專利名稱：一種電動振動時效裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械加工技術領域的一種振動時效設備，特別涉及一種電 動振動時效裝置，以消除金屬工件內的殘余應力。
背景技術：
在機械制造領域，金屬工件經(jīng)過鑄造、鍛壓、焊接等機械加工后，在金屬 工件內部通常會產(chǎn)生殘余應力，該等殘余應力的存在會導致金屬工件尺寸變化， 降低工件尺寸精度的穩(wěn)定性，因此，消除金屬工件內的殘余應力是必需的工藝 處理環(huán)節(jié)。常用消除殘余應力的方法包括自然時效技術、熱時效技術和振動時 效技術等。其中，自然時效技術周期太長，占地面積大，不適應大批量生產(chǎn)； 熱時效技術則成本高，占地面積大，輔助設備多，耗能高，易造成環(huán)境污染， 且爐溫控制難度高，工件易氧化，難以清理，并易因受熱不均致裂，從而在冷 卻過程中產(chǎn)生新的應力；而振動時效技術則消除應力效果顯著、投資少、生產(chǎn) 周期短、符合環(huán)保要求，近年來呈現(xiàn)出替代前兩種時效技術的趨勢。
目前，振動時效技術主要有兩種方法，即亞共振振動時效技術和頻譜諧波 振動時效技術，其中亞共振振動時效技術是通過掃頻的方式尋找工件與激振器 的共振峰，但由于激振器電機轉速有限，當工件共振頻率超出激振器的頻率范 圍時，通過掃描就無法找到工件共振頻率，因而無法對工件進行有效的振動處 理，且有效振型較少，振動時效的應力消除不穩(wěn)定，應力的消除不能得到最佳 的結果；而頻譜諧波振動時效技術是通過對工件進行頻譜分析找出工件的多個 諧波頻率，在這多個諧波頻率中優(yōu)選出五種不同振型的諧波頻率進行時效處理， 此方法對諧波頻率密集的工件優(yōu)選諧波頻率時有一定的難度，且只能對優(yōu)選出 的諧波頻率點分別進行時效處理，而不能對優(yōu)選出的諧波頻率點同時進行激振， 因此仍不能較好改善工件的疲勞壽命。

實用新型內容
本實用新型的目的在于提出一種可對高固頻工件進行有效的殘余應力消除處理，且可在較寬的頻帶范圍內同時對工件進行激振處理的電動振動時效裝置， 以克服現(xiàn)有技術中的不足。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用了如下技術方案
一種電動振動時效裝置，其特征在于，該裝置包括電動振動系統(tǒng)，動應力 測量系統(tǒng)及振動控制儀，其中，電動振動系統(tǒng)用于對工件進行頻譜分析，并提 供激振力；動應力測量系統(tǒng)用于測量工件中動應力的水平；振動控制儀與電動 振動系統(tǒng)連接，用于調整施加在工件上的激振力水平。
具體而言，所述振動控制儀通過功率放大器與電動振動臺連接，且該控制 儀同時與振動臺面上的一加速度傳感器連接，形成一閉環(huán)控制系統(tǒng)。
所述電動振動系統(tǒng)包括電動振動臺，當工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載 的范圍時，工件懸掛設置于電動振動臺上方，并與電動振動臺臺面連接。
所述電動振動系統(tǒng)包括電動振動臺，當工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載 的范圍且不適合懸掛時，電動振動臺安裝在工件上，并以電動振動臺臺面與工 件連接。
所述電動振動系統(tǒng)包括電動振動臺，當工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載 的范圍且既不適合懸掛也不適合將電動振動臺安裝在其上時，電動振動臺懸掛 設置于工件一側，并以電動振動臺臺面與工件連接。
所述電動振動臺臺面通過一傳力機構與工件連接，該傳力機構包括傳力桿。
運用該電動振動時效裝置處理工件的具體工藝過程為
(1) 測量工件內的殘余應力，并據(jù)此確定對工件進行振動時效處理時應施
加的動應力水平；
(2) 以電動振動系統(tǒng)對工件進行頻譜分析，優(yōu)選出多個諧波頻率；
