機(jī)床市場竟?fàn)幨旨ち?，市場竟?fàn)幖词?質(zhì)量的競爭，也是 交貨期的競爭,。機(jī)床床身直線度是 機(jī)床的基礎(chǔ)精度,。而機(jī)床生產(chǎn)中，床身是 基礎(chǔ)件,，所有裝配工序都在床身上完成,。生產(chǎn)不出合格的床身其它生產(chǎn)過程就無法進(jìn)行。而鑄件生產(chǎn)周期又長,，是 影響機(jī)床生產(chǎn)周期的重要因素,。快速有效地消除鑄件殘余應(yīng)力,，是 機(jī)床制造業(yè)為保持鑄件精度穩(wěn)定性而關(guān)注的熱點(diǎn)問題,。消除 機(jī)床鑄件應(yīng)力的方法概括起來主要有自然時效法、振動時效法和熱時效法,。而選取適合的消除應(yīng)力的工藝方法對加快企業(yè)生產(chǎn)有著很重要的作用,。
2鑄件殘余應(yīng)力簡介
21殘余應(yīng)力簡介
鑄鐵件在高溫下澆注，在凝固冷卻過程中,，因溫度下降而產(chǎn)生收縮和發(fā)生相變,，如收縮和相變受到阻礙，便會在鑄件中產(chǎn)生鑄造應(yīng)力。鑄造應(yīng)力按其形成原因可分為熱應(yīng)力,、相變應(yīng)力和機(jī)械阻礙應(yīng)力三種,。鑄造應(yīng)力是 熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力三者之和,。2 2殘余應(yīng)力的危害
由于鑄件應(yīng)力的存在會對鑄件造成很大的影響,，會使鑄件的強(qiáng)度和疲勞極限降低，影響鑄件的使用壽命,；殘余應(yīng)力容易使工件變形而影響精度的穩(wěn)定性,；對已安裝在機(jī)床上的 大型機(jī)床鑄件由于應(yīng)力使工件變形而影響整機(jī)的精度。
23常用的消除應(yīng)力的方法
(1)自然時效法自然時效消除應(yīng)力效果好,，但要達(dá)到有效消除殘余應(yīng)力的目的,，就要使鑄件長期暴露的空氣中數(shù)年。長時間的放置完全不適合現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn),，一般不予采用,。
(2)熱時效法熱時效能有效消除應(yīng)力，但對設(shè)備成本高,、耗能高,，根據(jù)時效窯的功率不同一般需要30h以上。是 普通使用的消除殘余應(yīng)力的工藝方式,。但在能源日益緊張的情況下,，也不適合應(yīng)用，而且其經(jīng)濟(jì)成本高,，不符合企業(yè)生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益,。所以需要尋找一種能夠替代熱時效的工藝方法。
(3)振動時效法振動時效的實(shí)質(zhì)是 以振動的形式給工件施加附加應(yīng)力,。當(dāng)附加應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加后,，達(dá)到或超過材料的屈服極限時，工件發(fā)生微觀或宏觀的塑性變形,，從而降低和均化工件的殘余應(yīng)力,，從而使工件幾何尺寸得到穩(wěn)定。該工藝方法耗能低,、設(shè)備簡單使用方便,，目前得到廣泛應(yīng)用。
3諧波振動消除鑄件應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)情況
頻譜諧波振動時效是 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,。當(dāng)工件受到振動，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)力集中較嚴(yán)重部位就會超過材料的屈服極限而發(fā)生塑性變形。量檢測方面的工作。
這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,，振動消除和均化殘余應(yīng)力及強(qiáng)化金屬的過程就結(jié)束。
頻譜諧波模式不需掃描,，通過傅立葉方法對工件進(jìn)行頻譜分析找出工件的幾十種諧波頻率,，在這幾十種諧波頻率中優(yōu)選出對消除工件殘余應(yīng)力效果較佳的五種不同振型的諧波頻率進(jìn)行時效處理，較大動應(yīng)力方向有5個,，達(dá)到-消除應(yīng)力,，提高尺寸精度穩(wěn)定性的目的。
采用諧波振動的工藝方法消除 大型機(jī)床床身應(yīng)力后,，床身的變形量比未采取措施的床身的變形量小0.023 mm而比采用熱時效消除應(yīng)力的床身的變形量小0.09mm,。充分說明諧波振動的方法消除鑄件殘余應(yīng)力是 有效的消除應(yīng)力的工藝方法。采用諧波振動的方法消除鑄件殘余應(yīng)力與熱時效相比,，在設(shè)備投入,、場地環(huán)境的要求、速度,、耗能,、經(jīng)濟(jì)效益等方面有著較大的優(yōu)越，是 一種非 常有效的工藝手段,，有著廣泛的應(yīng)用前景,。
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