熱時(shí)效由于其費(fèi)用高 ,生產(chǎn)周期長 (有時(shí)工件少而湊不齊一爐_不能開爐   ) ,加熱溫度難以控制等因素而影響了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)進(jìn)度 ,并難以_時(shí)效質(zhì)量。為此 ,1991年我廠引進(jìn)了消除殘余應(yīng)力的振動(dòng)時(shí)效工藝   ,用以_鑄件的時(shí)效狀況。通過近 10年的應(yīng)用試驗(yàn)和效果比較 ,尤其在使用濟(jì)南華云振動(dòng)時(shí)效開發(fā)公司ＨＫ 93型全自動(dòng)_系統(tǒng)型振動(dòng)時(shí)效設(shè)備后   ,振動(dòng)時(shí)效工藝_穩(wěn)定 ,時(shí)效效果良好 ,已成為我廠鑄件時(shí)效處理的_方案   ,解決了時(shí)效與環(huán)保、生產(chǎn)周期這一矛盾。　　一、振動(dòng)時(shí)效機(jī)理振動(dòng)時(shí)效_是通過專門的振動(dòng)時(shí)效設(shè)備首先測(cè)出被處理工件自身的共振頻率 ,然后再控制激振器   ,給工件施加一個(gè)與其共振頻率相適應(yīng)的周期振力使工件產(chǎn)生共振 ,工件本身的各個(gè)部位獲得振動(dòng)能量 ,這種能量一部分使工件產(chǎn)生宏觀諧振   ,另一部分消耗工件內(nèi)部阻尼和微觀的塑性變形 ,隨著應(yīng)力集中區(qū)大量位錯(cuò)的滑移、空位和晶界的擴(kuò)散 ,歪曲的晶格逐漸恢復(fù)平衡狀態(tài)   ,殘余應(yīng)力得以不斷地被消除和均化。此時(shí)用于塑性變形的能量將逐漸減少 ,振動(dòng)能量更多地轉(zhuǎn)向使工件產(chǎn)生宏觀諧振 ,隨著振動(dòng)處理時(shí)間的延長 ,工件的振幅逐漸增大   ,工件的共振頻率逐漸減小 ,當(dāng)工件的殘余應(yīng)力被消除完畢時(shí) ,以上參數(shù)的變化亦趨向穩(wěn)定 ,這也是ＪＢ Ｔ592 6   91標(biāo)準(zhǔn)中用參數(shù)、曲線的變化來檢測(cè)振動(dòng)時(shí)效效果的依據(jù)。　　二、振動(dòng)時(shí)效工藝振動(dòng)時(shí)效工件的   固有頻率、工件的振形、給工件施加的振動(dòng)能量和振動(dòng)處理時(shí)間是工件振動(dòng)時(shí)效處理的主要工藝參數(shù),這些參數(shù)選擇的優(yōu)劣直接影響著工件的時(shí)效效果。1.固有頻率每個(gè)物體都有其自身的固有諧振頻率   ,按付立葉級(jí)數(shù)分解會(huì)有很多階固有諧振頻率。要對(duì)工件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效 ,首先_要知道工件的諧振頻率   ,這個(gè)參數(shù)可由振動(dòng)時(shí)效設(shè)備來完成。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備會(huì)自動(dòng)地測(cè)出工件的固有頻率 ,并確認(rèn)出_合適的那一階固有頻率值。2   .振形工件的每一階固有頻率都一一對(duì)應(yīng)著其一種振形 ,只有準(zhǔn)確地找出這一振形 ,才能更合理地確定出彈性橡膠墊對(duì)工件的支承位置、激振器和傳感器的裝夾位置   ,因?yàn)檎駝?dòng)時(shí)效的原則_是橡膠墊應(yīng)支承在工件振形的波節(jié)處 ,激振器和傳感器應(yīng)裝夾在工件的波峰處 (見圖 1)。1 .橡膠墊　 2 .振形　 3 .波節(jié)　 4   .波峰5 .激振器　 6 .傳感器　 7.工件圖 1　彈性橡膠墊激振　　　器與傳感器位置只有在這種狀態(tài)下 ,才能使激振器產(chǎn)生的機(jī)械能量_限度地傳遞給工件   ,同時(shí)橡膠墊對(duì)工件振動(dòng)的阻力都_小。如果將激振器裝夾到振形的波節(jié)處 ,則無論激振器輸出多大的能量 ,一點(diǎn)也不會(huì)傳遞到工件上 ,因?yàn)?#160;,波節(jié)的振幅為零   ,激振器無法對(duì)工件做有用功。通過多年對(duì)需時(shí)效處理的工件的試驗(yàn) ,可將我廠所有工件基本分為以下三大類型。1)梁形工件 :當(dāng)長 :寬  > 3、長 :厚  > 5時(shí) ,則認(rèn)為工件屬于梁型類 ,所有磨床、銑床的工作臺(tái)均屬于這一類型 ,對(duì)這類工件 ,橡膠墊應(yīng)支承在距端部 2 9長度處 ,激振器裝夾在工件的中間部位   ,傳感器吸緊在工件的一端。