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振動(dòng)時(shí)效振前工藝分析工件時(shí)效前需分析工件的殘余應(yīng)力場(chǎng)分布，尺寸要求精度，以及以后的工作載荷，可能的失效原因，然后再?zèng)Q定工件的時(shí)效路線及時(shí)效重點(diǎn)部位。下面振動(dòng)時(shí)效公司小編分析一下振動(dòng)時(shí)效工藝失效的原因。

 

振動(dòng)時(shí)效

 

一．尺寸精度分析

 

1.若要求直線度，或圓柱度，同軸度等，應(yīng)重點(diǎn)消除中間部位的應(yīng)力，因?yàn)橄鄬?duì)端部，中間的應(yīng)力在加工前后及工況下若有變化的話，從端面看，各方向都能產(chǎn)生彎曲振型

 

2.若要求平面度，也是重點(diǎn)消除中間部位的應(yīng)力，但除采用彎曲振型外，還必須采用扭轉(zhuǎn)振型。

 

3.若要求同軸度，如箱型工件，應(yīng)盡量用大激振力，選用彎曲和扭轉(zhuǎn)振型結(jié)合。

 

二．工作載荷

 

若以后工作載荷主要產(chǎn)生彎曲變形，則應(yīng)采用彎曲振型；若以后工作載荷主要產(chǎn)生扭曲變形，則應(yīng)采用扭轉(zhuǎn)振型。

 

三．工況失效原因

 

若以后可能出現(xiàn)的是變形問(wèn)題，可以用大激振力進(jìn)行振動(dòng)；若以后出現(xiàn)的是開(kāi)裂問(wèn)題，則應(yīng)盡可能選用小激振力，長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)。

振動(dòng)時(shí)效概述

 

1.振動(dòng)時(shí)效原理

 

振動(dòng)消除應(yīng)力簡(jiǎn)稱VSR（VibratoryStressRelief），它是利用受控振動(dòng)能量對(duì)金屬工件進(jìn)行處理，達(dá)到消除工件殘余應(yīng)力的目的。

 

國(guó)內(nèi)外大量的應(yīng)用實(shí)例證實(shí)，振動(dòng)時(shí)效對(duì)穩(wěn)定零件的尺寸精度具有良好的作用。

 

從宏觀角度分析，振動(dòng)時(shí)效使零件產(chǎn)生塑性變形，降低和均化殘余應(yīng)力并進(jìn)步材料的抗變形能力，無(wú)疑是導(dǎo)致零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。從分析殘余應(yīng)力松弛和零件變形中可知，殘余應(yīng)力的存在及其不穩(wěn)定性造成了應(yīng)力松弛和再分布，使零件發(fā)生塑性變形。故通常采用熱時(shí)效方法以消除和降低殘余應(yīng)力，特別是危險(xiǎn)的峰值應(yīng)力。振動(dòng)時(shí)效同樣可以降低殘余應(yīng)力。零件在振動(dòng)處理后殘余應(yīng)力通?？山档?0%~30%，有時(shí)可達(dá)50%~60%，同時(shí)也可使峰值應(yīng)力降低，使應(yīng)力分布均化。

 

除殘余應(yīng)力值外，決定零件尺寸穩(wěn)定性的另一重要因素是松弛剛性，即零件抗變形能力。有時(shí)固然零件具有較大的殘余應(yīng)力，但因其抗變形能力強(qiáng)，而不致造成大的變形。在這一方面，振動(dòng)時(shí)效同樣表現(xiàn)出明顯的作用。由振動(dòng)時(shí)效的加載試驗(yàn)結(jié)果可知，振動(dòng)時(shí)效件的抗變形能力不僅高于未經(jīng)時(shí)效的零件，也高于經(jīng)熱時(shí)效處理的零件。通過(guò)振動(dòng)而使材料得到強(qiáng)化，使零件的尺寸精度達(dá)到穩(wěn)定。

 

