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【摘要】随着环境的不断恶化,环境保护越来越受到重视。而工业方面也不断的从保护环境方面出发。在这里,将介绍一种成本低,效率高,低能耗,生产周期短,清洁生产,低噪音的消除应力方法-振动时效。本文从振动时效的原理,对工件的效果影响,并选取一实例说明其操作过程。
【关键词】低能高效;机械加工;残余应力;振动时效
1、残余应力
1.1残余应力的产生与危害
零件在加工过程和使用过程中,受外界条件的影响,在其内部会有残余的应力产生。这些应力集中起来,会使工件在工作中处于不稳定的状态,影响使用甚至导致工件失效。
传统的残余应力消除的方法介绍:
自然时效是一种消除周期长、占地面积大,大批量生产会受到限制; 而热时效,耗能高、占用面积也大,有时候会因受热不均使其断裂,而冷却的过程更容易产生新的应力。这两个方法的限制,使工业上的工件残余应力都不能得到很好的处理。
2、绿色消除应力方法-振动时效
2.1振动时效的简介
振动时效技术起源于欧美国家,振动消除残余应力是用机械方法调整残余应力的一种工艺,该工艺的主要特点是成本低,效率高,低能耗,生产周期短,清洁生产,低噪音。此方法是利用受控振动的能 能量对工件进行处理来消除残余应力。
振动时效适用于:碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜、铝、钛及其合金)等金属材料的铸件、锻件、焊接件、模具、机械加工件。
2.2振动时效的应用实例
以焊接件下箱体为例,具体说明其操作步骤。
(1)件用橡胶减震垫平稳支撑。支撑位置应选择在振动的节点处,以避免产生大的噪音的更多能量的消耗。支撑垫适合采用橡胶、泡沫等弹性物体。在保持零件平稳的情况下,支撑数目越少越好。
(2)将激振器用弓形夹紧固定在工件上。选择好激振器的放置位置后,调整激振器的偏心。偏心的调整以工件能够顺利起振,达到设备要求的振动强度范围即可,不可盲目增大。若需要进行振动时效的工件是安装在夹具或振动平台上的,可适当增大偏心。
激振器调整方法:
用两只M10的内六角搬手A和B,搬手A插入顶端调节窗口内,搬手B插入前端芯轴顺时针旋转,在旋转过程中将搬手A找正偏心轮上的紧固螺钉孔后插入,逆时针旋转,略微松动紧固螺钉(不得取出),搬手B旋转转动轴,将转动轴上的缺口指向偏心标牌上对应的数值(此数值即为最大激振力的百分数,从0~100%,为无级调节方式),确定后,搬手A紧固调节窗口内的螺钉即可,注意必须紧固可靠。
(3)将激振器、传感器与控制器连接好。传感器应选择安装在工件的振动最强处,可以通过手感、撒沙法和仪器检测选择出该位置。传感器尽可能垂直放置。对于铁件可以直接将传感器磁头吸附在工件上,安装时,保证传感器平稳吸附且不易取下为宜。传感器的安装应稳固牢靠,安装处表面要光洁,必要时可用砂轮或砂纸打磨至平,以吸合后手感无明显晃动或不易取下为准。
若工件为非磁性的,需采用粘合剂(如502胶等)将传感器粘贴在工件上。连接好激振器电缆和传感器电缆,应保证牢固可靠。否则会烧毁电机和影响信号的采集。平时应将传感器头部用贴片隔橡胶吸附放置,防止消磁。
(4)连接打印机数据线、适配器。适配器和数据线等线缆的連接应遵循冷插拔,切忌在工作中插拔线缆,防止烧毁主板。
(5)控制器电源,运行频谱谐波程序。
(6)自动分析工件谐振频率并优化选择要处理的5个频率。在自动扫描出的七个波段中选择出可以保证至少两个波段的加速度值在30~70之间,并且工件处于振动最强势处,要确保工件不会顺势跳离地面。选择的波段不宜集中在一起,应尽可能均布。
(7)保存数据并打印
随着科技的发展,对时效的要求越来越高,振动时效装置由于时效效果好、对工件的尺寸稳定性强、经济实用、投资少、节能显著等优点,将逐渐取代传统的自然时效和热时效,越来越广泛应用于实践中。
参考文献
[1]史美堂.《金属材料及热处理》上海科学技术出版社,1980.22.
