振動時效儀在大型齒條鍛件上的應(yīng)用

某生產(chǎn)混鐵爐的廠家，生產(chǎn)零件中有齒條鍛件。其材質(zhì)為42SiMn，粗而長，尺寸精度要求高，段坯外協(xié)。廠家進(jìn)行成品加工過程中，需要消除加工殘余應(yīng)力，減少變形。傳統(tǒng)的消除應(yīng)力方法是熱時效處理，但廠家沒有合適的退火爐，若砌筑臨時爐子應(yīng)急，不但費(fèi)時費(fèi)力，浪費(fèi)資源，而且臨時爐子不能確保爐溫均勻，有加劇應(yīng)力和變形的可能。因此，廠家繼續(xù)尋找新的方法代替，經(jīng)多次研究后，決定采用振動時效儀消除殘余應(yīng)力。

振動時效工藝及參數(shù)

由于該鍛件尺寸精度要求高，為了獲得最佳振動時效效果，效仿鍛件調(diào)質(zhì)處理——淬火+高溫回火工藝，我們采用高檔位強(qiáng)振，低檔位輔振相結(jié)合的振動時效技術(shù)，使鍛件內(nèi)部的殘余應(yīng)力得到更好松弛和均勻化，進(jìn)而穩(wěn)定鍛件的尺寸。采用聚航科技生產(chǎn)的JH-700A智能頻譜交流振動時效儀。

主振頻率的確定

任何一個工件都有固有頻率，它與工件的剛性成正比，與工件的重量成反比，工件振動掃描過程中，我們把波峰大而頻率最低的峰所對應(yīng)的頻率減去1-2HZ，作為振動時效的主振頻率，以確保工件振動效果的穩(wěn)定。

激振力的確定

考慮到鍛件較鑄件、鉚焊件剛性大的多，其所承受的主振頻率f的*佳動應(yīng)力也較大，為此確定該鍛件的激振力檔位為4-6檔。

工件激振點(diǎn)確定

激振器應(yīng)放在鍛件長度方向的中心處（即工件振動的波峰處），并應(yīng)與鍛件牢固地夾持為一個剛性統(tǒng)一體。

振動時間確定

一般情況下，振動時效時間經(jīng)驗(yàn)值為20-40min，該鍛件規(guī)定強(qiáng)振25min，輔振30min。

振動時效工藝參數(shù)的終確定

振動時效工藝參數(shù)的選擇是比較復(fù)雜的，除振動時效時間外，應(yīng)根據(jù)激振力大小、激振點(diǎn)和支承點(diǎn)，應(yīng)視鍛件振動時效效果，反復(fù)找兩、三次，使其更加合理，以便減小振動能量，獲得較大的振幅，進(jìn)行有效的振動時效。

振動時效效果

第一次振動時效

齒條粗加工外圓及齒頂大平面后，進(jìn)行第一次時效，此時齒條剛性較大，因此，選用5、6兩檔進(jìn)行振動時效。通過振動掃描，最后確定出第一次振動時效工藝參數(shù)。

第一次振動時效工藝參數(shù)表

第二次振動時效

齒條粗加工后進(jìn)行第二次振動時效，此時，齒條剛性大大減小，因此，其固有頻率減小，振動周期增加，故選用4、5檔進(jìn)行振動時效，且支撐點(diǎn)位置較第一次有所增加。通過振動掃描，最后確定出第一次振動時效工藝參數(shù)。

第二次振動時效工藝參數(shù)表

齒條尺寸精度最終檢測結(jié)果

全部精加工完畢，實(shí)測齒條軸線直線度自由誤差為0.1mm/m，要求直線度誤差小于0.6mm/m，完全符合圖紙要求，且經(jīng)安裝調(diào)試，運(yùn)轉(zhuǎn)良好，完全符合制造和使用要求，充分說明振動時效不僅能消除加工殘余應(yīng)力，減小鍛件變形，而且尺寸穩(wěn)定性很好。

總結(jié)

1. 采用振動時效儀消除齒條鍛件殘余應(yīng)力，不僅能夠消除和均化鍛件的加工殘余應(yīng)力，減小和防止鍛件變形，而且其尺寸精度穩(wěn)定性好。

2. 振動時效不影響鍛件表面質(zhì)量、而且耗能少，成本低，對環(huán)境污染小，操作簡單、靈活方便，使用環(huán)境要求低，生產(chǎn)周期短，是一項(xiàng)值得推廣應(yīng)用的新工藝。