1引言

機床市場竟爭十分激烈，市場竟爭即是質(zhì)量的競爭，也是交貨期的競爭。機床床身直線度是機床的基礎(chǔ)精度。而機床生產(chǎn)中，床身是基礎(chǔ)件，所有裝配工序都在床身上完成。生產(chǎn)不出合格的床身其它生產(chǎn)過程就無法進行。而鑄件生產(chǎn)周期又長，是影響機床生產(chǎn)周期的重要因素?？焖儆行У叵T件殘余應力，是機床制造業(yè)為保持鑄件精度穩(wěn)定性而關(guān)注的熱點問題。消除鑄件應力的方法概括起來主要有自然時效法、振動時效法和熱時效法。而選取適合的消除應力的工藝方法對加快企業(yè)生產(chǎn)有著很重要的作用。

2鑄件殘余應力簡介

21殘余應力簡介

鑄鐵件在高溫下澆注，在凝固冷卻過程中，因溫度下降而產(chǎn)生收縮和發(fā)生相變，如收縮和相變受到阻礙，便會在鑄件中產(chǎn)生鑄造應力。鑄造應力按其形成原因可分為熱應力、相變應力和機械阻礙應力三種。鑄造應力是熱應力、相變應力和機械應力三者之和。

2 2殘余應力的危害

由于鑄件應力的存在會對鑄件造成很大的影響，會使鑄件的強度和疲勞   降低，影響鑄件的使用壽命；殘余應力容易使工件變形而影響精度的穩(wěn)定性；對已安裝在機床上的鑄件由于應力使工件變形而影響整機的精度。

23常用的消除應力的方法

(1)自然時效法自然時效消除應力效果好，但要達到有效消除殘余應力的目的，就要使鑄件長期暴露的空氣中數(shù)年。長時間的放置   不適合現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)，一般不予采用。

(2)熱時效法熱時效能有效消除應力，但對設(shè)備成本高、耗能高，根據(jù)時效窯的功率不同一般需要30h以上。是普通使用的消除殘余應力的工藝方式。但在能源日益緊張的情況下，也不適合應用，而且其經(jīng)濟成本高，不符合企業(yè)生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益。所以需要尋找一種能夠替代熱時效的工藝方法。

(3)振動時效法振動時效的實質(zhì)是以振動的形式給工件施加附加應力。當附加應力與殘余應力疊加后，達到或超過材料的屈服   時，工件發(fā)生微觀或宏觀的塑性變形，從而降低和均化工件的殘余應力，從而使工件幾何尺寸得到穩(wěn)定。該工藝方法耗能低、設(shè)備簡單使用方便，目前得到廣泛應用。

3諧波振動消除鑄件應力的實驗情況

頻譜諧波振動時效是一種以循環(huán)載荷的形式施加于零件上的一種附加應力。當工件受到振動，施加于零件上的交變應力與零件中的殘余應力疊加。當應力疊加的結(jié)果達到   的數(shù)值后，在應力集中較嚴重部位就會超過材料的屈服   而發(fā)生塑性變形。量檢測方面的工作。

這塑性變形降低了該處殘余應力峰值，并強化了金屬基體，而后振動又在另一些應力集中較嚴重的部位上產(chǎn)生同樣作用，直至振動附加應力與殘余應力疊加的代數(shù)和不能引起任何部位的塑性變形為止，此時，振動消除和均化殘余應力及強化金屬的過程就結(jié)束。

頻譜諧波模式不需掃描，通過傅立葉方法對工件進行頻譜分析找出工件的幾十種諧波頻率，在這幾十種諧波頻率中優(yōu)選出對消除工件殘余應力效果較佳的五種不同振型的諧波頻率進行時效處理，較大動應力方向有5個，達到多維消除應力，提高尺寸精度穩(wěn)定性的目的。

采用諧波振動的工藝方法消除鑄件床身應力后，床身的變形量比未采取措施的床身的變形量小0.023 mm而比采用熱時效消除應力的床身的變形量小0.09mm。充分說明諧波振動的方法消除鑄件殘余應力是有效的消除應力的工藝方法。采用諧波振動的方法消除鑄件殘余應力與熱時效相比，在設(shè)備投入、場地環(huán)境的要求、速度、耗能、經(jīng)濟效益等方面有著較大的優(yōu)越，是一種非常有效的工藝手段，有著廣泛的應用前景。