[2]庄同信.《振动处理技术在汽轮机生产中的应用》,2005年
[3]蔡春林.《振动时效资料汇编》,北京翔博科技有限责任公司
【关键词】低能高效;机械加工;残余应力;振动时效
1、残余应力
1.1残余应力的产生与危害
零件在加工过程和使用过程中,受外界条件的影响,在其内部会有残余的应力产生。这些应力集中起来,会使工件在工作中处于不稳定的状态,影响使用甚至导致工件失效。
传统的残余应力消除的方法介绍:
自然时效是一种消除周期长、占地面积大,大批量生产会受到限制; 而热时效,耗能高、占用面积也大,有时候会因受热不均使其断裂,而冷却的过程更容易产生新的应力。这两个方法的限制,使工业上的工件残余应力都不能得到很好的处理。
2、绿色消除应力方法-振动时效
2.1振动时效的简介
振动时效技术起源于欧美国家,振动消除残余应力是用机械方法调整残余应力的一种工艺,该工艺的主要特点是成本低,效率高,低能耗,生产周期短,清洁生产,低噪音。此方法是利用受控振动的能 能量对工件进行处理来消除残余应力。
振动时效适用于:碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铸铁、有色金属(铜、铝、钛及其合金)等金属材料的铸件、锻件、焊接件、模具、机械加工件。
2.2振动时效的应用实例
以焊接件下箱体为例,具体说明其操作步骤。
(1)件用橡胶减震垫平稳支撑。支撑位置应选择在振动的节点处,以避免产生大的噪音的更多能量的消耗。支撑垫适合采用橡胶、泡沫等弹性物体。在保持零件平稳的情况下,支撑数目越少越好。
(2)将激振器用弓形夹紧固定在工件上。选择好激振器的放置位置后,调整激振器的偏心。偏心的调整以工件能够顺利起振,达到设备要求的振动强度范围即可,不可盲目增大。若需要进行振动时效的工件是安装在夹具或振动平台上的,可适当增大偏心。
激振器调整方法:
用两只M10的内六角搬手A和B,搬手A插入顶端调节窗口内,搬手B插入前端芯轴顺时针旋转,在旋转过程中将搬手A找正偏心轮上的紧固螺钉孔后插入,逆时针旋转,略微松动紧固螺钉(不得取出),搬手B旋转转动轴,将转动轴上的缺口指向偏心标牌上对应的数值(此数值即为最大激振力的百分数,从0~100%,为无级调节方式),确定后,搬手A紧固调节窗口内的螺钉即可,注意必须紧固可靠。
(3)将激振器、传感器与控制器连接好。传感器应选择安装在工件的振动最强处,可以通过手感、撒沙法和仪器检测选择出该位置。传感器尽可能垂直放置。对于铁件可以直接将传感器磁头吸附在工件上,安装时,保证传感器平稳吸附且不易取下为宜。传感器的安装应稳固牢靠,安装处表面要光洁,必要时可用砂轮或砂纸打磨至平,以吸合后手感无明显晃动或不易取下为准。
若工件为非磁性的,需采用粘合剂(如502胶等)将传感器粘贴在工件上。连接好激振器电缆和传感器电缆,应保证牢固可靠。否则会烧毁电机和影响信号的采集。平时应将传感器头部用贴片隔橡胶吸附放置,防止消磁。
(4)连接打印机数据线、适配器。适配器和数据线等线缆的連接应遵循冷插拔,切忌在工作中插拔线缆,防止烧毁主板。
(5)控制器电源,运行频谱谐波程序。
(6)自动分析工件谐振频率并优化选择要处理的5个频率。在自动扫描出的七个波段中选择出可以保证至少两个波段的加速度值在30~70之间,并且工件处于振动最强势处,要确保工件不会顺势跳离地面。选择的波段不宜集中在一起,应尽可能均布。
(7)保存数据并打印
随着科技的发展,对时效的要求越来越高,振动时效装置由于时效效果好、对工件的尺寸稳定性强、经济实用、投资少、节能显著等优点,将逐渐取代传统的自然时效和热时效,越来越广泛应用于实践中。
参考文献
[1]史美堂.《金属材料及热处理》上海科学技术出版社,1980.22.
[2]庄同信.《振动处理技术在汽轮机生产中的应用》,2005年
[3]蔡春林.《振动时效资料汇编》,北京翔博科技有限责任公司