1 引（yǐn） 言

      振動時效（xiào）技術主要是利用共振消除（chú）和均化金屬構件（jiàn）內部殘餘應力, 起到增強構件抗變形（xíng）能力, 穩定尺寸精度, 從（cóng）而提高機械製造（zào）水平的良好作用。與熱時效相比, 這一技術的優勢是:降（jiàng）低峰值應力30% ~ 50%; 提高（gāo）抗動載（zǎi）變形能力1~ 3倍（bèi）, 抗靜載變形能力30% 以上; 提高尺寸精度穩（wěn）定性30% 以上（shàng）; 節約時效成本90%以上;節能95% 以上; 處理時間通常為半小時, 提高效率幾十倍; 無環境汙染（rǎn）。

      該技術在（zài）很大程度上可替代傳統的熱（rè）時效和自然時效工藝（yì）。對於大型鑄、鍛、焊（hàn）、模具件的應力消除效果尤（yóu）其明顯。曾列入/六五0、/七五0 重點攻關及/八五0 重點推廣（guǎng）項目, 在機械製造業得（dé）到不同程度（dù）的應用。國家經貿委從1999年起在全國進行振動時效技術（shù）的推廣, 在2000年將滿足工廠使用（yòng）要求的振動時（shí）效設（shè）備列為國家級重點技術創新項目。

      本文不再對/ 振動時效0 的（de）原理進行闡述,僅針對其在大型曲軸加工中, 對減小加（jiā）工變形（xíng）的作用進行敘述。

2 傳統時效（xiào）工藝給曲（qǔ）軸加工帶來的問題（tí）

      淄柴是專業生產船舶（bó）動力的企業, 產品（pǐn）有170、210、250、300、N330五大係列三（sān）百多個品種。曲軸作為柴油（yóu）機上的關鍵零部件, 其加工質（zhì）量一直是影響產品質量的主要因素之一。由於生（shēng）產節拍的加快,曲軸自然時效的時（shí）間得不到保證, 原來可以通過長期（qī）的自然時效來消除的應力集中問（wèn）題, 已（yǐ）經無法解決。時效工藝不合理造成的曲軸加工問題, 有以下兩點(以8300係（xì）列（liè）柴油機曲軸為例分（fèn）析):

      (1) 毛坯經熱時效後, 留有（yǒu）的（de）熱應力（lì）未得到良（liáng）好（hǎo）的釋（shì）放, 在加工（gōng）過程中與加（jiā）工應力（lì）疊加（jiā）, 造（zào）成加工（gōng）過程中應力集中釋放, 使加工變形增大。

      行程技術（shù）要求：S0.10mm(S公稱尺寸), 實（shí）際測（cè）量: S0.60mm; 軸線彎曲技術要求: 軸線直線度0.02mm /100mm, 實際（jì）測量: 軸線直線度（dù）0.08mm /100mm。

      (2) 由於應力過（guò）大, 曲軸表麵金相（xiàng）組織不符合要求, 使加工後的曲（qǔ）軸表麵質量下（xià）降。

      表麵硬度技術要求: HB190~ HB230, 實際測量: HB170~ HB210; 

      鑒於（yú）自然時效的周期過長, 熱時（shí）效的效果又不甚理想的狀況, 根據廠多年的振動（dòng）時效經驗, 決定在曲軸上進（jìn）行（háng）振動時效試驗, 試驗選用8300係列柴油機（jī）曲軸。(以下簡稱試驗工件)。

3 振動時效工藝參數的確定及工藝過程

      (1) 試驗曲（qǔ）軸（zhóu）的相關參數見表1。

      (2) 激（jī）振力（lì）及激振轉速的選擇

      根據經驗, 確定激振力為20 kg, 激振（zhèn）轉速5400 r/m in。

      (3) 振動時效工藝過程 

       首先確（què）定振動（dòng）時效工序位（wèi）置。由於精（jīng）加工前消除應力的需要, 所以, 這一工序在原（yuán）精車與（yǔ）磨削之間進行（háng）。然後確定工序留量。由於產生質量問題的主要工序是磨工序, 但精車工序的預留加工量的大（dà）小, 最直（zhí）接（jiē）影響磨（mó）削加工中應力的釋放。所以, 為（wéi）了減小試驗工件變形量, 並能（néng）較清晰地觀（guān）察軸頸表麵的加工質量的變化, 就要確定合理的（de）工序留量。根據加（jiā）工實際狀況, 初步確定精車（chē）→磨削留量為1mm、1.5mm兩（liǎng）種方案(原工序留量為2mm )。

      (4) 確定振動時效的時間

      參照其他零（líng）部件（jiàn）的振動時效時間, 確定振動時間為30m in。

      (5) 確定振動時效後試驗工件的磨削主要參數

      磨床主軸轉速為（wéi）60r/min, 磨削進給量為0115mm/r。

      (6) 確定試驗中的檢測參數（shù）(參見試驗結果)。

4 試驗結（jié）果

      (1) 未經振動時效的試驗工件磨削前後的檢（jiǎn）測參數對比見表（biǎo）2。

      (2) 經振動（dòng）時效後試驗工件磨削前後的檢測參數對比見表3。 

5 試（shì）驗結論

由試驗結果可得（dé）以下結論:

      (1) 經（jīng）振動時效處理後（hòu）, 試驗工件再經過磨削工序, 加工應力釋放得（dé）非常平穩, 工件變形明顯減小。雖然振動時效並不能完全消除應力（lì）給曲軸加工帶來的影響, 但對於（yú）減小曲軸的加工變（biàn）形, 作用非常明顯。

      (2) 影響曲軸加工中由應力導致變形的因素是多方麵的, 各因素的影響程度也各不相同。振動時效對加工（gōng）應力的消除, 某種程度上需要各項工藝參數之間的合理選（xuǎn）配。例如, 本次試驗雖然（rán）反（fǎn）複多次進（jìn）行, 但因激振力及激振轉速的選擇需要長時間的（de）經驗積累, 導致試（shì）驗數據過於單（dān）一; 另外, 因為8300曲（qǔ）軸（zhóu）各曲（qǔ）柄軸頸以（yǐ）90b為夾角圓周分布, 有利於工件支撐, 重心較穩。所以, 以其作為試驗工件, 試驗數據難免片麵。

      但是, 振動時效做（zuò）為一種工藝手（shǒu）段, 在（zài）曲軸這種較為複雜的零部件上推廣（guǎng）應用（yòng）, 值得深入研（yán）究。