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南京聚航科技有限公司
主營產(chǎn)品： 振動時效設(shè)備，殘余應(yīng)力檢測儀，應(yīng)力應(yīng)變測量，殘余應(yīng)力消除設(shè)備 |
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主營產(chǎn)品： 振動時效設(shè)備，殘余應(yīng)力檢測儀，應(yīng)力應(yīng)變測量，殘余應(yīng)力消除設(shè)備 |
2022-1-20 閱讀(4962)
蓋板是梳棉機上的一個關(guān)鍵零部件，為T型細(xì)長梁結(jié)構(gòu)，在成型過程中，因不均勻冷卻，會產(chǎn)生大量殘余應(yīng)力。由于殘余應(yīng)力會使工件尺寸向應(yīng)力松弛狀態(tài)變化，從而導(dǎo)致蓋板鑄件發(fā)生變形，為了減小蓋板變形，必須采取有效的技術(shù)措施，降低蓋板鑄件的殘余應(yīng)力并使之均勻化。以前都是采用熱時效消除應(yīng)力，但該方法難以達(dá)到要求，導(dǎo)致變形較大，廢品率較高。因此，廠家尋找了另一種消除應(yīng)力方法-振動時效去應(yīng)力。本文就是對蓋板進行振動時效處理，對振前振后的殘余應(yīng)力進行檢測驗證其有效性。
振動時效處理過程
由于蓋板屬于中小型鑄件，需采用振動平臺方法，每次可同時消除10-20根蓋板。采用JH-600A液晶交流振動時效設(shè)備，采用高速變頻伺服電機，激振力大、壽命長，適合所有工件時效處理，尤其是剛性工件。
確定蓋板鑄件組合結(jié)構(gòu)型式
根據(jù)蓋板鑄件結(jié)構(gòu)形狀特點和重量，確定由10根蓋板鑄件組合成型結(jié)構(gòu)，采用夾板連接。
確定激振參數(shù)
激振頻率選用組合結(jié)構(gòu)的一階固有頻率149.68HZ，激振力取為組合結(jié)構(gòu)重量的約1倍即30N，激振時間取15min。
激振處理
按確定的激振參數(shù)，按要求連接好鑄件和激振器，在自由狀態(tài)下激勵組合結(jié)構(gòu)振動。
振動時效處理效果驗證
振動前后殘余應(yīng)力比較分析
采用X射線方法對10根蓋板鑄件組合振動時效前后的宏觀殘余應(yīng)力進行測試，結(jié)果顯示，振動時效后應(yīng)力大幅度降低，且均勻性較好。
任選兩根97#鑄態(tài)蓋板和06#熱時效態(tài)蓋板對比，由殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)可以看出，無論是鑄態(tài)的97#蓋板，還是熱時效態(tài)的06#蓋板，均存在著較大的宏觀殘余應(yīng)力，其中*大應(yīng)力值97#為-236.739MPa，06#為-274.95MPa，振動時效后*大應(yīng)力值分別降低至-99.527MPa和-123.684MPa，降低幅度分別為57.95%和55%。各點間的*大應(yīng)力差97#為270.559MPa，06#為216.726MPa，振動時效后分別降至117.886MPa和77.786MPa，降低幅度分別為56.4%和84.9%，由于宏觀殘余應(yīng)力大幅度降低和均勻化，蓋板因應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的變形大大減少，這可大幅度提高蓋板的尺寸穩(wěn)定性。
單件振動時效與組合振動時效效果比較
經(jīng)過一年自然時效的單件蓋板振動時效前后殘余應(yīng)力變化情況表明，振動時效后的各點應(yīng)力*大降低幅度為295.8MPa，最小降低幅度為-49.3MPa，振動前各點*大應(yīng)力差為197.2MPa，振動后減小到147.9MPa。而10根蓋板組合振動時效，06#熱時效態(tài)蓋板振動時效后的各點應(yīng)力*大降低幅度為155.58MPa，最小降低幅度為-47.201MPa，振動前各點間的*大應(yīng)力差為216.7MPa，振動后減小77.786MPa，可見，10根蓋板鑄件組合振動時效的總體效果優(yōu)于單件振動時效。
總結(jié)
1. 采用振動平臺進行振動時效處理，可大大降低和均化殘余應(yīng)力，提高了蓋板的尺寸穩(wěn)定性，與熱時效相比，效率高、效果好、成本低等優(yōu)點。
2. 除了本文研究的鑄造應(yīng)力外，在蓋板的機械加工過程中，在切削力的作用下，鑄件表層被擠壓、撕裂，會產(chǎn)生較大的切削應(yīng)力；同時，由于表層部分地被剝離，鑄件上原本平衡的應(yīng)力均發(fā)生變化，切削應(yīng)力的產(chǎn)生和鑄造應(yīng)力的重新分布，導(dǎo)致蓋板變形，為解決這一問題，可在蓋板粗加工后進行二次振動時效。
