某生產(chǎn)套筒類零件廠家一直以來(lái)都是采用熱時(shí)效方式消除應(yīng)力，但此方法消耗了大量的人力物力。所以急需尋找另一種高效的方法代替。廠家找到聚航科技，希望我們能夠提供一種高效消除應(yīng)力方法。

經(jīng)過(guò)雙方探討后，我們決定采用振動(dòng)消除應(yīng)力方法。以下就是振動(dòng)時(shí)效工藝的分析和設(shè)計(jì)。

試驗(yàn)零件情況

該批生產(chǎn)的產(chǎn)品屬于易變形的薄壁套筒類零件，但毛胚和半成品結(jié)構(gòu)剛性大。對(duì)產(chǎn)品精度和強(qiáng)度及耐磨均要求較高，內(nèi)孔尺寸精度*高為6-7級(jí)，尤其是對(duì)精度穩(wěn)定性要求高。該產(chǎn)品批量大、規(guī)格多，毛胚徑向大尺寸700mm以上，長(zhǎng)工件1000mm以上；成品徑向小尺寸小于200mm，小壁厚8mm。毛胚采用離心澆鑄合金鑄鐵支撐，經(jīng)熱時(shí)效處理，內(nèi)孔精加工并強(qiáng)化熱處理后，再行精細(xì)加工。由于零件徑向尺寸變化大，需大量強(qiáng)力切削，從多次熱加工到強(qiáng)力切削，工件中的殘余應(yīng)力不斷變化，且工件屬于易變形的薄壁套筒類零件，要使加工達(dá)到精度要求并確保尺寸穩(wěn)定，時(shí)效處理尤為重要。

振動(dòng)消除應(yīng)力工藝分析與設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)上首先考慮工件安裝與振動(dòng)臺(tái)的設(shè)計(jì)，此套筒類工件必須多件大小組合縱向排布（多9件組合），臥式安裝，這不同于熱時(shí)效時(shí)的直立方式，要安裝平穩(wěn)牢靠且傳遞振動(dòng)不得有中間介質(zhì)。另外需采取多點(diǎn)、多頻施振方案，以確保工件在高頻、低頻振動(dòng)后殘余應(yīng)力*趨于平衡狀態(tài)，終取得*佳振動(dòng)效果，另外，加速度計(jì)應(yīng)放在遠(yuǎn)離激振點(diǎn)的工件上，以獲得真實(shí)的振動(dòng)信號(hào)。

理論上講，只要被振工件在任何振動(dòng)頻率下動(dòng)應(yīng)力足夠大，就可以達(dá)到均化殘余應(yīng)力和穩(wěn)定尺寸的效果。但該產(chǎn)品半成品結(jié)構(gòu)剛性較大，采用常規(guī)振動(dòng)平臺(tái)處理可能會(huì)減低工件內(nèi)部的動(dòng)應(yīng)力，會(huì)影響振動(dòng)時(shí)效的效果。通過(guò)有限元分析和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)并模擬試驗(yàn)，使平臺(tái)和裝夾裝置的剛性足夠大，用小的能量激發(fā)工件產(chǎn)生較大的動(dòng)應(yīng)力，有效地將振動(dòng)能量傳遞到工件體上，使振動(dòng)平臺(tái)中發(fā)生彈性變形。將激振器放置在兩支點(diǎn)的波峰處，使偏心輪的旋轉(zhuǎn)面垂直于支點(diǎn)的平面，從而使平臺(tái)產(chǎn)生彎曲共振，這種振動(dòng)使裝夾在平臺(tái)上的工件產(chǎn)生較大的動(dòng)應(yīng)力。

振動(dòng)消除應(yīng)力工藝操作

選擇JH-700智能頻譜交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)原加工工藝進(jìn)行加工和強(qiáng)化處理，并在全過(guò)程中對(duì)試件的幾何尺寸和形位公差進(jìn)行跟蹤測(cè)量。

調(diào)整偏心角進(jìn)行預(yù)處理。在支點(diǎn)和激振點(diǎn)都不變時(shí)，可以采用不同頻率。如果激振器功率較大，還可以采用強(qiáng)迫振動(dòng)。由于振動(dòng)波長(zhǎng)改變后，動(dòng)應(yīng)力的峰值區(qū)域也發(fā)生變化，所以每次改變頻率時(shí)都應(yīng)改變加速度計(jì)的位置。先用手動(dòng)模式確定激振器偏心角和加速度計(jì)的位置，然后按全自動(dòng)運(yùn)行模式進(jìn)行振動(dòng)，設(shè)備控制系統(tǒng)具有自動(dòng)、手動(dòng)振前掃頻功能，得出工件本身固有頻率，并自動(dòng)選擇*佳亞共振峰，動(dòng)態(tài)跟蹤工件內(nèi)殘余應(yīng)力的變化，實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，直至檢測(cè)到穩(wěn)定的A-T曲線。設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行振后掃頻和記錄工藝數(shù)據(jù)、曲線，后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)比較時(shí)效前后及過(guò)程中工件有效固有頻率及其加速度等參數(shù)的變化定性判斷時(shí)效效果。

在加工中和產(chǎn)品出廠6個(gè)月后，全過(guò)程對(duì)試件幾何尺寸和形位公差進(jìn)行跟蹤測(cè)量，采取盲孔法、掃描法精度對(duì)比法進(jìn)行定量和定性檢測(cè)分析。粗加工后與時(shí)效處理后精度測(cè)量大變形量為0.35mm，精加工后與表面強(qiáng)化處理后大變形量為0.04mm，表面強(qiáng)化處理后與再時(shí)效處理后大變形量為0.01mm，精細(xì)加工后的成品與出廠6個(gè)月的產(chǎn)品大變形量為0.002mm。

經(jīng)實(shí)踐證明，在生產(chǎn)這種薄壁套筒類零件過(guò)程中，振動(dòng)消除應(yīng)力技術(shù)可以滿足產(chǎn)品的尺寸精度和穩(wěn)定性要求。