振動時效對工件尺寸精度穩(wěn)定性的影響

時間：2020-01-05

振動時效對工件尺寸精度穩(wěn)定性的影響
振動時效在穩(wěn)定工件尺寸精度、提高抗靜、動態(tài)荷載變形能力方面，均**熱時效。這也是機床行業(yè)大量應用振動時效工藝的原因之一。
一、振動時效對零件尺寸精度的影響
國內外大量試驗和實際應用已經證明，振動時效可使工件在長期使用中精度變化量比熱時效小，工件尺寸穩(wěn)定所需要的時間比熱時效要短。因此說振動時效對于穩(wěn)定工件的尺寸精度具有良好的作用。
齊齊哈爾**機床廠對C5116A的滑枕的尺寸穩(wěn)定性做了對比性檢測，將9件滑枕靜置在陳舊的水泥地面上，每月用合向水平儀檢測一次平直性，共觀測六個月。
其中02，06，07號滑枕未作任何處理。
01和03，04和05號滑枕采用串接式振動處理。用一階固有頻率激振25分鐘后，再用二、三階共振頻率各激振2~5分鐘。
08，09號滑枕在550℃熱時效并保溫6小時后，隨爐冷至200℃出爐。
全部試樣均在22℃±2℃下分七段（每段橋距200mm），測02導軌的平直性，測量精度2μm/m。對01，03，04和05號試樣，在振前、振后各測一次觀測其較大變形量為24μm，說明振動處理使變形量提前發(fā)生。
在六個月的檢測中，未時效件共測量144段，振動處理件測量192段，熱時效件測量96段。其結果如下：
月較大變形為未時效件8μm，振動時效件4.4μm，熱時效件4.8μm。
3μm以上變形段數(shù)為未時效件30個，占總測量段數(shù)的20.8%；振動時效件20個，占總測量段數(shù)的10.4%；熱時效件有11個，占總測量段數(shù)的11.4%。
表3.6和表3.7是CW6163床身尺寸穩(wěn)定性檢測結果。該床身為4500×500×600mm，重量為1.5t。用8件靜置半年，每月測其導軌的平直性。每件17個測量段，每段橋距為200mm。
表3.5
	未時效件	振動時效件	熱時效件
較大月變形  μm	14	8	8
測量頻數(shù)	289	306	204
變形量
6μm以上	頻    數(shù)	36	8	9
	相對頻數(shù)	12.5%	2.6%	4.4%
變形量
9μm以上	頻    數(shù)	7	0	0
	相對頻數(shù)	2.4%	0	0
表3.6
	未時效件	振動時效件	熱時效件
較大月變形		27μm	12μm	14μm
測量頻數(shù)		45	45	30
變形量
6μm以上	頻    數(shù)	36	8	9
	相對頻數(shù)	12.5%	2.6%	4.4%
變形量
9μm以上	頻    數(shù)	7	0	0
	相對頻數(shù)	2.4%	0	0
從表3.5和表3.6中可見，熱時效和振動時效均可使較大變形減少一半以上，且大變形的頻數(shù)顯著降低。如月變形量6μm以上的頻數(shù)，未時效件是振動時效件的4.8倍，是熱時效件的2.9倍。而累計變形就較加明顯，變形11μm以上的頻數(shù)，未時效件是熱時效件的7.2倍，是振動時效件的9.6倍。
振動時效和熱時效都起著使尺寸穩(wěn)定而提高精度保持性的作用，而振動時效較**熱時效。這已為國內外大量試驗驗證而被廣泛應用。
二、振動時效提高工件抗靜、動荷載變形能力的作用
振動時效使構件的塑性變形在使用前提前發(fā)生，并降低殘余應力。因此振后的工件其彈性性能要比未振工件強，其抗靜、動荷載變形能力比熱時效工件還要好。
為了測定工件抗靜、動荷載變形能力，又做了有關的試驗。選用如圖3.5所示的試樣六件（應力框），每兩件為一組。分別做未時效、熱時效和振動時效三種不同處理，表面加工至▽6，并選如圖3.5所示1~7處為測點。實驗工況為抗靜載能力測試和抗動載能力測試。
1．抗靜載能力試驗
沒加荷載之前先測1~7點翹曲量。然后再在材料試驗機上平放，支距為200mm，在7點處加靜荷載1.4t，持續(xù)5分鐘，卸下后按同樣方法進行變形量的測量，結果列于表3.7中。



表3.7  變形量測試數(shù)據(jù)表
變
形
量
（μm）	變形量
范  圍	未時效件	振動時效件	熱時效件
		頻數(shù)
（次）	相對頻數(shù)
（%）	頻數(shù)
（次）	相對頻數(shù)
（%）	頻數(shù)
（次）	相對頻數(shù)
（%）
	0-50	7	58.3	10	83.3	6	50.0
	60-100	0	0	2	16.7	1	8.3
	110-160	5	41.7	0	0	5	41.7
表3.7中說明，在靜荷載作用下，未時效件在100~160μm的大變形占總測點的41.7%，熱時效件也占41.7%，而振動時效件卻為0。而小變形點（0~50μm），未時效件占58.3%，熱時效件占50%，而振動時效件占83.3%。試驗結果說明，熱時效降低了工件抗靜載變形的能力，而振動時效件卻提高了工件抗靜載變形能力25%以上。
2．抗動載能力的試驗
同靜載試驗一樣，在沒加載荷載之前測各點的翹曲量。再將應力框以懸臂夾持，并用ZS-1000S型振動臺以50Hz頻率、61V電壓進行振動處理20分鐘。取下后重新測量各點的變形。結果如表3.8所示。
表3.8
狀    態(tài)	未時效件	振動時效件	熱時效件
變
形
量
（μm）		頻數(shù)
（次）	相對頻數(shù)
（%）	頻數(shù)
（次）	相對頻數(shù)
（%）	頻數(shù)
（次）	相對頻數(shù)
（%）
	10~30	9	75.0	12	100	8	66.7
	40~60	1	8.3	0	0	2	16.7
	70~100	2	16.7	0	0	2	16.7
從表3.8中可以看出振動時效件的測點全落在小變形段上。大變形段上振動時效測點為0，而熱時效件與未時效件相等。不難得出結論：振動時效同樣提高了工件抗動載變形的能力，而熱時效卻降低了工件抗動載變形的能力。
其它床身的試驗結果也得出了相同的結論：振動處理的鑄件比不經時效的鑄件抗靜載能力提高30%左右，抗動載能力提高1~3倍，抗溫度變形能力也提高近30%。與經熱時效的鑄件相比，振動處理件的抗靜載能力提高40%以上，抗動載能力提高70%。

詞條
詞條說明
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