振动时效设备对薄壁筒形工件的应用

某工厂焊接结构件，属于不封闭薄壁圆筒。大半圆弧形设计结构决定其焊接存在变形，在焊接后还需机械加工外径尺寸。大半圆弧直径工件，壁厚<20mm，而高度近700mm，即加工表面范围大，造成加工误差大，容易使工件变形，使局部壁厚不均匀，影响工件本身的强度及后续加工余量，进而影响工件的装配和使用。

这种结构的工件导致加工困难。如果车削外圆时是一次车削定尺寸，很容易导致加工应力过大，产生工件变形。通过对实际生产的了解，即使分为几个车削工序，由于加工表面是在工件的外表面，导致加工量都在工件的外表面一侧，使加工力不均匀，造成内弯、变形。由于结构是装配后的运动部件，加工后发生变形>8mm，外圈尺寸须用人工砂轮抛光，这不仅耗时，而且难以确定尺寸精度，严重制约了产品的生产，影响了产品的性能。

为了解决工件加工的变形问题，我们对工件的加工工艺进行了许多改进。工件先用两种单件焊接，然后进行加工。为了防止工件变形，加工前需在工件内圆弧处焊上工艺拉筋，由于这两件工件是在立式车床上同时加工的，也需在两工件间焊接工艺拉筋。根据车削外圆的尺寸，将车削分为粗车削、半精车削和精加工车削三次，半精车削后，工件单边留少量的加工余量，转至振动时效设备上进行振动时效。

振动时效工艺过程

将工件刚性压在平台上，采用JH-700智能频谱谐波交流振动时效设备。该设备通过计算机自动制定工艺。对激振点、拾振点位置无特殊要求，并自动选择五个以上的振动频率，对工件进行多维消除、均化残余应力。该系统能够准确地选择不同焊接结构的共振峰，不会出现旧设备找不到共振峰的现象，解决了旧设备须依靠人工操作的问题。

此外，为了与振动时效进行比较，我们对工件进行热时效试验。由于工件整体刚性差，热时效试验时工件变形量大，加工余量不足以满足下一工序的要求。如果增加加工余量可以确定加工的进行，但经过再加工后会出现新的应力变形，且热时效时间较长，因此工件的生产周期影响工厂的生产进度。这表明，热时效试验不适用不封闭半圆弧薄壁圆筒类工件。

经过新的工艺安排，该工件在精车前内部没有产生半精车加工后的残余应力，因此精车后工件的变形很小，可以满足产品图纸的要求，无需修正，解决了不封闭半圆弧薄壁筒形工件加工变形问题，为了给下一个装配工艺带来保障，新工艺已完全固化在工艺文件中。

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