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    從機床振動時效處理看振動時效技術
    發布時間: 2020-05-25 10:41:15    瀏覽次數:56次   作者:振動時效設備

    大型數控機床床身在鑄造和機械加工等工藝過程中,由于受熱或受力不均勻,其內部都會產生不同程度的殘余應力。殘余應力的存在,極大地影響了機床床身的尺寸穩定性、剛度、強度和機械加工性能等,嚴重影響著機床的裝配和正常使用。

    什么叫殘余應力?

    物體受外部作用(主要是力和溫度)等引起的變形(或者有變形的趨勢),其內部各部分之間因相對位置改變而引起的相互作用力,稱為內力,單位面積上的內力稱應力。外力撤銷后,存在于物體內部的應力,稱為殘余應力。

    殘余應力是工藝過程的結果,主要有鑄造應力、焊接應力、加工應力和熱應力等。物體內部應力積累達到一定程度或局部應力急劇增大的現象,叫應力集中,應力集中是物體產生疲勞破壞的主要原因。

    金屬構件在鍛壓、切削、鑄造、焊接等加工過程中,由于受力或受熱不均勻,內部產生不均勻的塑性形變,加工完后,都存在殘余應力。殘余應力是金屬構件開裂或變形的重要原因,極大地影響金屬構件的疲勞強度和尺寸精度的穩定性。

    機床為什么要釋放殘余應力?

    工程上采用的材料都不是理想的彈性體,其內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力集中。

    機床床身在鑄造及粗加工后,存在有殘余應力,且殘余應力不穩定性,造成應力松弛和應力的再分布,使工件產生變形影響機床精度,因此需要在粗加工后進行殘余應力的消除。

    機床床身振動現場

    消除殘余應力的幾種辦法對比

    隨著技術的進步,現在殘余應力的消除、均化方法越來越多,各有利弊。

    一般來說,比較常用的有自然失效、熱時效、振動時效法等時效方法。

    自然失效是把構件露天放置于室外,經過幾個月至幾年的風吹、日曬、雨淋和季節的溫度變化,給構件多次造成反復的溫度應力,促使殘余應力發生松弛,使尺寸精度獲得穩定。這種時效后的構件精度高,但時間太長且占地大,后期需要進行除銹工藝,并不太適用于追求高產量的企業。

    熱時效是把工件放進熱時效爐中進行熱處理,由室溫緩慢均勻加熱至550℃左右,保溫4-8小時,再嚴格控制降溫速度至150℃以下出爐。這種方法成本較高,需要專用的加熱爐,投資大、能耗大、效率低、污染環境、容易產生新的變形和二次應力。

    振動時效通過振動,使材料發生微量的塑性變形,從而使材料內部的內應力得以松弛和減輕,是工程材料常用的一種消除其內部殘余內應力的方法。

    振動時效技術優勢

    振動時效工藝耗能少(是熱時效的2%左右)、設備投資少、效率高,其在節能、減少環境污染和提高產品性能方面有卓越的表現,使得這一高新技術在各行各業中有廣泛的應用前景。

    經實踐證明,振動時效處理的彈性體其殘余應力可以被消除20%~80%左右,提高使用強度和疲勞壽命,降低應力腐蝕,防止和減少由于熱處理、機械加工等工藝過程造成的微觀裂紋的發生。

    同時,由于設備簡單易于搬動,可以在任何場地上進行現場處理,不受構件大小和材料的限制,從幾十公斤到幾十噸、上百噸的構件都可以使用振動時效技術。

    頻譜諧波時效節能減排 降低企業成本

    翔博科技自主研發的頻譜諧波時效,就是振動時效的一種。該技術在消除應力方面完全可以取代自然時效、熱時效,可達到多維消除應力,提高金屬工件抗動、靜載能力,抗變形能力,穩定尺寸精度的目的。

    頻譜諧波時效技術,無需掃描,通過傅立葉分析法進行頻譜分析50秒,即可自動選擇出至少5種優質振型,充分保證動應力與工件殘余應力方向疊加,效果更出眾,解決了超出激動器轉速范圍的高剛性、高固有頻率的工件的處理難題。

    該時效設備操作不依賴操作者的技能與經驗,不同操作者使用該設備都可達到恒定的處理效果,可逐步取代以消除應力為目的的熱時效,并且在確保品質的前提下,節約成本90%以上,節約能源95%以上,已成功入選世界最佳十項節能技術。


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