振動時效設備在鑄鋁合金框架變形案例中的應用

現(xiàn)在鑄鋁合金框架的應用越來越多，加工后易變形、尺寸不穩(wěn)定的問題也得到重視。而導致這一問題的出現(xiàn)就是因為鑄鋁合金存在殘余應力，引起工件變形，進而造成鑄鋁合金的框架尺寸不穩(wěn)定，因此我們要解決這個難題。生產(chǎn)廠家找南京聚航，希望我們能夠消除鑄鋁合金框架的殘余應力。通過談論商量后，我們決定采用振動時效工藝消除鑄鋁合金框架的殘余應力。采用JH-258A定量式三維振動時效設備對鑄鋁合金框架實施振動時效，該設備由控制器、激振器、橡膠墊等組合而成。

工藝參數(shù)選擇

激振頻率的選擇

根據(jù)振動時效原理，一般選擇在工件固有頻率附近激振較好，采用幅頻特性曲線上的亞共振區(qū)的頻率激振工件。根據(jù)理論計算及實驗驗證，可將共振峰值的4/5處對應的頻率作為激振頻率，這樣可避免在工件固有頻率上共振，出現(xiàn)振動不穩(wěn)定。

在本工藝過程中，使用設備本身先進的三維時效功能，得到框架產(chǎn)品的多階諧振頻率。在確定裝卡數(shù)量一致的前提下，掃描得到的固有頻率在7200*7700rpm

激振時間的選擇

振動時效效果與振動時間有關，構件在一定激振力和激振頻率作用下，在*初的一段振動時間內，內部應力變化較明顯，其后內部的應力狀態(tài)趨于穩(wěn)定。研究表明，振動處理的前5min殘余應力變化*快，15min以后基本處理穩(wěn)定。在鋁合金的振動時效過程中，根據(jù)經(jīng)驗判斷，一般振動時效時間為30min。

工件的支撐

工件支撐位置的裝夾位置都是依據(jù)工件的振型來確定的?？偟脑瓌t是，橡膠墊應放在工件振型的節(jié)線處；激振器應放在工件振型的振幅處，用專用卡具與工件剛性地卡在一起；加速度計應放在遠離激振器的另一個振幅處。

振動時效后加工情況對比結果

隨機選3件未經(jīng)振動時效的框架與經(jīng)振動時效后的3件框架產(chǎn)品一起，經(jīng)過精加工各尺寸后，分別測量尺寸公差、各項形位公差，將結果與以往沒有經(jīng)過任何變形控制措施產(chǎn)品的尺寸數(shù)據(jù)進行對比。

對比結果顯示，經(jīng)過振動時效的產(chǎn)品，精加工后各項尺寸公差得到確定，未出現(xiàn)尺寸超差現(xiàn)象；且各項尺寸公差相對穩(wěn)定，尺寸跳動范圍較小，較為穩(wěn)定。

振動時效效果

在同一加工批次中選取幾件框架產(chǎn)品進行振動時效設備，根據(jù)振動a-n曲線和a-t曲線評定，從曲線上可以判定：針對框架產(chǎn)品的振動時效試驗達到了時效效果，框架產(chǎn)品的殘余應力得到消除。

總結

采用振動時效設備消除鑄鋁合金框架殘余應力得到了明顯的效果，有效降低了產(chǎn)品的變形量，使產(chǎn)品的各項尺寸公差得到了確定，從而很好的確定產(chǎn)品的質量。