蓋板是梳棉機(jī)上的一個(gè)關(guān)鍵零部件，為T型細(xì)長(zhǎng)梁結(jié)構(gòu)，在成型過(guò)程中，因不均勻冷卻，會(huì)產(chǎn)生大量殘余應(yīng)力。由于殘余應(yīng)力會(huì)使工件尺寸向應(yīng)力松弛狀態(tài)變化，從而導(dǎo)致蓋板鑄件發(fā)生變形，為了減小蓋板變形，必須采取有效的技術(shù)措施，降低蓋板鑄件的殘余應(yīng)力并使之均勻化。以前都是采用熱時(shí)效消除應(yīng)力，但該方法難以達(dá)到要求，導(dǎo)致變形較大，廢品率較高。因此，廠家尋找了另一種消除應(yīng)力方法-振動(dòng)時(shí)效去應(yīng)力。本文就是對(duì)蓋板進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，對(duì)振前振后的殘余應(yīng)力進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證其有效性。

振動(dòng)時(shí)效處理過(guò)程

由于蓋板屬于中小型鑄件，需采用振動(dòng)平臺(tái)方法，每次可同時(shí)消除10-20根蓋板。采用JH-600A液晶交流振動(dòng)時(shí)效設(shè)備，采用高速變頻伺服電機(jī)，激振力大、壽命長(zhǎng)，適合所有工件時(shí)效處理，尤其是剛性工件。

確定蓋板鑄件組合結(jié)構(gòu)型式

根據(jù)蓋板鑄件結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn)和重量，確定由10根蓋板鑄件組合成型結(jié)構(gòu)，采用夾板連接。

確定激振參數(shù)

激振頻率選用組合結(jié)構(gòu)的一階固有頻率149.68HZ，激振力取為組合結(jié)構(gòu)重量的約1倍即30N，激振時(shí)間取15min。

激振處理

按確定的激振參數(shù)，按要求連接好鑄件和激振器，在自由狀態(tài)下激勵(lì)組合結(jié)構(gòu)振動(dòng)。

振動(dòng)時(shí)效處理效果驗(yàn)證

振動(dòng)前后殘余應(yīng)力比較分析

采用X射線方法對(duì)10根蓋板鑄件組合振動(dòng)時(shí)效前后的宏觀殘余應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示，振動(dòng)時(shí)效后應(yīng)力大幅度降低，且均勻性較好。

任選兩根97^#鑄態(tài)蓋板和06^#熱時(shí)效態(tài)蓋板對(duì)比，由殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論是鑄態(tài)的97^#蓋板，還是熱時(shí)效態(tài)的06^#蓋板，均存在著較大的宏觀殘余應(yīng)力，其中最大應(yīng)力值97^#為-236.739MPa，06^#為-274.95MPa，振動(dòng)時(shí)效后最大應(yīng)力值分別降低至-99.527MPa和-123.684MPa，降低幅度分別為57.95%和55%。各點(diǎn)間的最大應(yīng)力差97^#為270.559MPa，06^#為216.726MPa，振動(dòng)時(shí)效后分別降至117.886MPa和77.786MPa，降低幅度分別為56.4%和84.9%，由于宏觀殘余應(yīng)力大幅度降低和均勻化，蓋板因應(yīng)力松弛而產(chǎn)生的變形大大減少，這可大幅度提高蓋板的尺寸穩(wěn)定性。

單件振動(dòng)時(shí)效與組合振動(dòng)時(shí)效效果比較

經(jīng)過(guò)一年自然時(shí)效的單件蓋板振動(dòng)時(shí)效前后殘余應(yīng)力變化情況表明，振動(dòng)時(shí)效后的各點(diǎn)應(yīng)力最大降低幅度為295.8MPa，最小降低幅度為-49.3MPa，振動(dòng)前各點(diǎn)最大應(yīng)力差為197.2MPa，振動(dòng)后減小到147.9MPa。而10根蓋板組合振動(dòng)時(shí)效，06^#熱時(shí)效態(tài)蓋板振動(dòng)時(shí)效后的各點(diǎn)應(yīng)力最大降低幅度為155.58MPa，最小降低幅度為-47.201MPa，振動(dòng)前各點(diǎn)間的最大應(yīng)力差為216.7MPa，振動(dòng)后減小77.786MPa，可見(jiàn)，10根蓋板鑄件組合振動(dòng)時(shí)效的總體效果優(yōu)于單件振動(dòng)時(shí)效。

總結(jié)

1. 采用振動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，可大大降低和均化殘余應(yīng)力，提高了蓋板的尺寸穩(wěn)定性，與熱時(shí)效相比，效率高、效果好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

2. 除了本文研究的鑄造應(yīng)力外，在蓋板的機(jī)械加工過(guò)程中，在切削力的作用下，鑄件表層被擠壓、撕裂，會(huì)產(chǎn)生較大的切削應(yīng)力；同時(shí)，由于表層部分地被剝離，鑄件上原本平衡的應(yīng)力均發(fā)生變化，切削應(yīng)力的產(chǎn)生和鑄造應(yīng)力的重新分布，導(dǎo)致蓋板變形，為解決這一問(wèn)題，可在蓋板粗加工后進(jìn)行二次振動(dòng)時(shí)效。