振动时效设备在铸铝合金框架变形案例中的应用

现在铸铝合金框架的应用越来越多，加工后易变形、尺寸不稳定的问题也得到重视。而导致这一问题的出现就是因为铸铝合金存在残余应力，引起工件变形，进而造成铸铝合金的框架尺寸不稳定，因此我们要解决这个难题。生产厂家找南京聚航，希望我们能够消除铸铝合金框架的残余应力。通过谈论商量后，我们决定采用振动时效工艺消除铸铝合金框架的残余应力。采用JH-258A定量式三维振动时效设备对铸铝合金框架实施振动时效，该设备由控制器、激振器、橡胶垫等组合而成。

工艺参数选择

激振频率的选择

根据振动时效原理，一般选择在工件固有频率附近激振较好，采用幅频特性曲线上的亚共振区的频率激振工件。根据理论计算及实验验证，可将共振峰值的4/5处对应的频率作为激振频率，这样可避免在工件固有频率上共振，出现振动不稳定。

在本工艺过程中，使用设备本身先进的三维时效功能，得到框架产品的多阶谐振频率。在确定装卡数量一致的前提下，扫描得到的固有频率在7200*7700rpm

激振时间的选择

振动时效效果与振动时间有关，构件在一定激振力和激振频率作用下，在*初的一段振动时间内，内部应力变化较明显，其后内部的应力状态趋于稳定。研究表明，振动处理的前5min残余应力变化*快，15min以后基本处理稳定。在铝合金的振动时效过程中，根据经验判断，一般振动时效时间为30min。

工件的支撑

工件支撑位置的装夹位置都是依据工件的振型来确定的。总的原则是，橡胶垫应放在工件振型的节线处；激振器应放在工件振型的振幅处，用专用卡具与工件刚性地卡在一起；加速度计应放在远离激振器的另一个振幅处。

振动时效后加工情况对比结果

随机选3件未经振动时效的框架与经振动时效后的3件框架产品一起，经过精加工各尺寸后，分别测量尺寸公差、各项形位公差，将结果与以往没有经过任何变形控制措施产品的尺寸数据进行对比。

对比结果显示，经过振动时效的产品，精加工后各项尺寸公差得到确定，未出现尺寸超差现象；且各项尺寸公差相对稳定，尺寸跳动范围较小，较为稳定。

振动时效效果

在同一加工批次中选取几件框架产品进行振动时效设备，根据振动a-n曲线和a-t曲线评定，从曲线上可以判定：针对框架产品的振动时效试验达到了时效效果，框架产品的残余应力得到消除。

总结

采用振动时效设备消除铸铝合金框架残余应力得到了明显的效果，有效降低了产品的变形量，使产品的各项尺寸公差得到了确定，从而很好的确定产品的质量。