[发明专利]一种基于阻抗技术的大型精密铸件的振动时效处理方法及实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及阻抗技术和铸件的超声振动时效处理技术领域，尤其涉及一种基于阻抗技术的大型精密铸件的振动时效处理方法及实验装置。

背景技术

七十年代振动时效(VSR)引入中国后，首先被应用在机床铸件的研究上，2001年8月中国机械工业联合会发布文件，正式将振动消除应力技术纳入机床制造标准，接又将振动消除应力技术制修订到铸、锻、焊基础件以及各制造业制造标准。随着振动时效技术的研究深入，在上世纪末，很多的机床制造企业将振动时效技术引入到生产中，并尝试应用到正式生产的应力消除工艺中。振动时效技术虽然在高效、节能、环保等方面有着非常明显的优势，但传统的振动时效设备经虽然历了几十年的发展，仍然存在着无法逾越的技术瓶颈，始终无法纳入正式生产工艺，没有得到企业的广泛认可，没有得到大规模的应用。传统的振动时效(亚共振时效)技术存在以下的问题：对支撑点、激振点、拾振点及方向有严格要求，需要不断的扫频、调整位置，所以设备操作必须是受过专业培训的技术人员操作，一般的工人即使受过培训也很难掌握这项技术；其次工件在单件生产时调整相当繁琐，拾振器、支撑点很难调到最佳状态，一种工件就需要制订一种工艺；这对操作者的经验要求也比较高；因为是通过扫频的方式寻找共振峰，而电机的转速是有限的，当工件共振频率超出激振器的频率范围时，通过扫描就无法找到工件共振频率，因而无法对工件进行有效的振动处理。

振动时效处理系统所涉及的振动时效处理技术是一种消除工程材料内部残余应力的新方法。通过超声振动，使工件材料内部残余应力与振动所附加的应力矢量和超过材料的屈服极限，材料发生轻微塑性变形，材料内部的残余应力得到松弛；激振频率与工件的固有频率越接近，工件在共振的影响下幅值就越大，同样附加的应力也就越大，也就越有利于消除工件的残余应力，但如何精确的判断工件的固有频率，特别是如何判断超声频段的工件固有频率是难点；传统的振动时效噪声过大也是难以推广的主要原因。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于阻抗技术的大型精密铸件的振动时效处理方法及实验装置。

本发明是通过以下技术方案实现

一种基于阻抗技术的大型精密铸件的振动时效方法，所述方法使用的实验装置包括，阻抗分析仪(1)、被时效的大型精密铸件(2)、第一压电传感器(3)、第二压电传感器(4)、第三压电传感器(5)、第四压电传感器(6)、四通道信号发生器(7)、电脑及其软件处理系统(8)、第一电磁激振器(30)、第二电磁激振器(31)、第三电磁激振器(32)、第四电磁激振器(33)，四通道功率放大器(34)；其特征在于：所述第一压电传感器(3)包括第一基座(9)、第一压电陶瓷片(13)，所述第二压电传感器(4)包括第二基座(10)、第二压电陶瓷片(14)，所述第三压电传感器(5)包括第三基座(11)、第三压电陶瓷片(15)，所述第四压电传感器(6)包括第四基座(12)、第四压电陶瓷片(16)；所述第一压电陶瓷片(13)的负极面通过导电银胶粘贴在第一基座(9)上，所述第二压电陶瓷片(14)的负极面通过导电银胶粘贴在第二基座(10)上，所述第三压电陶瓷片(15)的负极面通过导电银胶粘贴在第三基座(11)上，所述第四压电陶瓷片(16)的负极面通过导电银胶粘贴在第四基座(12)上；

作为本发明的优选技术方案，在被时效的大型精密铸件(2)上选取第一关键拾振部位(20)、第二关键拾振部位(21)、第三关键拾振部位(22)、第四关键拾振部位(23)，将所述第一压电传感器(3)，第二压电传感器(4)，第三压电传感器(5)，第四压电传感器(6)分别通过改性低熔点高硬度石蜡粘贴在第一关键拾振部位(20)、第二关键拾振部位(21)、第三关键拾振部位(22)、第四关键拾振部位(23)；在被时效的大型精密铸件(2)上选取第一关键激振部位(24)、第二关键激振部位(25)、第三关键激振部位(26)、第四关键激振部位(27)；将第一电磁激振器(30)、第二电磁激振器(31)、第三电磁激振器(32)、第四电磁激振器(33)分别固定在第一关键激振部位(24)、第二关键激振部位(25)、第三关键激振部位(26)、第四关键激振部位(27)上；四通道信号发生器(7)通过四通道功率放大器(34)分别与第一电磁激振器(30)、第二电磁激振器(31)、第三电磁激振器(32)、第四电磁激振器(33)电性连接。