注塑机机架振动时效消除应力处理

S型系列注塑机是某公司新研发的高速、精密全液压式注塑机，在以往的工艺中我们都是采用退火处理消除应力，工艺流程为焊接-退火-龙门铣-打磨-检验-喷漆。

本文采用振动时效消除应力工艺，通过试验对比退火处理和振动时效处理效果。工艺流程暂定为焊接-龙门铣粗铣-振动时效-龙门铣精铣-打磨-检验-喷漆。

选用的设备是JH-600A液晶交流振动时效设备，采用高速变频伺服电机，控制软件带有残余应力动态跟踪功能，一键式操作、多峰识别，有全自动时效功能。

振动时效消除应力工艺参数

选择支撑点、激振点

根据机架的结构特点，我们采用三点支撑法，即用三个橡胶垫构成一个振动平台，将激振器卡在外侧导轨面上（刚性较强，便于起振）。将机架放置在平台上，装好激振器，选好激振点。

动态扫描，搜寻共振峰

启动振动时效设备的动态扫描功能，扫描共振峰为6165.0rpm。根据精密注塑机机架重量775KG及扫描结果，振动时效设备推荐采用20%F_max的激振力。机架为大型焊接结构床身，选择自动振动时效程序，振动时效时间为13min。

振后扫频

振动结束后，振动时效设备自动扫描出振动时效工艺过程的G-t曲线变化及G-n曲线变化。考虑到机架体积较大进行了第二次振动时效操作，全程历时15min。

振动效果判断

振动参数曲线判断法

根据GB/T25713-2010标准，用幅频特性曲线对振动效果进行判断，判据如下：

1. 振幅时间（G-t）曲线先上升后变平；

2. 振幅时间（G-t）曲线先上升后下降再变平；

3. 振幅频率（G-n）曲线振后峰值升高；

4. 振幅频率（G-n）曲线振后峰值左移：

5. 振幅频率（G-n）曲线振后峰值变窄。

从振动时效处理前后的扫频对比图可看出，两次时效的G-n曲线振后峰值均升高并左移且峰值变窄；G-t曲线先上升后变平，均符合标准，即工件的残余应力得到降低和均化，从而工件尺寸的稳定性得到提高。

精度测试结果

经龙门铣粗铣后的机架，两侧导轨的平面度已达0.03mm，经过振动时效消除应力处理过的机架在机床上检测，内侧导轨凹陷0.17mm，外侧导轨凹陷0.24mm。这表明振动时效后应力集中部位已超过材料的屈服极限，并发生塑形变形，所以振动时效过程必须用于机架粗加工前。

当日重新铣平机架A，一星期后用平尺测量机架A，两导轨平度面度在0.02mm以内。

为了进一步比较振动时效效果，选用退火机架B，铣平后，与振动时效机架A进行了对比，根据结果得出以下结论。

振动时效机架A铣平后，经过一个多月，平面度变化量在0.01mm以内，较稳定。退火机B*一次铣平后，10天后外侧导轨变形大；第二次铣平后，10天后内侧导轨变形大，变形量在0.04-0.06mm，不稳定。因此可以看出，退火后的机架B不如振动时效处理的机架A尺寸稳定。

结论

综合考虑成本、效率、质量、效益等各方面，精密注塑机机架振动时效消除应力处理工艺可替代退火去应力工艺，其工艺流程为：焊接-振动时效-龙门铣粗铣-龙门铣精铣-打磨-检验-喷漆。