2 )方形工件 :當(dāng)長≈寬≈厚時(shí) ,則認(rèn)為工件屬于方形類 ,機(jī)床床身、立柱均屬此類。對(duì)這類工件 ,橡膠墊應(yīng)放在距工件端部的 1   3長度處 ,激振器裝夾在工件的中間部位 ,傳感器吸緊在工件端部的一角處。3)小件平臺(tái)類 :小型工件由于其重量輕 ,固有頻率高 ,單獨(dú)振動(dòng)處理既不方便   ,效率又低。對(duì)這一類零件都采用振動(dòng)平臺(tái)集中處理法 ,即將多個(gè)小工件集中裝夾到一振動(dòng)平臺(tái)上   ,一起進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理。3.振動(dòng)能量與振動(dòng)時(shí)間工件重量、形狀、結(jié)構(gòu)、剛度及所存在的殘余應(yīng)力值不同 ,對(duì)工件施加的振動(dòng)能量和振動(dòng)時(shí)間都會(huì)不同   ,這也是我廠曾難以掌握的兩個(gè)參數(shù) ,自使用ＨＫ 93型振動(dòng)時(shí)效設(shè)備后 ,這兩個(gè)參數(shù)的選擇問題可由其自身解決 ,因?yàn)樵O(shè)備本身能動(dòng)態(tài)檢測(cè)和跟蹤這些參數(shù)   ,確保參數(shù)選擇的合理性。　　三、振動(dòng)時(shí)效效果1.殘余應(yīng)力值Ｍ7130平面磨床臺(tái)面熱時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值見表 1。其振動(dòng)時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值見表   2。Ｍ7130平面磨床立柱熱時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值見表而其振動(dòng)時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值見表 4。表 2和表 4數(shù)據(jù)表明 ,振動(dòng)時(shí)效效果均達(dá)到了ＪＢ Ｔ592 6   91標(biāo)準(zhǔn)中第 4 .2 .1.2條規(guī)定的驗(yàn)收指標(biāo) ,從ＨＫ 93型設(shè)備本身現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的時(shí)效效果看 ,亦達(dá)到了該標(biāo)準(zhǔn)第 4 .1.2條規(guī)定的驗(yàn)收指標(biāo)   (具體數(shù)據(jù)略 )。表 1　Ｍ7130平面磨床臺(tái)面熱時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值測(cè)點(diǎn)狀態(tài)應(yīng)變量 (μｍ) 應(yīng)力值 (ｋｇｆ ｍｍ2 )消除率 (% )ε1 ε2 ε3   σ1 σ2 σ1 σ21 熱前 1 4 - 4 5 70 - 3 .71 .68熱后 - 1 - 31 - 2 4 - 0 .4 0 .990 4 62 熱前   94- 1 9- 1 4 - 3 .3 1 .61熱后 - 1 0 - 2 4 - 2 - 0 .81 .0 2 77373 熱前 30 - 32 - 58-   1 .1 1 .7熱后 - 2 4 - 973 - 2 .2 1 .2 1 0 2 94熱前 1 35 - 1 5 2 7- 7.1 1 .77熱后 31 -   2 4 4 5 - 2 .6 1 .0 3 63 41 .85 熱前 1 891 6 1 6 - 5 .81 .43熱后 44 80 1 34 - 3 .2 0   .53 4763平均應(yīng)力消除率 49.4表 2　Ｍ7130平面磨床臺(tái)面振動(dòng)時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值測(cè)點(diǎn)狀態(tài)應(yīng)變量 (μｍ) 應(yīng)力值 (ｋｇｆ ｍｍ2 ) 消除率   (% )ε1 ε2 ε3 σ1 σ2 σ1 σ21 振前 1 94- 1 1 - 1 1 4 - 5 .95 3 .6振后 1 30 51 - 34 - 3   .42 1 .4 42 612 振前 2 64 2 0 91 1 4 - 6 .2 81 .72振后 - 1 0 - 2 2 2 5 - 1 .1 70 .85   81 503 振前 772 34 41 - 6 .2 4 3 .92振后 3 2 879- 2 .0 5 0 .31 65 924 振前 1 58- 1 2 6   30 - 8.73 4 .75振后 4963 1 92 - 5 .2 5 0 .1 5 40 965 振前 1 0 8- 3 - 2 3 - 3 .2 4 1   .44振后 - 2 855 66 - 2 .1 4 1 .34 34 7平均應(yīng)力消除率 56 .8表   3　Ｍ7130平面磨床立柱振動(dòng)時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值測(cè)點(diǎn)狀態(tài)應(yīng)變量 (μｍ) 應(yīng)力值 (ｋｇｆ ｍｍ2 )消除率 (% )ε1 ε2 ε3 σ1 σ2 σ1   σ21熱前 2 66 - 35 1 54 - 1 1 .6 2 .75熱后 - 2 5 - 4 1 0 2 - 2 .92 .3475 1 52熱前 1 0 2   64 1 0 5 - 3 .3 - 1 .0熱后 73 52 4 1 - 1 .7- 0 .748303熱前 - 671 1 3 1 1 2 - 4 .2 3   .2 6熱后 - 2 74873 - 2 .1 2 1 .1 649644 熱前 1 1 9581 2 7- 4 .52 - 0 .7熱后 - 1 6 53   99- 2 .6 0 .8442 05 熱前 1 1 81 4 4 2 1 8- 5 .0 6 - 2 .0 6熱后 97- 2 0 2 - 3 .52 - 1   .42 30 31平均應(yīng)力消除率 38.4　　表 4　Ｍ7130平面磨床立柱振動(dòng)時(shí)效前、后的殘余應(yīng)力值測(cè)點(diǎn)狀態(tài)應(yīng)變量 (μｍ) 應(yīng)力值 (ｋｇｆ ｍｍ2   )消除率 (% )ε1 ε2 ε3 σ1 σ2 σ1 σ21振前 - 352 - 2 67- 1 1 91 .44 8.54振后 - 55 - 1 72 - 1   0 0 - 1 .36 4 .645 45 .62振前 - 1 38- 4 34 - 2 39- 3 .371 1 .3振后 - 1 35 1 5 - 2 7-   1 .52 4 .9655 563振前 792 1 2 4 8- 5 .73 3 .0 5振后 1 5 1 1 2 62 - 3 .0 91 .4546   524振前 2 0 7- 2 1 - 1 2 3 - 6 .0 94.31振后 - 371 52 1 2 1 - 4 .873 .1 02 0 2 85 振前   - 50 7- 9940 - 4 .0 1 1 3 .9振后 76 1 65 1 4 7- 4 .1 8- 0 .540 96平均應(yīng)力消除率 40 .42   .尺寸穩(wěn)定性試驗(yàn)一臺(tái)Ｍ142 0磨床工作臺(tái)鑄件不經(jīng)_時(shí)效處理 ,即進(jìn)行加工 ,裝配時(shí)工作臺(tái)連續(xù)變形 ,待配磨多次裝配后放置三個(gè)月再進(jìn)行檢查   ,發(fā)現(xiàn)上、下工作臺(tái)接觸面翹曲嚴(yán)重 ,_變形量達(dá) 0 .50ｍｍ ,而同期經(jīng)振動(dòng)時(shí)效處理的工作臺(tái)跟蹤近一年的檢測(cè) ,基本無變形   ,在機(jī)床規(guī)定的公差范圍內(nèi)。10年的應(yīng)用表明 ,只要振動(dòng)時(shí)效參數(shù)選擇合理 ,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程 ,振動(dòng)時(shí)效效果是能_的 ,同時(shí)選擇一家設(shè)備性能好   ,工藝指導(dǎo)水平高的設(shè)備供應(yīng)商會(huì)起到事半功倍的效果。　　四、結(jié)論1.振動(dòng)時(shí)效不僅消除殘余應(yīng)力的效果好于熱時(shí)效 ,而且方便、靈活   ,非常適合生產(chǎn)周期和交貨期短的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求。2 .振動(dòng)時(shí)效的采用解決了熱時(shí)效爐窯對(duì)環(huán)境的污染問題。3.振動(dòng)時(shí)效能夠滿足對(duì)機(jī)床鑄件尺寸   穩(wěn)定性的要求機(jī)床鑄件的振動(dòng)時(shí)效@時(shí)明朗$威海機(jī)床廠!山東振動(dòng)時(shí)效;;機(jī)床鑄件;;工藝殘余應(yīng)力是影響機(jī)床鑄件尺寸精度穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一,通過近   10年的試驗(yàn)應(yīng)用表明 ,振動(dòng)時(shí)效是消除、均化殘余應(yīng)力的有效方法。該方法使用簡(jiǎn)單 ,