從微觀方面分析，振動(dòng)時(shí)效工藝可視為一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加應(yīng)力。眾所周知，工程上采用的材料都不是理想的彈性體，其內(nèi)部存在著不同類型的微觀缺陷，無(wú)論是鋼、鑄鐵或其他金屬，其中的微觀缺陷四周都存在著不同程度的應(yīng)力集中。當(dāng)受到振動(dòng)時(shí)，施加于零件上的交變應(yīng)力與零件中的殘余應(yīng)力疊加。當(dāng)應(yīng)力疊加的結(jié)果達(dá)到一定的數(shù)值后，在應(yīng)力集中最嚴(yán)重的部位就會(huì)超過(guò)材料的屈服極限而發(fā)生塑性變形，降低了該處殘余應(yīng)力峰值，并強(qiáng)化了金屬基體。而后，振動(dòng)又在另一些應(yīng)力集中較嚴(yán)重的部位上產(chǎn)生同樣作用，直至振動(dòng)附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加的代數(shù)和不能引起任何部位的塑性變形為止，此時(shí)，振動(dòng)便不再產(chǎn)生消除均化殘余應(yīng)力及強(qiáng)化金屬的作用。圖是振動(dòng)時(shí)效工藝處理的現(xiàn)場(chǎng)，其中控制器是控制激振器產(chǎn)生所需振動(dòng)能量、頻率；激振器是剛性連接在工件上，產(chǎn)生激振力，帶動(dòng)工件產(chǎn)生振動(dòng)的設(shè)備，由電機(jī)與偏心輪組成；通過(guò)傳感器，獲取工件受振能量信息。

 

振動(dòng)時(shí)效特點(diǎn)

 

振動(dòng)時(shí)效之所以得到各方面的普遍重視，是由于它具有如下特點(diǎn)：

 

（1）投資少：與熱時(shí)效相比，它無(wú)需龐大的時(shí)效爐，可節(jié)省占地面積與昂貴的設(shè)備投資?，F(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的大型鑄件與焊接件，如采用熱時(shí)效消除應(yīng)力需建造大型時(shí)效爐，不僅造價(jià)昂貴，利用率低，而且爐內(nèi)溫度很難均勻，消除應(yīng)力效果很差。采用振動(dòng)時(shí)效可以完全避免這些題目。目前對(duì)長(zhǎng)達(dá)幾米至幾十米的橋梁、船舶及化工器械的大型焊接件，多采用振動(dòng)時(shí)效。

 

（2）生產(chǎn)周期短：自然時(shí)效需經(jīng)幾個(gè)月的長(zhǎng)期放置，熱時(shí)效亦需經(jīng)數(shù)十小時(shí)的周期方能完成，而振動(dòng)時(shí)效一般只需振動(dòng)數(shù)十分鐘即可完成。而且，振動(dòng)時(shí)效不受場(chǎng)地限制，可減少工件在時(shí)效前后的往返運(yùn)輸。如將振動(dòng)設(shè)備安置在機(jī)械加工生產(chǎn)線上，不僅使生產(chǎn)安排更緊湊，而且可以消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力。

 

（3）使用方便：振動(dòng)設(shè)備體積小，重量輕，便于攜帶。由于振動(dòng)處理不受場(chǎng)地限制，振動(dòng)裝置又可攜至現(xiàn)場(chǎng)，所以這種工藝與熱時(shí)效相比，使用簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)。

 

（4）節(jié)約能源，降低本錢：在工件的共振頻率下進(jìn)行時(shí)效處理，耗能極小。實(shí)踐證實(shí)，功率為0.25~1馬力（1馬力=735.5W）的機(jī)械式激振器可振動(dòng)150t以下的工件，故粗略計(jì)算其能源消耗僅為熱時(shí)效的3%~5%，本錢僅為熱時(shí)效的8%~10%。

 

（5）其他：振動(dòng)時(shí)效工藝操縱簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化；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，是目前唯一能進(jìn)行二次時(shí)效的方法。