035柴油机身振动时效去应力案例分析

035柴油机身消除应力传统方法是热时效工艺，但此工艺不仅耗能大，而且成本高，易使工件表面产生氧化皮。生产厂家急需寻找另一种方法代替，于是，找到聚航科技，希望我们能够帮他们解决这一问题。通过研究商量后，决定采用振动时效工艺消除应力。以下就是振动消除应力的步骤。

工件情况及选用的设备

035柴油机机身铸件属于大型复杂件，其外形尺寸为4200*1300*900（mm），重5.2t，材质为HT2000。设备选用JH-700智能频谱交流振动时效设备。

振动时效工艺参数选择

激振力的选择

在振动时效工艺参数中，*重要的就是激振力。激振力小，工件内激起的动态响应就小，内部的应力场不易改变，故须对工件施加足够的激振力；但激振力也不能过大，否则会给工件带来损伤。根据振动时效工艺标准，对铸件进行振动时效处理时，在其上的动应力应为20-30N/mm2，所以我们利用动静态应变仪来调整激振力的大小，*后确定035柴油机机身的激振力为2.4KN、1.4KN。

激振频率的选择

激振频率是指对工件进行振动时效处理时激振器的工作频率。一般情况下，激振器的工作频率在工件固有频率对应的振幅的2/3处，低于共振频率。由于在共振频率处，激振器的转速不易控制，稍有变化，就影响到整个时效的效果，一般选在亚共振区。035机身的激振频率为120HZ。

激振时间的选择

激振时间是指对工件进行振动时效处理的时间，在处理过程中，残余应力的降低、均化一般主要发生在*初的几个循环；随着工件内部应力场的降低、均化，工件内的阻力下降，固有频率降低，振幅升高；当内部应力场稳定后，这些变化为一恒定值，此时时效处理即已定成。这段时间即为时效时间。这也可以从振动幅值-时间曲线上看出，从开始上升到变为平直。对035机身，激振时间为30min。

激振器的安装及支撑点的选择

激振器一般选择在工件波峰处，强度较大的地方。支撑点应选择在工件的波节处。加速度计则放置在与激振器相对的地方。

实践证明，振动时效可有效地消除和均化残余应力，与热时效效果相当，但更、节能。对于那些无需改变组织状态、非加工硬化的材料，完全可以取代热时效。