震動時效基本工藝方法

基本工藝方法振動時效的效果是通過正確的工藝方法來實(shí)現(xiàn)的，工藝方法包括振動頻率的選擇，激振點(diǎn)及支承點(diǎn)和振動時間確定等。RSR2000（G）系列具備高度智能化的專家級軟件系統(tǒng)，能完全自動完成振動時效工藝的整個電控過程，包括主振和副振頻率的選擇，時效處理的時間確定和區(qū)分不同類型結(jié)構(gòu)件的工藝過程等，能提供相當(dāng)準(zhǔn)確的加工資料和符合標(biāo)準(zhǔn)的曲線?？赏耆藶檎`差和避免因操作疏忽而造成不可挽回的損失。由于在實(shí)際運(yùn)用中，不同的結(jié)構(gòu)件有著不同的工藝方法，經(jīng)驗(yàn)的積累是完成工藝工作必不可少的事，在本篇中介紹的基本工藝方法可供參考。但要提醒各位的是RSR2000（G）系列完善的軟件控制系統(tǒng)具備在各種情況下（包括外部工藝即激振點(diǎn)和支承點(diǎn)選擇不適當(dāng)）可自動調(diào)節(jié)完成振動時效工藝過程的電控操作過程，并且取得最佳的處理效果。以下就振動時效工藝的基本方法簡要介紹，供在實(shí)際操作中使用手動和半自動時的參考。一、基本工藝參數(shù)1、 振動頻率的選擇振動時效是在激振器所產(chǎn)生的周期性外力一一激振力的作用下在某一頻率使金屬結(jié)構(gòu)件共振，產(chǎn)生足夠的動應(yīng)力來致使內(nèi)部殘余應(yīng)力消除或勻化來達(dá)到時效目的。每一種金屬結(jié)構(gòu)件均有幾種不同振型的共振頻率，與結(jié)構(gòu)件本身的形狀、重量、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)鋼性等因素有關(guān)。振動時效設(shè)備在一定的頻率范圍內(nèi)通過掃頻可檢測出不同振型的數(shù)個共振頻率（即出現(xiàn)振動最大的峰值頻率），在正常情況下RSR2000（G）會自動選擇最佳的共振頻率為主振頻率（其振型稱為主振振型），為補(bǔ)充主振振型的不足，在5%的情況下還需選擇與主振型不同的另一次低共振頻率為附振頻率（其振型稱為附振振型）。RSR2000（G）系列設(shè)備對主振頻率和附振頻率的選擇是由軟件完成的，其選擇準(zhǔn)確性高并且避免了人為因素造成的加工效果不佳等。對于某些特殊結(jié)構(gòu)件，可能其共振頻率超出了設(shè)備的頻率范圍，此時可選擇大激振力的設(shè)備（如3508）采用“分頻法”——即在一階共振頻率的對應(yīng)1/3和1/5等頻率上對工件進(jìn)行時效處理。2、 振動幅值的選擇時效處理的振動一般選擇在亞共振區(qū)，亞共振區(qū)即共振峰值的前沿對應(yīng)最大振動幅值的1/3-2/3處。選擇亞共振區(qū)進(jìn)行時效處理，不會對結(jié)構(gòu)件造成任何疲勞損傷，相反還會提高工件的疲勞壽命（具體見JB/T9526）。RSR2000（G）通過自動分析軟件自動選擇振幅，在時效加工過程中自動檢測振幅的變化，實(shí)現(xiàn)自動頻率調(diào)節(jié)控制振幅。3、 激振力的確定激振力的大小是通過工件承受動應(yīng)力值大小來衡量的，是振動時效工藝的一個重要參數(shù)，直接影響振動時效的效果，RSR2000（G）系列通過改變偏心輪的偏心距即可調(diào)節(jié)激振力大?。词┘佑诮Y(jié)構(gòu)件的動應(yīng)力的大?。?。