振動(dòng)應(yīng)力消除簡稱VSR,是用可控的振動(dòng)能量對(duì)金屬工件進(jìn)行處理,以消除工件的殘余應(yīng)力。VSR對(duì)穩(wěn)定零件的尺寸精度有很好的作用。振動(dòng)時(shí)效使零件產(chǎn)生塑性變形,減少和均勻化殘余應(yīng)力,提高材料的變形抗力,這無疑是零件尺寸精度穩(wěn)定的根本原因。從殘余應(yīng)力松弛和零件變形分析可以看出,殘余應(yīng)力的存在和不穩(wěn)定性引起應(yīng)力松弛和重新分布,導(dǎo)致零件塑性變形。因此,通常采用
超聲波時(shí)效儀來消除和降低殘余應(yīng)力,尤其是危險(xiǎn)的峰值應(yīng)力。VSR還可以減少殘余應(yīng)力,經(jīng)振動(dòng)處理后,零件的殘余應(yīng)力通??山档?0%~30%,有時(shí)可達(dá)50%~60%。同時(shí)還可以降低峰值應(yīng)力,使應(yīng)力分布均勻。
除了殘余應(yīng)力值外,決定零件尺寸穩(wěn)定性的另一個(gè)重要因素是松弛剛度,即零件的變形抗力。有時(shí),零件雖然有較大的殘余力,但由于其抗變形能力強(qiáng),不會(huì)造成較大的變形。在這方面,超聲波時(shí)效儀也起到了明顯的作用。根據(jù)VSR的加載試驗(yàn)結(jié)果,VSR零件的變形抗力不僅高于非時(shí)效零件,而且也高于熱老化零件。通過振動(dòng)對(duì)材料進(jìn)行強(qiáng)化,以穩(wěn)定零件的尺寸精度。下面來具體分析一下哪些原因會(huì)造成時(shí)效儀的失效。
一、精度分析
1、如要求直線度、圓柱度、同軸度等,應(yīng)消除中間應(yīng)力,因?yàn)槿绻庸で昂蠹肮ぷ鳁l件下對(duì)端中間應(yīng)力發(fā)生變化,可產(chǎn)生彎曲振動(dòng)模態(tài)從端面的所有方向。
2、如果要求平整度,也是消除中間部分應(yīng)力的關(guān)鍵,但除了彎曲振動(dòng)方式外,還必須使用扭轉(zhuǎn)振動(dòng)方式。
3、如果要求同軸度,如箱形工件,應(yīng)盡量使用大激振力,并選擇彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)相結(jié)合的方式。
二、工作負(fù)荷
如果后期工作載荷主要產(chǎn)生彎曲變形,應(yīng)采用彎曲振動(dòng)方式;如果后期工作載荷主要產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形,則應(yīng)采用扭轉(zhuǎn)振動(dòng)方式。
三、工況故障原因
如果超聲波時(shí)效儀以后可能出現(xiàn)變形問題,可以使用大激振力進(jìn)行振動(dòng);如果后期出現(xiàn)開裂,應(yīng)盡量選擇較小的激振力進(jìn)行長時(shí)間的振動(dòng)。
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超聲波消除應(yīng)力設(shè)備主要應(yīng)用于以下三個(gè)方面