目前振動時效應(yīng)用中常見的是操作工藝問題,在時效前首先要分析工件的應(yīng)力分布及日后使用情況,確定采用的時效的方法及重點時效的部位,對提高產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的幫助。
一、 振動時效的發(fā)展
近年來,隨著環(huán)境友好型社會的建立,振動時效技術(shù)作為一種環(huán)保、節(jié)能、高效的時效工藝處理方法,以其特有的優(yōu)點和明顯的經(jīng)濟效益,被越來越多的機械生產(chǎn)廠認同、接受并使用。
二、 振動時效的機理
振動時效的實質(zhì)是通過振動的形式給工件施加一個動應(yīng)力,當(dāng)動應(yīng)力與工件本身的殘余應(yīng)力疊加后,達到或超過材料的微觀屈服極限時,工件就會發(fā)生微觀或宏觀的局部、整體的彈性塑性變形,同時降低并均化工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力,終達到防止工件變形與開裂,穩(wěn)定工件尺寸與幾何精度的目的。
三、 振動時效工藝的常見問題
由于部分用戶對振動時效的機理不甚了解,盲目使用一些簡易的振動時效設(shè)備對產(chǎn)品進行時效。這種完全不針對工件個性、僅按照振動時效設(shè)備生產(chǎn)者預(yù)置的參數(shù),對各種工件均采用一種或幾種工藝參數(shù)進行時效的方法,會導(dǎo)致被時效工件出現(xiàn)下列幾種情況:
1. 假時效:工件未發(fā)生共振或振幅很小或者雖然振幅較大,但工件整體做剛體振動或擺動;
2. 誤時效:工件雖然產(chǎn)生共振,但是發(fā)生的振型與工件所需要的振型不一致,動應(yīng)力沒有加到工件需去應(yīng)力的部位,這樣不能使工件達到預(yù)期的時效目的,影響時效的效果;
3. 過時效:由于不針對工件個性采用合理的時效參數(shù),完全照盲目預(yù)置的參數(shù),對工件進行時效,可能會因為共振過于強烈或振幅過大,導(dǎo)致工件內(nèi)部的缺陷(裂紋、夾渣、氣孔、縮松等)繼續(xù)擴大、撕裂,甚至報廢的嚴(yán)重后果。
四、 振動時效的工藝分析
首先,應(yīng)在時效前分析工件的殘余應(yīng)力分布情況,形位精度要求,以及今后的工作載荷和可能失效的原因等,制訂合理的振動時效工藝,確定時效路線及重點時效部位。
1. 形位精度分析:
根據(jù)工件直線度、圓柱度、平面度、同軸度、對稱度等,應(yīng)采取不同的激振力,選用不同的振型。
2. 共振頻率分析:
根據(jù)工件強度、剛性、批量選擇不同支撐方式或采用振動平臺進行處理。
3. 振型分析:
不同的頻率對應(yīng)不同的振型,不同的振型對應(yīng)不同動應(yīng)力場。
4. 工作載荷:
針對工件今后的工作變形狀況,應(yīng)重點消除工況狀態(tài)工件載荷較大部位的殘余應(yīng)力,選用與之相對應(yīng)的振型進行時效處理。
5. 工況失效分析:
根據(jù)今后可能出現(xiàn)的問題,應(yīng)選用不同的激振力不同的時間進行時效處理。
五、振動時效效果分析
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 25712-2010),可以判斷振動時效的效果標(biāo)準(zhǔn)主要對以下內(nèi)容進行了效果的描述:
(出現(xiàn)下列情況之一時,即可判定為達到振動時效工藝效果)
1、 振幅時間(g/t)曲線上升后變平。
2、 振幅時間(g/t)曲線上升后下降然后變平。
3、 振幅頻率(g/ω)曲線振后的比振前的峰值升高。
4、 振幅頻率(g/ω)曲線振后的比振前的峰值點左移。
5、 振幅頻率(g/ω)曲線振后的比振前的帶寬變窄。
6、 振幅頻率(g/ω)曲線振后共振峰有裂變現(xiàn)象發(fā)生。
六、 振動時效選型
通過大量的工藝實驗證明:振動時效是一種具有前瞻性的環(huán)保、節(jié)能、高效的工藝方法,能在很大程度上替代熱時效,應(yīng)該大力推廣使用。但是,如果振動時效工藝不合理,對工件是不能起到時效作用的。只有按照針對被時效工件的客觀、科學(xué)的工藝方案進行時效處理,才是有用的、科學(xué)的、符合工件時效要求的。