機床零部件制造精度和尺寸穩(wěn)定性直接決定機床的精度和質(zhì)量。為了確保工件尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性这旋，機床零部件必須采用時效工藝消除工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力集蛛，按工藝標準要求還需在粗加工后進行“二次時效”，目前時效工藝以熱時效為主忌舔，自然時效和亞共振時效為輔挟酗。

　　一、機床行業(yè)時效存在的問題

　　(1)傳統(tǒng)熱時效工藝能耗高同肆、成本高虏斤、污染環(huán)境。且易產(chǎn)生新的熱應(yīng)力末尤，導(dǎo)致時效處理效果不好脊距。同時熱時效會產(chǎn)生氧化皮露惑，增加清理工作量。大噸位工件缺少合適的時效爐种诫，無法進行時效呛靡，即使找到合適的時效爐，時效成本也非常高唧取。

　　(2)因為熱時效高昂的費用铅鲤，很多企業(yè)為了提高效益，在時效這一工藝環(huán)節(jié)“偷工減料”枫弟，沒有按照標準的熱時效工藝進行邢享。如有的企業(yè)為了提高生產(chǎn)效益，縮短熱時效工藝時間淡诗，有的企業(yè)竟然不時效而采用放置15-30天的方式來進行處理骇塘。在某知名鑄造之鄉(xiāng)，這里的鑄造企業(yè)韩容，對待機床鑄件的時效方式款违，竟然采用了“燒稻草”熏黑工件的方式來進行，這已經(jīng)演變成純粹的時效工藝欺騙群凶。這樣的工藝如何能保證產(chǎn)品的質(zhì)量插爹，如何能保證機床的精度要求，如何能保證機床加工出來的零件有較高的精度请梢。但這些做法實實在在的存在著赠尾，這一切的起因也是因為高昂的熱時效費用，導(dǎo)致一些企業(yè)只顧眼前利益笋棵，而不管產(chǎn)品的質(zhì)量次翩，不管企業(yè)的長期發(fā)展。

　　(3)“二次時效”的缺失：機床工件毛坯在加工后蛾岳，會導(dǎo)致應(yīng)力重新分布鹿吴，并產(chǎn)生新的機加應(yīng)力，如果不進行應(yīng)力消除工藝簿睦。同樣會影響到最后的機床產(chǎn)品的精度與尺寸穩(wěn)定行干策。但二次時效會導(dǎo)致產(chǎn)生新的時效費用，會降低企業(yè)的生產(chǎn)效率菱戒，而且有的工件不能夠采用熱時效的方式來進行二次時效拒徐。所以硅盹，很多的機床制造企業(yè)在二次時效方面是缺失的慧跋，這也是導(dǎo)致我國很多的機床制造企業(yè)，尤其是一些中小機床制造企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量不高的原因之一又竞。

　　隨著中國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展械兽，傳統(tǒng)的熱時效工藝，因其高昂的時效費用，嚴重的環(huán)境污染已經(jīng)成為制約企業(yè)再發(fā)展的重要原因呈驶，而自然時效周期長拷泽、資金占用大、生產(chǎn)效率低袖瞻，無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求司致。70年代引入中國的振動時效技術(shù)，因其高達90%以上的節(jié)能效果聋迎，零排放脂矫、無污染的特征，引起了很多機床制造企業(yè)的重視霉晕，也曾經(jīng)在機床行業(yè)得到過廣泛的試用庭再，但傳統(tǒng)的振動時效(亞共振時效)設(shè)備因其無法逾越的技術(shù)瓶頸最終仍被企業(yè)遺棄。