RSR系列設(shè)備用加速度值間接反映動應(yīng)力值的大小，一般來說動應(yīng)力大則相應(yīng)的加速度大，對于不同的結(jié)構(gòu)件在時效處理時對動應(yīng)力的要求不一樣，主要結(jié)構(gòu)件的激振力可參照下表所列的主振頻率和附振頻率的加速度峰值來進(jìn)行。激振力調(diào)節(jié)對應(yīng)加速度選擇表:選擇最佳峰值（m/s2選擇最佳峰值（m/s2）可適應(yīng)峰值（m/s2）類型黑焊接件60-12040-140色金屬鑄造件40-8040-140平臺件40-8040-140鋁焊接件50-9040-110鑄造件40-6040-110平臺件40-6040-110銅焊接件50-10040-120合金鑄造件40-8040-120平臺件40-8040-120在有條件的情況下我們也可用動態(tài)電阻應(yīng)變儀來實(shí)際測量動應(yīng)力，用以確定激振力的大小，有關(guān)數(shù)據(jù)的表明，在共振頻率下，最佳動應(yīng)力為：焊接結(jié)構(gòu)件為0.07-0.10KN/mm2，鑄鐵件不小于0.015KN/mm2。RSR2000（G）系列的激振力為輪式無級調(diào)節(jié)方式，用戶可根據(jù)實(shí)踐來選擇合適的激振力，還可根據(jù)計算公式來確定激振力的大小：F=(Q/G)32rsin(wt)F—激振力（KN） Q一偏心環(huán)重（kg/100）G—重力加速度 co一角速度 r一偏心距（山口）4、激振點(diǎn)和支撐點(diǎn)的選擇當(dāng)金屬結(jié)構(gòu)件以某種振型的共振頻率振動時，其振動值最大處稱為波峰，最小處稱為波節(jié)（也稱為節(jié)線或節(jié)點(diǎn)）。正確的選擇方法是以主振頻率的振型為主，兼顧輔振頻率的振型，激振器夾持在工件振峰處。支承點(diǎn)盡可能選擇在振動的波節(jié)處，傳感器則應(yīng)放在遠(yuǎn)離激振器的另一波峰處。下圖為一梁形工件的工藝安裝示例。主Jen仁-T,--一一一一:工件放置于支承體上，應(yīng)保持水平穩(wěn)定，激振器夾持面應(yīng)平整，保證底部與工件可靠的面接觸。支承體應(yīng)選擇定彈性的材料（如橡膠、輪胎、泡沫塑料和木材等），超大型工件還可以選擇較松軟的土地，以減少工件一一支一地基三者之間的剛性行擊。主Jen仁-T,--一一一一如何尋找和確定工件的波峰和波節(jié)，常用的方法是：（1） 撒沙法工件在共振頻率上激振時，如果在工件平面的各部位撒一些干沙，觀察沙粒振動形成的狀態(tài)：沙子集聚在位置為波節(jié)，跳動激烈點(diǎn)為波峰。（2） 傳感器測試法將傳感器依次放在工件不同的位置上，觀察加速度值的大小，最大值處為波峰，最小值處為波節(jié)。確定主振頻率（即主振振型）的波峰和波節(jié)的位置后，再按激振點(diǎn)及支承點(diǎn)的選擇原則調(diào)整支承和激振器的位置，這樣可獲得最佳的振動效果。RSR2000（G）系列由于具備高度智能化的專家級軟件系統(tǒng)，因此只要基本符合主振頻率（主振振型）的工藝即可，要求并不很高，即使工藝準(zhǔn)確性不夠軟件也會自動判斷效正，一般情況下，可不必考慮作為補(bǔ)充的輔振頻率（輔振振型）的激振點(diǎn)和支承點(diǎn)位置是否準(zhǔn)確等情況，即可完成多振型處理的全自動過程。5、激振時間的確定在振動時效的處理過程中，隨著殘余應(yīng)力的降低和勻化，工件的共振頻率及振幅（或動應(yīng)力）等均隨之變化當(dāng)殘余應(yīng)力的降低和勻化過程完成后，這些參數(shù)也隨之穩(wěn)定，這樣振動時效的時間可由這些參數(shù)的變化情況來確定。