035柴油機身消除應力傳統方法是熱時效工藝,但此工藝不僅耗能大,而且成本高,易使工件表面產生氧化皮。生產廠家急需尋找另一種高效方法代替,于是,找到聚航科技,希望我們能夠幫他們解決這一問題。通過研究商量后,決定采用振動時效工藝消除應力。以下就是振動消除應力的步驟。
工件情況及選用的設備
035柴油機機身鑄件屬于大型復雜件,其外形尺寸為4200*1300*900(mm),重5.2t,材質為HT2000。設備選用JH-700智能頻譜交流振動時效設備。
振動時效工藝參數選擇
激振力的選擇
在振動時效工藝參數中,重要的就是激振力。激振力小,工件內激起的動態響應就小,內部的應力場不易改變,故須對工件施加足夠的激振力;但激振力也不能過大,否則會給工件帶來損傷或破壞。根據振動時效工藝標準,對鑄件進行振動時效處理時,在其上的動應力應為20-30N/mm2,所以我們利用動靜態應變儀來調整激振力的大小,后確定035柴油機機身的激振力為2.4KN、1.4KN。
激振頻率的選擇
激振頻率是指對工件進行振動時效處理時激振器的工作頻率。一般情況下,激振器的工作頻率在工件固有頻率對應的振幅的2/3處,低于共振頻率。由于在共振頻率處,激振器的轉速不易控制,稍有變化,就影響到整個時效的效果,一般選在亞共振區。035機身的激振頻率為120HZ。
激振時間的選擇
激振時間是指對工件進行振動時效處理的時間,在處理過程中,殘余應力的降低、均化一般主要發生在初的幾個循環;隨著工件內部應力場的降低、均化,工件內的阻力下降,固有頻率降低,振幅升高;當內部應力場穩定后,這些變化為一恒定值,此時時效處理即已定成。這段時間即為時效時間。這也可以從振動幅值-時間曲線上看出,從開始上升到變為平直。對035機身,激振時間為30min。
激振器的安裝及支撐點的選擇
激振器一般選擇在工件波峰處,強度較大的地方。支撐點應選擇在工件的波節處。加速度計則放置在與激振器相對的地方。
實踐證明,振動時效可有效地消除和均化殘余應力,與熱時效效果相當,但更高效、節能。對于那些無需改變組織狀態、非加工硬化的材料,*可以取代熱時效。
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