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機床床身運用振動時效設備消除內應力

機床床身的應力集中區,絕大部分是在工件的微觀缺陷區,如位錯、空位、夾雜等。當式成立時,將引起金屬內缺陷區大量位錯移動。位錯滑移一開始就相當于晶體開始屈服,工件的自變形就是位錯滑移的結果。如果有某種方式使易動位錯先滑移,余下位錯不易滑移,其最終結果就可減少構件的自變形使尺寸穩定。位錯運動一方面產生位錯增殖及亞結構的變化;另一方面使晶體產生微觀塑性變形。位錯增殖及亞結構的變化將使金屬發生強烈的加工硬化,即繼續塑性變形的抗力增大,強度大大提高,從而提高工件抗變形能力和尺寸穩定性。而金屬晶體的微觀塑性變形將使高殘余應力得以釋放,消除或降低應力集中,達到均化應力的目的。
   從以上分析可知:當工件受到動應力的作用時,在其內部激起局部應變,應力集中越大的區域,產生的應變也越大,結果耗掉了應力峰值,使應力均化并降低。

大型數控機床床身振動時效工藝
    振動時效的大型數控機床床身其特點如下:
    (1)其機床床身的結構較長,長度為8 800 mm; 
    (2)機床床身內部的加強筋較多
    (3)機床床身在鑄造過程中,導軌面朝下,澆注口和冒口在兩端
    (4)由于機床床身鑄造后變形量較大,則鑄造時給粗加工留有較大的加工余量。
    該大型數控機床的床身為鑄件,材質是HT300,其外形尺寸為8 800 mm ×1 300 mm ×660 mm。由于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振動時效處理消除殘余應力。
    振動時效設備采用海倫博大振動時效設備有限公司的VSR2N06振動時效裝置,電機調速范圍為100010 000 r / s,最大激振力為10 kN,加速度測量范圍為050 g。
    由振動時效機理分析可知:振動時效是基于諧波共振原理。在振動時效過程中工件處在外部激振器激振力的持續作用下,零件處于受迫振動時的一個特殊狀態,即在激振器所產生的周期性外力的作用下使零件產生共振,從而使工件的殘余應力得到部分消除和均布,從而達到時效的目的。由振動理論可知,振動時效工藝方案的確定包括以下6個方面的內容: (1)支撐點的選擇; (2)激振點的選擇; (3)傳感器安放位置; (4)主振頻率的確定; (5)激振力的大小; (6)振動時間的確定。

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