(3) 根據(jù)優(yōu)選出的諧波頻率，以電動振動系統(tǒng)對工件施加隨機加正弦定頻 或掃頻的激振力，并以動應力測量系統(tǒng)實時檢測工件中的動應力水平，同時依 據(jù)所檢測到的動應力相應調整一振動控制儀的參數(shù)，以實現(xiàn)對施加在工件上的 激振力的調整，直至優(yōu)選出適合的激振力；
(4) 在上述適合的激振力條件下，對工件進行持續(xù)的時效處理，至達到設 定的時間后結束操作。
步驟(4)中，待操作結束后，可重新測量工件的殘余應力，進行振動時效 效果的評定。
本實用新型中采用電動振動系統(tǒng)，特別是具有較寬的振動頻率范圍，且振 動頻率易調整的電動振動臺與動應力測量系統(tǒng)及振動控制儀裝置等組成振動時效設備，并藉此振動時效設備發(fā)展出一種振動時效方法，從而可對高固頻工件 進行高效的消除殘余應力處理，且可對優(yōu)選的處在一定寬度頻帶范圍內的多個 諧波頻率點同時進行激振，從而可有效改善工件的疲勞壽命。且本實用新型對 工件的規(guī)格亦較少限制。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于該電動振動時效裝置結構 簡單，操作方便，占用場地少，能耗低，且對工件進行處理時工藝簡潔、運行 成本低廉，對多種規(guī)格試件均適用，處理過程高效快捷，同時還節(jié)能環(huán)保。本 實用新型可被廣泛應用于機械加工技術領域，并產(chǎn)生良好社會經(jīng)濟效益。
以下結合附圖及具體實施方式
對本實用新型的內容做進一步說明。


圖1是本實用新型具體實施方式
中電動振動時效裝置的結構示意圖； 圖2是采用
圖1所示電動振動時效裝置對大規(guī)格工件進行處理時的工作狀 態(tài)示意圖3是采用
圖1所示電動振動時效裝置對大規(guī)格工件進行處理時的另一工 作狀態(tài)示意圖4是采用
圖1所示電動振動時效裝置對大規(guī)格工件進行處理時的又一工 作狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
如
圖1所示，該應用于運用電動振動試驗系統(tǒng)進行的振動時效方法中的裝 置包括電動振動臺l，動應力測量系統(tǒng)4及振動控制儀2，其中，電動振動臺1 用于對工件進行頻譜分析，并提供激振力；動應力測量系統(tǒng)4用于測量工件6 (
圖1中工件的規(guī)格適合安裝在電動振動臺臺面上)中動應力的水平；振動控 制儀2通過一功率放大器3與電動振動臺1連接，用于調整施加在工件上的激 振力水平，同時該振動控制儀2還與設置在電動振動臺1臺面上的一加速度傳 感器5連接，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
而應用該裝置的振動時效方法如下
在對工件進行時效處理前，測量工件內的殘余應力，并據(jù)此確定對工件進 行振動時效處理時應施加的動應力水平；
若工件的規(guī)格(體積及重量)與電動振動臺大小匹配，則將工件安裝在電 動振動臺上，并以電動振動臺對工件進行頻譜分析，優(yōu)選出復數(shù)個諧波頻率；根據(jù)優(yōu)選出的諧波頻率，以電動振動系統(tǒng)對工件施加隨機加正弦定頻或掃 頻的激振力，并以動應力測量系統(tǒng)實時檢測工件中的動應力水平，同時依據(jù)所 檢測到的動應力相應調整一振動控制儀的參數(shù)，以實現(xiàn)對施加在工件上的激振 力的調整，直至優(yōu)選出適合的激振力；
在上述適合的激振力條件下，對工件進行持續(xù)的時效處理，至達到設定的 時間后結束操作，并可重新測量工件的殘余應力，進行振動時效效果的評定。
需要說明的是，若工件規(guī)格與電動振動臺不匹配，則可將工件懸掛、或將 電動振動安裝在工件上、或將電動振動臺懸掛，而后以電動振動臺對工件進行
頻譜分析及振動時效處理，其工作狀態(tài)如圖2 4所示。具體而言，即若工件的
規(guī)格超出電動振動臺可承載的范圍，則將工件懸掛設置在電動振動臺臺面上，
