南京聚航科技配合某鑄鐵件基座廠家使用熱時(shí)效、JH頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備對(duì)鑄鐵件機(jī)座進(jìn)行時(shí)效處理，比較兩種時(shí)效處理對(duì)工件在尺寸變化量、殘余應(yīng)力、梯度值、成本等方面的影響。
試驗(yàn)的工件是鑄鐵件HT250機(jī)座。基座中有殘余應(yīng)力，在機(jī)座加工后會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，傳統(tǒng)的時(shí)效方法是熱時(shí)效，這種方法耗能大、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不易配爐。更重要的是爐溫均勻性差，升、降溫速度不易控制，易產(chǎn)生二次殘余應(yīng)力、微觀裂紋，甚至造成鑄件報(bào)廢。頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效具有耗能少，時(shí)間短，效果顯*等特點(diǎn)，所以廠家決定嘗試使用JH頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行處理。
在制造加工中分別使用JH頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備和熱時(shí)效爐，對(duì)比兩者的工藝效果。如果在機(jī)座粗加工結(jié)束后，再加一道時(shí)效消除殘余應(yīng)力，可以提高機(jī)座在后面精加工工藝中的精度。在機(jī)座粗加工結(jié)束后分別使用頻譜振動(dòng)時(shí)效和熱時(shí)效工藝，然后測(cè)量各時(shí)效前后的主要尺寸變化情況，通過(guò)數(shù)據(jù)比較分析JH頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備和熱時(shí)效的消除殘余應(yīng)力效果。
熱時(shí)效工藝方案
熱時(shí)效工藝方案是在機(jī)座粗加工結(jié)束后，把機(jī)座放進(jìn)熱時(shí)效爐熱處理，釋放機(jī)座中的殘余應(yīng)力。在爐溫200℃下，以小于100℃/h的速度降溫，降到200℃/h即爐溫位置。*后冷卻到常溫。
頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效工藝方案
振動(dòng)時(shí)效工藝包括支撐點(diǎn)的選擇、激振點(diǎn)的確定、傳感器的安放位置、主振頻率的確定、激振力的大小、振動(dòng)時(shí)效處理時(shí)間的確定。
選擇合適點(diǎn)檢測(cè)x、y、z三個(gè)方向的應(yīng)力分布狀態(tài)。工件的支撐點(diǎn)為橡膠襯墊，防止地面對(duì)振動(dòng)的阻尼作用，支撐點(diǎn)選擇在鑄鐵機(jī)座振動(dòng)的節(jié)線處。激振點(diǎn)在工件*心底部，便于激振到位。傳感器安裝在底座端部。激振力的大小通過(guò)調(diào)節(jié)偏心距獲得。振動(dòng)時(shí)間由共振頻率及振幅等參數(shù)變化情況來(lái)確定。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較分析結(jié)論
熱時(shí)效和頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效對(duì)應(yīng)力的釋放和尺寸的穩(wěn)定性都有明顯的效果。
熱時(shí)效的尺寸變化在﹣0.13~0.44mm，JH頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備對(duì)工件處理后尺寸變化量在﹣0.11~0.45mm之間。
熱時(shí)效方案和頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效方案在尺寸穩(wěn)定的控制上都很好。
在殘余應(yīng)力消除率上看，JH頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備處理的效果明顯。
熱時(shí)效能消除機(jī)座殘余應(yīng)力的60%，頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效能消除61%，頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效與熱時(shí)效消除殘余應(yīng)力效果比較接近。
從經(jīng)濟(jì)效益上比較，使用JH頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備比使用熱時(shí)效處理節(jié)能（21.14-0.76）/21.14×*＝96.4%，成本降低（119.2-2.0）/119.2×*＝98.32%，頻譜諧波振動(dòng)時(shí)效設(shè)備與熱時(shí)效處理，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
