数控机床床身在铸造和机械加工等工艺过程中,由于受热或受力不均匀,其内部都会产生不同程度的残余应力。残余应力的存在,极大地影响了机床床身的尺寸稳定性、刚度、强度和机械加工性能等,严重影响着机床的装配和正常使用。振动时效技术是继热时效和自然时效后的一项环保型新技术。基本思想是通过对应力工件施以循环载荷,使工件内应力释放,从而使工件残余应力降低,达到时效之目的。
1 数控机床床身振动时效机理
从材料的应力应变特性角度分析。工程上采用的材料都不是理想的弹性体,其内部存在着不同类型的微观缺陷,铸铁中更是存在着大量形状各异的切割金属基体的石墨,其中的微观缺陷附近都存在着不同程度的应力集中。振动时效消除残余应力的必要条件是动应力(激振力)和残余应力之和大于材料的屈服极限。
在工件内残余应力的高峰值处将产生局部屈服,引起微小塑性变形,使得工件内部残余应力高峰值降低和残余应力重新均匀分布,使工件内原来不稳定的残余应力得到松弛和均化;同时,由于包辛格效应,经过一段时间循环后,工件的屈服极限上升,直到与所受应力相等,工件内部不再产生新的塑性变形,工件的弹性性能得到强化,金属基体达到强化,增强了抗变形能力,提高了工件尺寸精度稳定性。
2数控机床床身振动时效工艺
振动时效的大型数控机床床身特点如下:
(1)其机床床身的结构较长;
(2)机床床身内部的加强筋较多;
(3)机床床身在铸造过程中,导轨面朝下,浇注口和冒口在两端;
(4)由于机床床身铸造后变形量较大,则铸造时给粗加工留有较大的加工余量。 |
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