　　二牺堰、傳統(tǒng)的振動時效(亞共振時效)技術(shù)在機床行業(yè)的應(yīng)用

　　(1)振動時效(VSR)七十年代引入中國以后首先被應(yīng)用在機床鑄件的研究上拄轻，七四年北京機床研究所正式將VSR工藝列為研究課題，開始進行機床鑄鐵件應(yīng)用VSR工藝及設(shè)備的研究工作伟葫，經(jīng)過幾年的研究恨搓，確定了VSR的基本工藝方法，肯定了VSR效果酒旷。在“六止槽、五”期間VSR又被列為中國38項重點攻關(guān)任務(wù)分子項“提高機床鑄件質(zhì)量的研究”內(nèi)容之中，由北京機床研究所負責進行VSR工藝實用性研究送县。按期完成研究任務(wù)揍久，“六、五”總鑒定桌偎，VSR工藝研究已達到了世界先進水平迁耘。“七徊岂、五”北京機床研究所又承擔國家重點課題“消化吸收重大項目一條龍數(shù)控機床焊接構(gòu)件振動時效工藝研究”粤未。“七田漓、五”后我國VSR工藝成熟缚袒、完備。VSR設(shè)備也達到世界先進水平歧胃，基本滿足VSR工藝要求绢贵，“八、五”VSR被國家科委坏瞄、機電部桂对、國務(wù)院生產(chǎn)辦列為108項節(jié)能技術(shù)之一而被廣發(fā)的推廣甩卓。2001年8月中國機械工業(yè)聯(lián)合會發(fā)布文件，正式將振動消除應(yīng)力技術(shù)納入機床制造標準蕉斜，接又將振動消除應(yīng)力技術(shù)制修訂到鑄逾柿、鍛、焊基礎(chǔ)件以及各制造業(yè)制造標準宅此。隨著振動時效技術(shù)的研究深入机错，在上世紀末，很多的機床制造企業(yè)將振動時效技術(shù)引入到生產(chǎn)中父腕，并嘗試應(yīng)用到正式生產(chǎn)的應(yīng)力消除工藝中毡熏。

　　(2)傳統(tǒng)振動時效存在的問題：

　　振動時效技術(shù)雖然在高效、節(jié)能侣诵、環(huán)保等方面有著非常明顯的優(yōu)勢痢法，但傳統(tǒng)的振動時效設(shè)備經(jīng)雖然歷了幾十年的發(fā)展，仍然存在著無法逾越的技術(shù)瓶頸杜顺，始終無法納入正式生產(chǎn)工藝财搁，沒有得到企業(yè)的廣泛認可，沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用卿才。傳統(tǒng)的振動時效(亞共振時效)技術(shù)存在以下的問題：

　　1)對支撐點蝉丧、激振點、拾振點及方向有嚴格要求本博，需要不斷的掃頻就留、調(diào)整位置，所以設(shè)備操作必須是受過專業(yè)培訓的技術(shù)人員操作何大，一般的工人即使受過培訓也很難掌握這項技術(shù)拭奖；其次工件在單件生產(chǎn)時調(diào)整相當繁瑣，拾振器摇蝗、支撐點很難調(diào)到最佳狀態(tài)萧状，一種工件就需要制訂一種工藝；這對操作者的經(jīng)驗要求也比較高裆蛆；

　　2)因為是通過掃頻的方式尋找共振峰捣兄，而電機的轉(zhuǎn)速是有限的，當工件共振頻率超出激振器的頻率范圍時啼术，通過掃描就無法找到工件共振頻率稍浆，因而無法對工件進行有效的振動處理。國家數(shù)據(jù)統(tǒng)計亞共振技術(shù)可處理的工件在機械制造業(yè)覆蓋面僅為23%

　　3)有效振型較少猜嘱，振動時效的應(yīng)力消除不穩(wěn)定衅枫，應(yīng)力的消除不能得到最佳的結(jié)果；

　　4)噪聲過大也是難以推廣的主要原因泉坐。

　　三为鳄、頻譜諧波時效技術(shù)在機床行業(yè)的應(yīng)用前景

　　1.什么是頻譜諧波技術(shù)

　　頻譜諧波技術(shù)起源于振動時效裳仆，是由北京翔博科技有限公司憑借在振動時效領(lǐng)域20多年的研究經(jīng)驗腕让，自主創(chuàng)新的發(fā)明孤钦，目前處于國際領(lǐng)先地位。但其摒棄了原有振動時效技術(shù)攻關(guān)方向纯丸，獨辟蹊徑偏形，從另外一個全新的角度，去詮釋振動時效的價值觉鼻。突破了原有的技術(shù)瓶頸俊扭，迎來了振動時效應(yīng)用的一個全新時代。

