注塑机机架振动时效消除应力处理

振动时效设备|消除残余应力|应力 (jhvsr1.skxox.com)

S型系列注塑机是某公司新研发的高速、精密、高效全液压式注塑机,在以往的工艺中我们都是采用退火处理消除应力,工艺流程为焊接-退火-龙门铣-打磨-检验-喷漆。

本文采用振动时效消除应力工艺,通过试验对比退火处理和振动时效处理效果。工艺流程暂定为焊接-龙门铣粗铣-振动时效-龙门铣精铣-打磨-检验-喷漆。

选用的设备是JH-600A液晶交流振动时效设备,采用高速变频伺服电机,控制软件带有残余应力动态跟踪功能,一键式操作、多峰识别,有全自动时效功能。

振动时效消除应力工艺参数

选择支撑点、激振点

根据机架的结构特点,我们采用三点支撑法,即用三个橡胶垫构成一个振动平台,将激振器卡在外侧导轨面上(刚性较强,便于起振)。将机架放置在平台上,装好激振器,选好激振点。

动态扫描,搜寻共振峰

启动振动时效设备的动态扫描功能,扫描共振峰为6165.0rpm。根据精密注塑机机架重量775KG及扫描结果,振动时效设备推荐采用20%Fmax的激振力。机架为大型焊接结构床身,选择自动振动时效程序,振动时效时间为13min。

振后扫频

振动结束后,振动时效设备自动扫描出振动时效工艺过程的G-t曲线变化及G-n曲线变化。考虑到机架体积较大进行了第二次振动时效操作,全程历时15min。

振动效果判断

振动参数曲线判断法

根据GB/T25713-2010标准,用幅频特性曲线对振动效果进行判断,判据如下:

1.振幅时间(G-t)曲线先上升后变平;

2.振幅时间(G-t)曲线先上升后下降再变平;

3.振幅频率(G-n)曲线振后峰值升高;

4.振幅频率(G-n)曲线振后峰值左移:

5.振幅频率(G-n)曲线振后峰值变窄。

从振动时效处理前后的扫频对比图可看出,两次时效的G-n曲线振后峰值均升高并左移且峰值变窄;G-t曲线先上升后变平,均符合标准,即工件的残余应力得到降低和均化,从而工件尺寸的稳定性得到提高。

精度测试结果

经龙门铣粗铣后的机架,两侧导轨的平面度已达0.03mm,经过振动时效消除应力处理过的机架在机床上检测,内侧导轨凹陷0.17mm,外侧导轨凹陷0.24mm。这表明振动时效后应力集中部位已超过材料的屈服极限,并发生塑形变形,所以振动时效过程必须用于机架粗加工前。

当日重新铣平机架A,一星期后用平尺测量机架A,两导轨平度面度在0.02mm以内。

为了进一步比较振动时效效果,选用退火机架B,铣平后,与振动时效机架A进行了对比,根据结果得出以下结论。

振动时效机架A铣平后,经过一个多月,平面度变化量在0.01mm以内,较稳定。退火机B第一次铣平后,10天后外侧导轨变形大;第二次铣平后,10天后内侧导轨变形大,变形量在0.04-0.06mm,不稳定。因此可以看出,退火后的机架B不如振动时效处理的机架A尺寸稳定。

结论

综合考虑成本、效率、质量、效益等各方面,精密注塑机机架振动时效消除应力处理工艺可替代退火去应力工艺,其工艺流程为:焊接-振动时效-龙门铣粗铣-龙门铣精铣-打磨-检验-喷漆。