CAK系列数控机床基础件振动时效工艺的实施方案

CAK系列数控机床基础件振动时效工艺的实施方案
前      言
振动时效是利用共振的原理,即在激振器的周期性外力的作用下,当所施加给工件的动应力大于或等于材料的屈服极限时,工件内部的受约束的分子结构就要发生位错滑移,通过二十至四十分钟的振动,一部分应力会得到释放,而余下的部分应力会进行重新分布和处于明显均化状态,当余下的这部分应力小于材料的屈服极限时,工件就不会发生变形,从而保证工件的尺寸精度,振动时效具有生产周期短,无环境污染,节能效果显著,工件的尺寸精度稳定等诸多优点,是热时效的理想替代工艺,目前已在我国的机械制造行业中得到了广泛的应用。
一、我国振动时效工艺的开展情况
我国振动时效工艺的研究是从七十年代开始的,由于是从国外引进的设备,对振动时效工艺只是在摸索中进行,如齐齐哈尔第一机床厂的理化实验室,在CW6163*3000mm铸造床身铸件上进行了多年的研究,先是进行了尺寸精度的检测跟踪,即将九件振动时效和热时效及自然时效的床身放在一个静止的空间内定期检测尺寸变化情况,通过几个月的跟踪,得到的结果是振动时效后的床身的尺寸精度变化情况完全相当或好于热时效和自然时效的床身,这样由于对时效的肯定,振动时效的优点就得到了充分的验证和体现,现在到目前为止,齐齐哈尔第一机床厂在CW6163及各种立式车床的构件上一直采用振动时效工艺,在该厂成功经验的带动下,象济南第一机床厂,牡丹江机床厂等都一直成功的应用该项工艺。
二、    沈阳机床股份有限公司振动时效工艺的开展
沈阳机床股份有限公司振动时效工艺的开展也有几年的时间,工艺部门提出在CA6140系列床鞍上,当时在一号车间振动处理七个床鞍并做上标记进行机械加工,加工后尺寸精度的检查结果表明,振动时效后床鞍的变形量大大优于不时效的床鞍,优点得到了结果的验证,同时在A6140床身上也开展了振动时效工艺,由于企业搬迁和转制停止了一段时间,今年的年初工艺部又重新选购了设备,重新制定了振动时效工艺及制做了工艺装备,振动时效又得到了重新的开展应用,另外在集团公司的第一机床厂也在大型数控机床铸件上也实施了振动时效工艺。
三、    沈阳机床股份有限公司沈一车床厂振动时效工艺实施的基本条件
沈阳机床在国内机床制造企业中是非常有影响的,从生产原理及生产现场的环境看在我国机床制造行业中是首屈一指的,在振动时效工艺的应用中,结合振动时效的占地及所产生的噪声影响及工厂的实际产量等因素,是有以下基本要求要注意的。
1、振动时效的实施
振动时效的适用于对重几十公斤至上百吨构件的时效处理,一般在几百公斤以上的构件即可以单件进行振动处理,但由于构件有时刚度较大,振动时会产生一定的噪声,对周围环境及生产作业人员都会产生影响,这是必须要解决的关键问题,目前本次拟采用振动时效的都属于一些小型构件,是不适用于单件振动的,必须要进行组合处理,并且振动产生的噪声必须要控制的允许和工人能接受的范围内,要达到以上要求,只能用振动平台进行组合振动处理,这样才能有效的降低噪声,并且使平台振动的振动完成量与实际生产相匹配,达到均衡生产。
2、振动平台的初步制作方案
振动平台的组合振动一是提高振动作业数量,另外也是通过平台的组合,可以有效的降低振动噪声,平台的设计及制作时要将生产数量,工艺的实用性,工艺效果及操作人员的方便性等因素都要加以考虑,此次拟采用振动时效工艺的大致是CAK系列的四种构件,由于是三种规格型号,所在制作平台时要综合的进行考虑,需要制作四个振动平台,分布在每种件的不同工序中,具体如下:
(1)、CAK床身的振动平台
CAK床身的******尺寸是长2501mm.宽1056mm高780mm,N50,N36.A08三种构件的尺寸大小不一样,制作平台的厚度要在60mm的Q235钢板,长宽为3000mm*1500mm,分别在平台的上表面根据三种床身的尺寸用压板刚性的与平台连接,通过平台的振动带动工件的振动,从而达到时效的效果。分别按N50,N36,A08三种床身的底面尺寸制作工艺孔,分别装卡床身,做到一个平台三种床身通用。
(2)、主轴箱体的振动平台。
主轴箱体体积尺寸小,刚度大,振动处理时平台的尺寸长2000mm*1000mm,厚60mm的Q235钢板即可,每次可以振动处理8-10件,分别按主轴箱的尺寸制作装卡压板,刚性装卡。
(3)、床鞍的振动平台
N50,N36,A08三种床鞍的尺寸有所区别,制作平台的尺寸长2500mm*1500mm,厚60mmQ235钢板,每次振动处理4-6件。
(4)、滑板的振动平台
N50,N36,A08三种滑板的尺寸区别不大,并且非常规则,制作长2000mm宽1000mm的厚60mm的Q235钢板,每次振6-8件,这个相对简单一些
以上四种振动平台的几何尺寸只是初步的参考方案参数,具体实施时要结合图纸与实物进行制作,即要考虑通用性,又要注意适用性,上述四个平台的厚度不能低于60mm,因为平台的板薄刚度低影响效果,上述的四个平台如装卡合理紧固,振动时产生的声因是不会大于车间的背景噪声的。
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