　　因其獨有找頻方式與處理頻率坠陈，被稱為頻譜諧波技術(shù)贝泞。頻譜諧波技術(shù)不再沿用原有的掃頻方式，而是通過傅立葉方法對工件進行頻譜分析找出工件的幾十種諧波頻率蘸错，在這幾十種諧波頻率中優(yōu)選出對消除工件殘余應(yīng)力效果最佳的五種不同振型的諧波頻率進行時效處理牡罚，達到多維消除應(yīng)力提高尺寸精度穩(wěn)定性的目的。

　　頻譜諧波方式不論工件大小冬溯、頻率剛性高低缰伶、材料特性均能找出五種不同振型的諧波峰。不受激振器的轉(zhuǎn)速范圍限制录教，對激振點和拾振點無特殊要求壮煎，能夠處理亞共振無法處理的高剛性高固有頻率工件，能夠滿足對尺寸精度要求高的工件字瘫，振動噪音低触迄，在機械行業(yè)的覆蓋面接近100%。處理的轉(zhuǎn)速全部在6000RPM以下借街，解決了亞共振設(shè)備噪音大的問題夷呐。

　　2008年10月，以翔博頻譜諧波技術(shù)為基礎(chǔ)伶丐，翔博參與制訂的新的振動時效標準—中華人民共和國兵器行業(yè)標準(WJ2696-2008)正式頒布悼做。2009年北京翔博科技又成功的研制成功世界首臺激振力達80KN的激振器，徹底解決了高剛性哗魂、高固有頻率大噸位機床工件的處理難題肛走。

　　2.頻譜諧波技術(shù)在機床行業(yè)的應(yīng)用案例

　　(1)齊齊哈爾二機床集團有限公司

　　●處理工件:機床床身,立柱,滑座；

　　●材質(zhì):鑄鐵件

　　●年處理量：7萬噸

　　應(yīng)用現(xiàn)場實例1：

　　使用頻譜諧波時效前后對比

　　使用前：最初采用熱時效录别，由于時效窯老化造成爐溫不均勻等一些問題朽色，導(dǎo)致工件仍存在因應(yīng)力消除效果不好所引起的變形質(zhì)量問題。另一方面组题，由于熱時效時間周期長葫男，無法滿足批量生產(chǎn)的需要抱冷，對大型鑄件無法進行熱時效以及高昂的時效費用已成為制約其發(fā)展的一大阻礙。

　　使用后：采用翔博科技的領(lǐng)航者頻譜諧波時效專家系統(tǒng)進行振動時效處理后梢褐，床身精度符合工藝要求旺遮。

　　●工藝流程

　　鑄造毛坯件—頻譜諧波時效—粗加工—頻譜諧波時效—精加工

　　●效果評判

　　與熱時效件進行對比，達到熱時效處理效果盈咳，符合工藝要求耿眉。

　　●生產(chǎn)驗收標準

　　符合國防科學技術(shù)工業(yè)委員會頒布的中華人民共和國兵器行業(yè)標準(WJ2696-2008)。

　　每次處理5個頻率淳某，其中至少有2個頻率的加速度值在30～70m/s范圍內(nèi)溅鞠。

　　(2)成都普瑞斯數(shù)控機床有限公司

　　●處理工件：機床床身,導(dǎo)軌,平臺

　　●材質(zhì)：鑄鐵件

　　使用頻譜諧波時效前后對比

　　使用前：原來使用亞共振設(shè)備來消除機床部件的殘余應(yīng)力，現(xiàn)場處理噪音大馍上，應(yīng)用范圍有限仙茴，對大多數(shù)工件不能有效處理甚至不能處理。

　　使用后：采用我公司的領(lǐng)航者頻譜諧波時效專家系統(tǒng)進行頻譜諧波時效哑暮，成功處理了高剛性高固有頻率工件签梭，解決了亞共振設(shè)備無法攻克的難題。

