數(shù)控機床床身振動時效工藝方案的確定

數(shù)控機床的床身為鑄件，由于機床床身在鑄造及粗加工后，存在殘余應力，且殘余應力不穩(wěn)定性，造成應力松弛和應力的再分布，使工件產生變形，影響機床精度，因此需要在粗加工后使用JH振動時效設備消除殘余應力。在振動時效過程中，工件處在外部激振器激振力的持續(xù)作用下，*件處于“受迫振動”時的一個特殊狀態(tài)，即在激振器所產生的周期性外力的作用下使*件產生共振，從而使工件的殘余應力得到部分消除和均化，從而達到時效的目的。

數(shù)控機床床身振動時效工藝方案的確定包括以下幾個方面的內容：支撐點的選擇；激振點的選擇；傳感器安放位置；主振頻率的確定；激振力的大小；振動時間的確定。

1、支撐點的選擇

機床床身的支撐選用4個橡膠墊作支撐，支撐點選擇在機床床身振動的節(jié)線處。選擇節(jié)線處作支撐點，以避免*件和支撐物在振動時因相互撞擊而消耗能量和產生噪音，同時可以減小能量，獲得較大的振幅。其方法是在振動時，在機床床身的導軌面上拋撒砂子，砂子聚集處位置為節(jié)線位置，將位置作為支撐點。

2、激振點和傳感器位置選擇

當對工件進行振動時，其振動值*大處稱為波峰。激振器夾持在工件波峰處，這樣激振器即可以*小能量激發(fā)工件產生較大振動。傳感器放置在另一波峰處有利于振動信號的拾取，因為傳感器所拾取的信號一般需經放大器放大后才能進行后續(xù)處理。將激振器剛性地固定在床頭箱部位一邊的波峰處，傳感器固定在遠離激振器且振幅較大的床身靠端部的平面導軌上。

3、主振頻率的確定

激振頻率的選擇與工件本身的形狀、重量、材質和剛性等因素有關。機床床身的固有頻率用JH振動時效設備的掃頻功能來確定。在掃頻的過程中，工件有時候會出現(xiàn)幾個共振峰。在一般情況下，時效處理應選擇在一階亞共振區(qū)進行，亞共振區(qū)是指一階共振峰的前沿，即*大加速度值的1/3～2/3處，這一點的頻率就是振動主頻率，這樣不會對工件造成疲勞損傷，相反還會提高工件的疲勞壽命。

4、激振力的確定

激振力的大小通過調節(jié)偏心距獲得，所以振動時效是簡諧激勵下的受迫振動。機床床身內部動應力的大小除與激振力的大小有關外，還與振型、頻率等有關，即與機床床身的剛度和振動時的支撐狀態(tài)有關，也就是說當激振頻率和振型為機床床身的某價固有頻率和振型時，才可以發(fā)生共振，獲得較大振幅，相應的動應力也較大，降低殘余應力的效果也較好。根據(jù)振動時效機理，確定激振力大小的原則是激振器產生的動應力的幅值與殘余應力之和應稍大于機床床身的屈服強度，而動應力的值應小于疲勞*限。

5、振動時間的確定 

在振動時效的處理過程中，隨著殘余應力的降低和勻化，工件的共振頻率及振幅（或動應力）等均隨之變化，當殘余應力的降低和勻化過程完成后，這些參數(shù)也隨之穩(wěn)定，這樣振動時效的時間可由這些參數(shù)的變化情況來確定。

利用振動時效消除機床床身鑄件殘余應力長期實踐表明，JH振動時效設備能有效地消除和均化機床床身的殘余應力，并取得明顯的效果；JH振動時效設備大大縮短了機床床身的制造時間，提高了生產效率和經濟效益，解決了制造過程的變形問題，提高了機械制造質量。