再利用電動振動臺對其進行激振；或，若工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載的 范圍且不適合懸掛時，可將電動振動臺安裝在工件上，然后再利用電動振動臺 進行激振；或，當工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載的范圍且既不適合懸掛也 不適合將電動振動臺安裝在其上時，可將電動振動臺懸掛后對工件進行激振。 在上述過程中，亦可通過一傳力桿將電動振動臺臺面與工件連接。
本實施例采用具有較寬的振動頻率范圍，且振動頻率易調整的電動振動臺 與動應力測量系統(tǒng)及振動控制儀裝置等組成振動時效設備，并藉此振動時效設 備發(fā)展出一種振動時效方法，從而可對高固頻工件進行高效的消除殘余應力處 理，且可對優(yōu)選的處在一定寬度頻帶范圍內的多個諧波頻率點同時進行激振， 從而可有效改善工件的疲勞壽命。
.以上實施例僅用于說明本實用新型的內容，除此之外，本實用新型還有其 他實施方式。但是，凡采用等同替換或等效變形方式形成的技術方案均落在本 實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種電動振動時效裝置，其特征在于，該裝置包括電動振動系統(tǒng)，動應力測量系統(tǒng)及振動控制儀，其中，電動振動系統(tǒng)用于對工件進行頻譜分析，并提供激振力；動應力測量系統(tǒng)用于測量工件中動應力的水平；振動控制儀與電動振動系統(tǒng)連接，用于調整施加在工件上的激振力水平。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電動振動時效裝置，其特征在于，所述振動控制 儀通過功率放大器與電動振動臺連接，且該控制儀同時與振動臺面上的一加速 度傳感器連接，形成一閉環(huán)控制系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權利要求l所述的電動振動時效裝置，其特征在于，所述電動振動 系統(tǒng)包括電動振動臺，當工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載的范圍時，工件懸 掛設置于電動振動臺上方，并與電動振動臺臺面連接。
4. 根據(jù)權利要求l所述的電動振動時效裝置，其特征在于，所述電動振動 系統(tǒng)包括電動振動臺，當工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載的范圍且不適合懸 掛時，電動振動臺安裝在工件上，并以電動振動臺臺面與工件連接。
5. 根據(jù)權利要求l所述的電動振動時效裝置，其特征在于，所述電動振動 系統(tǒng)包括電動振動臺，當工件的規(guī)格超出電動振動臺可承載的范圍且既不適合 懸掛也不適合將電動振動臺安裝在其上時，電動振動臺懸掛設置于工件一側， 并以電動振動臺臺面與工件連接。
6. 根據(jù)權利要求3或5所述的電動振動時效裝置，其特征在于，所述電動 振動臺臺面通過一傳力機構與工件連接，該傳力機構包括傳力桿。
專利摘要本實用新型涉及一種電動振動時效裝置，以消除金屬工件內的殘余應力，其包括電動振動系統(tǒng)，動應力測量系統(tǒng)及振動控制儀，其中，電動振動系統(tǒng)用于對工件進行頻譜分析，并提供激振力；動應力測量系統(tǒng)用于測量工件中動應力的水平；振動控制儀與電動振動系統(tǒng)連接，用于調整施加在工件上的激振力水平。具體而言，振動控制儀通過功率放大器與電動振動臺連接，且該控制儀同時與振動臺面上的一加速度傳感器連接，形成一閉環(huán)控制系統(tǒng)。本實用新型結構簡單，操作方便，占用場地少，能耗低，且對工件進行處理時工藝簡潔、運行成本低廉，對多種規(guī)格試件均適用，處理過程高效快捷，同時還節(jié)能環(huán)保，可被廣泛應用于機械加工技術領域，并產(chǎn)生良好社會經(jīng)濟效益。
文檔編號C21D10/00GK201386128SQ200920006949
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權日2009年3月16日
發(fā)明者毛成龍, 王曉輝, 俊 陳 申請人:蘇州長菱測試技術有限公司