應(yīng)力消除機(jī)

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振動時效工藝的發(fā)展及應(yīng)用

用振動的方法消除金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力技術(shù)，于1900年在美國就取得了專利。但由于人們長期使用熱時效，加上當(dāng)時對振動消除應(yīng)力的機(jī)理還不十分明確，且高速電機(jī)尚未出現(xiàn)造成設(shè)備沉重、調(diào)節(jié)不便，因此該項技術(shù)一直未得到發(fā)展和應(yīng)用。

應(yīng)力消除機(jī)據(jù)統(tǒng)計，目前世界上正在使用的振動時效約有一萬臺以上。美國采用振動時效工藝的有700多個公司，蘇聯(lián)和東歐一些國家也在大量使用，都取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。許多國家都已將振動時效定為某些機(jī)械構(gòu)件必須采用的標(biāo)準(zhǔn)工藝。在英國幾乎沒有一家公司不使用該項技術(shù)的。

振動處理在國外的應(yīng)用范圍比較廣，被處理構(gòu)件的類型也比較多。例如：

1．北京一機(jī)床公司生產(chǎn)大型精密機(jī)床，其床身與立柱要求精度為0.01mm/2m。過去采用熱時效其精度保持性較差，后來改用振動時效，滿足了精度要求，因此現(xiàn)在已將振動時效定為該項產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工藝。

2．上海生產(chǎn)的鋁合金鑄造精密泵體，其尺寸為275×300×150mm，也是用振動時效來保證其精度的。

3．深圳的工程公司，用振動時效來消除8噸重的焊接結(jié)構(gòu)齒輪的內(nèi)應(yīng)力，用以減少焊接裂紋。

4．廣州的電子專業(yè)公司，用該項技術(shù)處理4噸重的鍛件毛坯。該公司規(guī)定鍛件進(jìn)行三次振動處理：

（1）毛坯（2）粗加工后（3）精加工后。三次處理后即保證了鍛件的穩(wěn)定性。

振動消除應(yīng)力實際上就是用周期的動應(yīng)力與殘余應(yīng)力疊加，使局部產(chǎn)生塑性變形而釋放應(yīng)力。這里，殘余應(yīng)力是作為平均應(yīng)力提高周期應(yīng)力水平而起作用的。

振動處理是對構(gòu)件施加一交變應(yīng)力，如果交變應(yīng)力幅與構(gòu)件上某些點所存在的殘余應(yīng)力之和達(dá)到材料的屈服極限時，這些點將產(chǎn)生塑性變形。如果這種循環(huán)應(yīng)力使某些點產(chǎn)生晶格滑移，盡管宏觀上沒有達(dá)到屈服極限，也同樣會產(chǎn)生微觀的塑性變形，況且這些塑性變形往往是首先發(fā)生在殘余應(yīng)力的點上，因此，使這些點受約束的變形得以釋放從而降低了殘余應(yīng)力。這就是用振動時效可以消除殘余應(yīng)力的機(jī)理。

振動消除應(yīng)力是在交變應(yīng)力達(dá)到一定周次后實現(xiàn)的，這就是包辛格效應(yīng)作用的結(jié)果。

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