愿直接快速完成振前扫描、打印、识别、时效、振后扫描)完成有用峰的振动时效,避免处理无用峰;而且还能够通过超级手动找出大量工艺参数,作科学的分析,找出相同零件的共性,迅速、方便地在面板上编制程序并储存,以便今后随时调用对工件科学全自动的时效处理;

㈤ 能遥控操作:对大型零件,能使操作者一边触摸观察工件的情况,一边远距离操控设备,调整运行参数,完成时效的全过程;同时还能让操作者远离噪声,保护操作者。