RSR2000（G）系列完全摒棄了手動操作，并且其高度智能化的軟件系統(tǒng)保證了全自動工藝過程的完成，適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境，因此完全避免了人為誤差，尤其是杜絕了生產(chǎn)過程中弄虛作假的情況，為產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)提供了可靠的依據(jù)。典型工件的工藝示范在實(shí)際加工中，工件的重量、體積、結(jié)構(gòu)和形狀是千變?nèi)f化的，因此大部分情況下對某種工件沒有進(jìn)行振動時效之前是不可能準(zhǔn)確地給出各種工藝參數(shù)。工件的主振頻率、輔振頻率、激振力的大小、激振點(diǎn)和支承點(diǎn)的位置等各種工藝參數(shù)，必須通過調(diào)整才能得出。但并不是說對各種各樣的工件工藝毫無規(guī)律可言，特別是對工件的激振點(diǎn)和支撐點(diǎn)的確定，在一些典型工件上是有規(guī)律可循的，其它形狀的工件可參考這些典型工件來大致確定，并逐步進(jìn)行調(diào)整。在大量的振動時效加工實(shí)踐中，通過試驗(yàn)和總結(jié)，對于一些典型工件，如梁型，環(huán)型和矩型工件等，其激振點(diǎn)和支撐點(diǎn)位置是可基本確定的，具體屬于哪種類型，以工件底部形狀確定。1、梁型工件梁型工件是指長度大于寬度許多的工件，如行車大梁等。這種工件的支撐一般為兩點(diǎn)（每一點(diǎn)用兩個橡膠墊）分別位于距兩端（2/9）L處，激振器一般安裝于中心位置處，也可安裝于兩端，傳感器則位于遠(yuǎn)離激振器的波峰處。在主振頻率上一般為彎曲振型，其節(jié)線一般位于距兩端（2/9）L處，因此支撐點(diǎn)位置是合適的，激振器一般放在1處，也可在2、3處，傳感器則可放在1、2、3任何一處，但應(yīng)避開激振器。2、環(huán)形工件

環(huán)形工件的主振振型一般是沿周邊的環(huán)狀波動彎曲振型，其節(jié)線數(shù)量常為3的整數(shù)倍，一般支撐點(diǎn)可按三點(diǎn)均勻（120。）分布，激振器裝在任意兩點(diǎn)之間。有時根據(jù)節(jié)線數(shù)量的不同（即不為三的整倍數(shù)）時，可使用四點(diǎn)十字形支撐或三點(diǎn)非均布支撐——即使其中兩支撐點(diǎn)夾角為1500——1700之間，激振器則位于這兩點(diǎn)之間或稍偏，另一支撐點(diǎn)則為于另一邊兩支撐點(diǎn)中間。傳感器位于遠(yuǎn)離激振器的波峰處。3、矩型工件矩型工件隨著長寬比的不同。其主振振型有彎曲振型和扭曲振型兩種。一般來說長寬比較?。唇咏叫危┑墓ぜ髡裾裥屯ǔ榕で裥停渲吸c(diǎn)為三點(diǎn)。而長寬比較大（即長方形）的工件主振振型通常為彎曲振型，其支撐點(diǎn)為四點(diǎn)。激振器一般放置于1處，也可在2、3處，傳感器則必須避開激振器位置，選擇1、2、3任意一處。

4、小型件的平臺振動處理小型件通常指幾公斤至幾百斤的工件。這些工件較小，若一件件地對其進(jìn)行振動時效，有著諸多方面的困難，如共振頻率高且超出設(shè)備的頻率范圍和激振器裝夾不了等。還有一種工件（如圓柱形）因形狀限制使激振器無法裝卡。在這種情況下，可采用平臺振動時效法，即將數(shù)個至數(shù)十個工件裝在一特制平臺上，使平臺與工件進(jìn)行振動，同樣可以達(dá)到時效效果。平臺的結(jié)構(gòu)一般采用長矩形，長寬比選擇3-4左右比較好（如長*寬=5000*1600mm2），厚度以30-50mm為宜，激振器可采用夾持或螺孔安裝。由于平臺為長矩形，主振型為彎曲振型，因此采用