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机加工应力振动时效消除应力工艺方案

2021-08-29 16:09 已有人浏览
加工应力消除工艺
 
一、机加工件存在应力问题;
机加工这是金属构件在加工中最易产生的残余应力。当施加外力时,物体的一部分出现塑性变形,卸载后,塑性变形部分限制了与其相邻部分变形的恢复,因而出现了残余应力。
这种由局部塑性变形引起的残余应力,在很多加工工艺中均会出现,如锻压、切削、冷拨、冷弯等等。这种残余应力往往是很大的。二、振动时效原理:
 
                    振动消除应力工作示意图
 
国内外使用振动处理方法消除金属构件内的残余应力,以代替热时效。这种新技术在国外被称做“Vibratory Stress Relief Method”(简称VSR)。由于这种方法可以降低或均化构件内的残余应力,因此可以提高构件的使用强度,可以减少变形,稳定精度,可以防止或减少由于热时效和机加工产生的微观裂纹的发生。特别是在节省能源、缩短周期上具有明显的效果,因此被许多国家大量使用。我们在该项技术的机理和应用研究上,近些年来都取得了较大的进展。
二、振动时效工艺的简单程序
振动处理技术又称做振动消除应力。它是将一个具有偏心重块的电机系统(称做激振器)安放在构件上,并将构件用橡皮垫等弹性物体支承,如图2.1所示。通过控制器起动电机并调节其转速,使构件处于共振状态。约经20~30分钟的振动处理即可达到调整残余应力的目的。
振动时效优于热时下的特点在于:
被处理工件的机械性能显著提高:经过振动处理的构件其残余应力,高拉应力区消除的比低应力区大。因此可以提高使用强度和疲劳寿命,降低应力腐蚀。可以防止或减少由于热处理、机加工等工艺过程造成的微观裂纹的发生。可以提高构件抗变形的能力,稳定构件的精度,提高机械质量。
使用简单效率高:由于设备简单易于搬动,因此可以在任何场地上进行现场处理。它不受构件大小和材料的限制,从几十公斤到几百吨的构件都可使用振动时效技术。特别是对一些大型构件无法使用热时效处理时,振动时效就具有更加突出的优越性。
减少污染节约能源能源和费用:振动时效只需30分钟即可进行下道工序。而热时效至少需一至二天以上,且需大量的煤油、电等能源。因此,相对于热时效来说,振动时效可节省能源95%以上,可节省费用95%以上,特别是可以节省建造大型焖火窑的巨大投资。
振动时效,它是在激振器的周期性外力(激振力 )的作用下,使被处理的工件产生共振,并通过这种共振方式将一定的振动能量传递到工件的所有部位,使工件内部发生微观的塑性变形—被歪曲的晶格逐渐恢复平衡状态。位错重新滑移并钉扎,从而使工件内部的残余应力得以消除和均化,最终防止工件在加工和使用过程中变形和开裂,保证工件尺寸精度的稳定。
三、机加工工件拟采用振动时效工艺
    对于不容易直接装卡的小型构件或刚度较强的构件,其共振频率会很高,一般采取降频措施,主要的降频措施包括:悬臂,串联和平台等方法 。
总结起来说设计振动台必须牢记以下原则:
1、首先要保证振动台的刚度应大于工件的刚度。
2、应使振动台和工件组成一体系的中性面接近工件和振动台的接触面。
3、振动台的大小应以工件的大小及批量来确定。
4、振动台上工件的布置应以工件获得最大能量为原则
根据机加工工件工件的的机加工工艺及流程拟采用:
1、针对机加工工件用平台时效工艺,把工件摆放在平台上,用压板固定住,平台4点橡胶垫支撑,激振器采用C型卡具工装方式固定,以平台振动带动工件振动达到去应力的效果。每次振动时效时间为30分钟(时间可调整)。振动时效设备推荐型号“VSR-80振动消除残余应力系统”,激振器采用1200W。
平台参数:长1500mm 宽 800mm  厚 30mm
根据工件尺寸在平台上打孔,攻丝每个工件用压板阀固定在平台上
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