国产振动时效处理

振动时效技术指的是利用振动能量对工件进行处理及优化，以此达到消除工件残余应力的目的。现阶段，国内外多从宏观角度及微观角度对振动时效技术及其机理进行探究。从宏观角度分析，零件易因振动而产生变形，减弱残余应力可增强零件稳定性，从而保证零件尺寸精度。因此在工件生产过程中，采用热时效方法减小残余应力。从微观方面分析，振动时效是对零件施加一种循环载荷附加应力。工业生产中通常缺乏弹性体材料，因此材料内部通常存在微观缺陷，这些微观缺陷都存在程度各异的应力集中。木工机床工作中，工件变应力与残余应力叠加，导致材料出现塑性变形现象。振动时效可以防止和减少由于热处理、焊接等工艺过程造成的微观裂纹的发生。国产振动时效处理

除残余应力值外，决定零件尺寸稳定性的另一重要因素是松弛刚性，或零件抗变形能力。有时虽然零件具有较大的残余应力，但因其抗变形能力强，而不致造成大的变形。在这一方面，振动时效同样表现出明显的作用。由振动时效的加载试验结果可知，振动时效件的抗变形能力不只高于未经时效的零件，也高于经热时效处理的零件。通过振动而使材料得到强化，使零件的尺寸精度达到稳定。从微观方面分析，振动时效可视为一种以循环载荷的形式施加于零件上的一种附加应力。众所周知，工程上采用的材料都不是理想的弹性体，其内部存在着不同类型的微观缺陷，铸铁中更是存在着大量形状各异的切割金属机体的石墨。故而无论是钢、铸铁或其他金属，其中的微观缺陷附近都存在着不同程度的应力集中。无锡高频振动时效去应力效果振动时效设备的测试结果可以对产品的生产工艺和材料进行优化。

由于机床床身在铸造及粗加工后，存在有残余应力，且残余应力不稳定性，造成应力松弛和应力的再分布，使工件产生变形影响机床精度，因此需要在粗加工后进行振动时效处理消除残余应力。机床铸件应用振动时效工艺，从近百件的床身中随机抽出两件进行残余应力振前、振后测量计算，结果发现振动时效使纵向平均应力水平降低32%，横向应力降低39%，不低于热时效的效果。其抗变形能力比热时效有所提高，精度变化值与热时效相比均小于0.005mm，符合工艺要求。振动时效工艺其原理是用振动消除残余应力，可达到热时效工艺的同样效果，并在许多性能指标上超过热时效。

振动时效处理过的构件，需通过一定的评价 方法以表征其时效效果，具体指对残余应力的降 低、调控，构件抗变形能力的提高以及尺寸精度的 提高等[38]。现阶段，振动时效技术的理论基础仍有 待进一步研究，其效果难以精确测定，且没有统一 的标准。目前，已有参数曲线观测法、精度稳定性 检测法和残余应力测量法用于时效效果的评定。当构件中存在的残余应力幅值或分布发生改 变时，其自身振动状态将随之变化，因此通过测量振动时效过程中的实时振幅-时间曲线的变化及振幅-频率曲线振动前后的变化可以定性评估振动时效的效果。振动参数曲线可能发生的变化为：(a) 振幅时间(a-t)曲线上升后变平或曲线上升后下降之后变平；(b) 振幅频率(a-f)曲线振后的峰值升高；(c) 振幅频率(a-f)曲线振后的峰值点偏移；(d) 振幅频 率(a-f)曲线振后的谐振带宽变窄[39-40]。振动时效设备可以帮助制造商发现和解决产品的振动问题。

时效是消除机械加工零件残余应力的基础工艺。振动时效在70年代起源于美国，后来在德国、英国、法国得到了普遍的应用，我国从80年代初开始引进使用振动时效工艺。由于振动时效是一种高效、节能、环保及低成本的时效方法，与传统的热时效和自然时效相比，振动时效具有生产周期短，场地简单灵活方便，生产费用低，无环境污染等优点。由于振动时效的无比的优越性，又适应现代工业对能源和环保的要求，应用振动时效是企业改进传统工艺提高市场竞争力的较佳选择，目前在某些方面已取代了传统的热时效和自然时效。振动时效较重要的工艺参数为：激振频率、激振力、时效时间、激振器及拾振器的装夹位置。国产振动时效处理

振动时效设备可以对产品的振动性能进行定量评估，方便比较产品的性能差异。国产振动时效处理

振动处理后，薄壁零件至少有一个残余应力检测区域的残余应力消除率大于20%、峰值下降率大于20%，或者均化率大于20%，则判定模态宽频振动消除残余应力处理工艺有效;模态宽频振动消除残余应力方法是对传统振动时效方法的创新，具有高频率、低动应力的特点，能够运用于薄壁零件半径加工之后。鉴于薄壁零件受残余应力的影响极其敏感，模态宽频振动消除残余应力的效果评定指标也更加严格。虽然针对残余应力检测的检测区域、测点数量、评估指标略有不同，但从可行性、操作性以及有效性的角度分析，残余应力检测法较其他两种方法，各项规定及指标更为清晰，能够为生产实际提供更多的工件信息，便于生产决策者快速判断工件的各项性能是否已满足实际需要，更适合普遍应用于工程实践中。国产振动时效处理

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