1 引（yǐn） 言

      振動時效技術主要是利用共振消除和均化金屬（shǔ）構件內（nèi）部殘餘應力, 起到增強構（gòu）件抗變形能力, 穩定尺寸精度, 從而提高機械製造水平的良好作用。與熱時效相比, 這一技術的優勢是:降（jiàng）低峰值應力30% ~ 50%; 提高抗動載變形能（néng）力1~ 3倍, 抗靜載變形能力30% 以上; 提高尺寸精度穩定性30% 以上; 節約（yuē）時效成本90%以上;節（jiē）能95% 以上; 處理時間通常為半（bàn）小時, 提高效率幾十倍; 無環境汙染。

      該技術在很大程（chéng）度上可替代（dài）傳統的熱時效和自然時效工藝。對於大型鑄、鍛、焊、模具件的應力消除效果尤（yóu）其明顯。曾列入/六五0、/七五0 重點攻關及（jí）/八五0 重點（diǎn）推廣項目（mù）, 在機械製造業得到不同（tóng）程度（dù）的應用。國家經貿（mào）委從1999年起在全國進行（háng）振動時（shí）效技術的推廣, 在2000年將（jiāng）滿足工廠使用要求的振動時效設備列為國家級重點技術（shù）創新（xīn）項目。

      本文不再對（duì）/ 振（zhèn）動時效0 的原理進行闡（chǎn）述,僅針對其在大型曲軸加工中（zhōng）, 對減小加工變（biàn）形的作用進行敘（xù）述。

2 傳統時（shí）效工藝給曲軸加工（gōng）帶來的問題

      淄柴是專業生（shēng）產（chǎn）船舶（bó）動力的企業, 產品有170、210、250、300、N330五大（dà）係列三百（bǎi）多個品種。曲軸作為柴油機上的關鍵零部件, 其加工質量一直是影響產品質（zhì）量的主（zhǔ）要因素（sù）之一。由於生產節拍的加快,曲軸自然時效的時間得不到保（bǎo）證, 原（yuán）來可以通過長期的自然時效來消除的應力集中（zhōng）問題, 已經無法解決。時效工藝不合理造成的曲（qǔ）軸加工（gōng）問題, 有以下兩點(以8300係列柴油（yóu）機曲（qǔ）軸為例分析):

      (1) 毛坯經熱時效後, 留有的熱應力未得到良（liáng）好的釋放, 在（zài）加工過程中與加工應力疊加, 造成加工過程中應力集中釋放（fàng）, 使加工（gōng）變形增大。

      行程技術要求：S0.10mm(S公稱尺寸), 實際測量: S0.60mm; 軸線彎曲（qǔ）技術（shù）要求: 軸線（xiàn）直線度0.02mm /100mm, 實際測量: 軸線直線度（dù）0.08mm /100mm。

      (2) 由於應力過大, 曲軸表麵金相組織不符（fú）合要求, 使加（jiā）工後的曲軸表麵質量下（xià）降。

      表（biǎo）麵硬（yìng）度技術要求: HB190~ HB230, 實際（jì）測（cè）量: HB170~ HB210; 

      鑒（jiàn）於自然時效（xiào）的周期過長, 熱時效的效果又不（bú）甚理想的狀況, 根據廠多年的振動時效經驗, 決定在曲軸（zhóu）上進（jìn）行振動時效試驗, 試驗選用8300係列柴油機（jī）曲軸。(以（yǐ）下簡稱試驗工件)。

3 振（zhèn）動時效工藝（yì）參數的確定及工（gōng）藝過程

      (1) 試驗曲軸的相關參數見表1。

      (2) 激振力及激振轉速的選擇

      根據經驗, 確定激振力為20 kg, 激振轉速5400 r/m in。

      (3) 振動時效（xiào）工藝過程（chéng） 

       首先確定振動時效工序（xù）位置。由於精（jīng）加（jiā）工前消除（chú）應力（lì）的需要, 所以, 這一（yī）工序（xù）在原精車與磨削之間進行。然後確定工序留量。由於產生質量（liàng）問題的主要（yào）工序是磨工序, 但精車工序的預留加（jiā）工（gōng）量的大小（xiǎo）, 最直接影響磨削加工中應力的釋放。所以, 為（wéi）了（le）減小試驗工件變（biàn）形量, 並能較清（qīng）晰地觀察軸頸表麵的加工質量的變（biàn）化, 就要確定合理的工序留量。根據加工實際（jì）狀況, 初（chū）步確（què）定（dìng）精車→磨削留量為1mm、1.5mm兩種方案(原工序留量為2mm )。

      (4) 確定振動時效的時（shí）間

      參照其他零部件的振動時效時（shí）間, 確定振動時間為30m in。

      (5) 確定振動時效後（hòu）試驗（yàn）工件的（de）磨削主要參數

      磨床主軸轉速為60r/min, 磨削進給量（liàng）為0115mm/r。

      (6) 確定（dìng）試驗中的檢測參數(參見試驗結果)。

4 試驗結果

      (1) 未經（jīng）振動時效的試驗工件磨削前後的檢測參數對比見表2。

      (2) 經振動時效後試驗工件磨削前後的檢測參數對（duì）比見表3。 

5 試驗結論（lùn）

由試驗結果可得以下結論:

      (1) 經振動時效（xiào）處理後, 試驗工件再經過磨削工序（xù）, 加工應力（lì）釋放（fàng）得非常平穩, 工件（jiàn）變（biàn）形明顯減小。雖然振動時（shí）效並不能完全消除應力給曲軸加工帶來的影響, 但對於減小曲軸的加工變形, 作用非常明顯。

      (2) 影響曲軸加工中由應力導致變形的因素（sù）是多方麵的, 各因素的影響程度也各不相同。振動時效對加工應力的（de）消除, 某種程度上需要各項工藝參數之間的合（hé）理選配。例如, 本（běn）次試驗（yàn）雖然反複多次（cì）進行, 但（dàn）因激振力及激（jī）振轉速的選擇（zé）需要長時間的經驗積累, 導致試驗數據（jù）過於單一; 另外, 因為8300曲軸各曲柄軸頸以90b為夾（jiá）角圓周分布, 有利於工件（jiàn）支撐, 重心較穩。所以, 以其作為（wéi）試驗工件, 試驗數據難免片麵。

      但是, 振動時效做為一種工藝手（shǒu）段, 在曲軸這種較為複雜的零部件上推廣（guǎng）應用, 值得深（shēn）入研究。