針對大型數控機床床身的特點,結合數控機床床身振動時效機理,確定振動時效的工藝方案,使用JH振動時效設備對數控機床進行處理,驗證JH振動時效設備對數控機床床身制造的作用。

數控機床床身振動時效機理
從材料的應力應變特性角度分析:
工程上采用的材料都不是理想的彈性體,其內部存在著不同類型的微觀缺陷,鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨,其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應力集中。振動時效消除殘余應力的必要條件是動應力(激振力)和殘余應力之和大于材料的屈服極限。在工件內殘余應力的高峰值處將產生局部屈服,引起微小塑性變形,使得工件內部殘余應力高峰值降低和殘余應力重新均勻分布,使工件內原來不穩定的殘余應力得到松弛和勻化;同時,由于包辛格效應,經過一段時間循環后,工件的屈服極限上升,直到與所受應力相等,工件內部不再產生新的塑性變形,工件的彈性性能得到強化,金屬基體達到強化,增強了抗變形能力,提高了工件尺寸精度穩定性。
從位錯理論的微觀角度分析:
殘余應力的本質是晶格畸變,而晶格畸變在很大程度上是由位錯引起的。根據能量原理,較小的間隙原子優先處在位錯旁的空洞里,它們起著釘住位錯,阻礙位錯滑移的作用。如果要位錯脫出釘錨,產生滑移,需要足夠的分切應力。所有阻礙位錯滑移的因素均會提高臨界分切應力。在振動時效時,需要加大動應力,以便在振動過程中金屬材料內部的位錯滑移產生微觀塑性變形,使殘余應力得以釋放。
機床床身的應力集中區,絕大部分是在工件的微觀缺陷區,如位錯、空位、夾雜等。將引起金屬內缺陷區大量位錯移動。位錯滑移一開始就相當于晶體開始屈服,工件的自變形就是位錯滑移的結果。如果有某種方式使易動位錯先滑移,余下位錯不易滑移,其最終結果就可減少構件的自變形使尺寸穩定。位錯運動一方面產生位錯增殖及亞結構的變化;另一方面使晶體產生微觀塑性變形。位錯增殖及亞結構的變化將使金屬發生強烈的加工硬化,即繼續塑性變形的抗力增大,強度大大提高,從而提高工件抗變形能力和尺寸穩定性。而金屬晶體的微觀塑性變形將使高殘余應力得以釋放,消除或降低應力集中,達到均化應力的目的。
從以上分析可知:當數控機床工件受到動應力的作用時,在其內部激起局部應變,應力集中越大的區域產生的應變也越大,結果耗掉了應力峰值,使應力均化并降低。
經JH振動時效設備處理,有效地消除和均化機床床身的殘余應力,縮短機床床身的制造時間,解決數控機床床身制造過程中的變形問題,提高大型數控機床床身的尺寸穩定性、精度、剛度、強度和機械加工性能等。JH振動時效設備價格及選型方案,歡迎來電南京聚航科技有限公司。
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