振动时效工艺在装载机变速箱箱体上应用

装载机变速箱箱体是铸件结构，其铸件内腔结构复杂，一直以来都是使用热时效工艺消除应力，而采用热时效去应力已经成了提高箱体铸件产能的瓶颈。因此，我们应用振动时效工艺是形势所需。

由于箱体铸件按德国技术标准严格验收，其对尺寸精度要求高，为此，试验分为三个阶段：首批、小批量、批量阶段。

试验设备

设备采用南京聚航科技有限公司的JH-600A1振动时效设备，采用高速变频伺服电机，激振力大、寿命长、时效效果好。

试验总体方案

1. 由于箱体铸件重量为190kg，单件进行振动时效频率很低。因此可将8件铸件固定在大平板上，振动时效设备的激振器和拾振器均安装在大平板上，对大平板和固定在一起的铸件进行时效处理。

2. 为确定适宜的激振力，铸件在平板的装夹点必须避开节线位置，每个铸件保证有两个紧固点。

3. 首批试验2件铸件热时效、4件铸件振动时效，在时效处理后立即安排加工。存放3个月后再进行铸件尺寸检测，对两个时效工艺处理的铸件进行尺寸变化量对比。

4. 小批量和批量试验按照常规试验流程进行。

首次振动时效试验

试验方案

2件铸件热时效与4件铸件振动时效，6件箱体铸件经时效后进行全部加工，加工后全部进行三坐标测量，铸件防锈保存三个月，再进行第二次测量，并对测量的结果进行差统计。

铸件振动时效工艺效果判定

铸件振动时效按照 GB/T25712-2010工艺标准中的5.1.1和5.1.2参数曲线观测法判定是否达到工艺效果。

时效曲线（a-t）曲线上升后变平

时效曲线（a-t）曲线上升后下降然后变平

振后扫频曲线（a-n）曲线振后加速度峰值比振前升高

振后扫频曲线（a-n）曲线振后的共振频率比振前变小

振后扫频曲线（a-n）曲线振后的比振前的带宽变窄

振后扫频曲线（a-n）曲线共振峰有裂变现象发生

出现上述其中一种情况时，即可判定为达到振动时效工艺效果。

JH-600A1振动时效设备在每次试验后均会打印振前与振后扫频曲线。

试验结果

根据参数曲线判定法可以初步判定出，振动时效去应力达到了工艺效果；其次，从方差均值上可看出，振动时效工艺防止铸件变形的能力与热时效相近，热时效后的尺寸变形量在0.003-0.0041mm之间，振动时效后的尺寸变形量0.027-0.0039mm之间，首批试验获得成功。

小批量振动时效试验

试验方案

取29件箱体经振动时效后进行全部加工，加工后全部经三坐标测量，铸件防锈保存至少30天，再进行第二次测量，并对测量的结果进行方差统计。

试验结论

从结果上可看出，小批量箱体铸件振动时效后尺寸变形量在0.001-0.005mm之间，箱体铸件振动时效小批量试验结果表明，铸件经加工并放置一个月后，尺寸方差符合。

批量振动时效试验

取100件箱体经振动时效后进行全部加工，加工后防锈保存三个月，在三个月后检查尺寸记录。

试验的100件经加工后防锈保存三个月后检查尺寸，没有不良记录，铸件可以作为当月的正常供货产品。

经上述实验证明，振动时效可代替热时效，提高了生产效率，节省生产成本，解决了箱体铸件产能瓶颈问题。