振動(dòng)時(shí)效處理機(jī) 振動(dòng)時(shí)效裝置

*章 振動(dòng)時(shí)效背景 郭

一、振動(dòng)時(shí)效技術(shù)應(yīng)用

振動(dòng)時(shí)效技術(shù)，國(guó)外稱(chēng)之為“Vibrating Stress Relief”簡(jiǎn)稱(chēng)“VSR”,旨在 通過(guò)專(zhuān)業(yè)的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，使被處理的工件產(chǎn)生共振，并通過(guò)這種共振方式將一定的振動(dòng)能量傳遞到工件的所有部位，使工件內(nèi)部發(fā)生微觀的塑性變形――被歪曲的晶格逐漸 回復(fù)平衡狀態(tài)。位錯(cuò)重新滑移并釘扎，從而使工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得以消除和均化，zui終防止工件在加工和使用過(guò)程中變形和開(kāi)裂，保證工件尺寸精度的穩(wěn)定性。

振動(dòng)時(shí)效處理機(jī) 振動(dòng)時(shí)效裝置

二、振動(dòng)時(shí)效的特點(diǎn)

1.時(shí)效效果好

2.靈活性強(qiáng)

3.*解決了熱時(shí)效爐窯的環(huán)境污染問(wèn)題

4.投資少

5.節(jié)能顯著

6.效率高

7.特別時(shí)候不宜高溫時(shí)效的材料和零件的消除應(yīng)力處理

表一 振動(dòng)時(shí)效與熱時(shí)效特點(diǎn)比較

三、振動(dòng)時(shí)效的由來(lái)及現(xiàn)狀

1.由來(lái)及國(guó)外的應(yīng)用情況

在工件的鑄造、焊接、鍛造、機(jī)械加工、熱處理、校直等制造過(guò)程中在工件的內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的存在 必然會(huì)導(dǎo)致一些不良的后果出現(xiàn)。

如：降低工件的實(shí)際承載能力而生裂紋；

易發(fā)生變形而影響工件的尺寸精度；

加速應(yīng)力腐蝕；

降低工件的疲勞壽命等。

消除應(yīng)力有：自然時(shí)效、熱時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效、靜態(tài)過(guò)載時(shí)效、爆炸時(shí)效、循環(huán)加載時(shí)效等，雖然都有有缺點(diǎn)，但都在一定程度上達(dá)到消除和均化的目的。

振動(dòng)時(shí)效源自于敲擊時(shí)效，在焊接中，施焊一段時(shí)間后立即用小錘對(duì)焊縫及周邊進(jìn)行敲擊以防止裂紋產(chǎn)生，其原因就是隨時(shí)將焊接應(yīng)力消除一些，以免zui終產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。

敲擊法能量有限，后來(lái)發(fā)現(xiàn)使工件產(chǎn)生共振時(shí)，可給工件出入zui大的振動(dòng)能力，從而于1915年在美國(guó)產(chǎn)生世界上*臺(tái)關(guān)于振動(dòng)消除殘余應(yīng)力的。直到五十年代后期，電動(dòng)機(jī)制造水平的提高，輕巧的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備陸續(xù)在美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、蘇聯(lián)等國(guó)家出現(xiàn)，并不斷地被應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)中，大量的實(shí)際應(yīng)用證明這種方法比熱時(shí)效更能提高工件的尺寸穩(wěn)定性。

2.國(guó)內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)發(fā)展較晚，首先由孫照清總工程師等老一輩技術(shù)專(zhuān)家于74年出國(guó)考察，把技術(shù)帶回國(guó)內(nèi)，并開(kāi)始在機(jī)械部、并在“六五”期間在機(jī)械部提出攻關(guān)課題―――提高機(jī)床鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的大課題里面確定“振動(dòng)時(shí)效可行性研究”。八五年機(jī)械部特批二萬(wàn)五千美金與美國(guó)馬丁公司合作，引進(jìn)當(dāng)時(shí)VSR--790型振動(dòng)時(shí)效設(shè)備及相關(guān)技術(shù)。特別是九一年JB/T5926-91《振動(dòng)時(shí)效工藝參數(shù)選擇及技術(shù)時(shí)效設(shè)備要求》標(biāo)準(zhǔn)的誕生，使該技術(shù)得以較快的推廣和發(fā)展。

第二章關(guān)于殘余應(yīng)力

一、殘余應(yīng)力的分類(lèi)

1.力相互作用或平衡范圍分類(lèi)

2.金屬學(xué)分類(lèi)

3.應(yīng)力產(chǎn)生的工藝過(guò)程分類(lèi)：

4.按引起殘余應(yīng)力的工藝機(jī)構(gòu)分類(lèi)

5.按物理學(xué)分類(lèi)

6.按應(yīng)力存在時(shí)間的長(zhǎng)短分類(lèi)

二、殘余應(yīng)力的機(jī)理

1.由于機(jī)械加工產(chǎn)生不均勻的塑性變形引起的殘余應(yīng)力。

2.由于溫度不均勻造成的局部熱塑性變形或相變作用引起的不均勻塑性變形而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

3.由于公差產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

4.還有由于化學(xué)變化等多種原因都可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

三、殘余應(yīng)力對(duì)金屬構(gòu)件的影響

1.對(duì)金屬材料屈服極限的影響

2.殘余應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響

3.殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件變形的影響

4.殘余應(yīng)力對(duì)金屬脆性破壞的影響

第三章消除殘余應(yīng)力的方法

一、自然時(shí)效

自時(shí)效是通過(guò)把零件暴露于室外，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間，使其尺寸精度達(dá)到穩(wěn)定的一種方法。這種時(shí)效方法早已被普遍采用。大量的試驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，自然時(shí)效具有穩(wěn)定鑄件尺寸精度的良好效果。

二、熱時(shí)效

1.用的工藝方法就是進(jìn)行消除應(yīng)力的退火，這種方法的特點(diǎn)就是能夠大幅度的降低構(gòu)件的殘余應(yīng)力，尺寸精度穩(wěn)定。

構(gòu)件加熱到400－700°C時(shí)，技術(shù)構(gòu)件即具有相當(dāng)?shù)膯涡校瑫r(shí)具有明顯的塑性，這個(gè)溫度范圍稱(chēng)為彈性轉(zhuǎn)變溫度。

2.影響熱時(shí)效效果的因素

a.熱時(shí)效中，退火溫度是影響消除殘余應(yīng)力效果的zui重要因素。

b.熱時(shí)效保溫時(shí)間

c.熱時(shí)效升溫速度

d.熱時(shí)效降溫速度

e.熱時(shí)效爐的溫差

f.工件在爐中的放置與支撐

超過(guò)材料的屈服極限引起塑性變形，從而使原始?xì)堄鄳?yīng)力很快松弛并穩(wěn)定化。

7.符合環(huán)保要求

8.操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化。

9.可避免金屬零件在熱時(shí)效過(guò)程中產(chǎn)生的翹曲變形、氧化、脫碳及硬度降低等缺陷。