　　●工藝流程

　　鑄造毛坯件—頻譜諧波時效(消除鑄造應(yīng)力)—粗加工—頻譜諧波時效(消除加工應(yīng)力)—精加工

　　●效果評判標準

　　精加后測其變形量掘鱼，達到工藝要求翠蓄。

　　●生產(chǎn)驗收標準

　　符合國防科學技術(shù)工業(yè)委員會頒布的中華人民共和國兵器行業(yè)標準(WJ2696-2008)。

　　每次處理5個頻率鸣拦，其中至少有2個頻率的加速度值在30～70m/s范圍內(nèi)抢纹。

　　(3)天津一機機械有限公司

　　●處理工件：機床床身，立柱葱妒，刀庫

　　●年產(chǎn)量:大約5000～6000噸谚剿，70～80%的產(chǎn)品需要時效

　　●材質(zhì)：鑄鐵件

　　●重量：主要是從幾百公斤到6噸

　　應(yīng)用現(xiàn)場實例3：

　　使用頻譜諧波時效前后對比

　　使用前：之前主要是采用熱時效來消除鑄造應(yīng)力，以煤為燃料连锯。熱時效對環(huán)境污染嚴重归苍，生產(chǎn)周期長。

　　使用后：采用我公司領(lǐng)航者頻譜諧波時效專家系統(tǒng)运怖，處理時間縮短為40分鐘拼弃，可直接現(xiàn)場處理，無需來回運輸摇展，達到其工藝要求吻氧，緩解了熱時效成本和環(huán)境污染的壓力。

　　●工藝流程

　　鑄造毛坯件—頻譜諧波時效(消除鑄造應(yīng)力)—粗加工—頻譜諧波時效(消除加工應(yīng)力)—精加工

　　●生產(chǎn)驗收標準

　　符合國防科學技術(shù)工業(yè)委員會頒布的中華人民共和國兵器行業(yè)標準(WJ2696-2008)咏连。

　　每次處理5個頻率盯孙，其中至少有2個頻率的加速度值在30～70m/s范圍內(nèi)。

　　尺寸精度穩(wěn)定性測試，主要是觀測最終變形量振惰。

　　(4)天津三達鑄造有限公司

　　●處理工件：機床床身

　　●材質(zhì)：鑄鐵件HT250歌溉、HT300

　　●重量：700公斤到4噸

　　●年產(chǎn)量：2萬噸

　　應(yīng)用現(xiàn)場實例4：

　　●采用時效的目的

　　消除鑄造應(yīng)力。

　　使用頻譜諧波時效前后對比

　　使用前：之前采用熱時效來消除機床部件的鑄造應(yīng)力骑晶，采用柴油作為燃料痛垛，日均費用6000-7000元，年時效費用高達200多萬元迄帘。并且由于爐溫的不均勻會產(chǎn)生新的熱應(yīng)力修扁，鑄件仍然存在應(yīng)力引起變形的質(zhì)量問題诀烫。

　　使用后：采用翔博科技的領(lǐng)航者頻譜諧波時效專家系統(tǒng)榔况，經(jīng)振動時效處理后的工件尺寸精度穩(wěn)定性和抗變形能力都保持得非常好。無廢氣排放勃拢，節(jié)約年時效費用達200多萬元钩榄。

　　●工藝流程

　　機床床身毛坯件—頻譜諧波時效(消除鑄造應(yīng)力)

　　●效果評判標準

　　符合國防科學技術(shù)工業(yè)委員會頒布的中華人民共和國兵器行業(yè)標準(WJ2696-2008)。

　　每次處理5個頻率后涛，其中至少有2個頻率的加速度值在30～70m/s范圍內(nèi)武也。

　　使用頻譜諧波時效前后對比

　　使用前：最初采用熱時效，由于時效窯老化造成爐溫不均勻等一些問題口愁，導(dǎo)致工件仍存在因應(yīng)力消除效果不好所引起的變形質(zhì)量問題耿逐。另一方面，由于熱時效時間周期長鸿挠，無法滿足批量生產(chǎn)的需要醇舶，對大型鑄件無法進行熱時效以及高昂的時效費用已成為制約其發(fā)展的一大阻礙。

　　使用后：采用翔博科技的領(lǐng)航者頻譜諧波時效專家系統(tǒng)進行振動時效處理后宋梧，床身精度符合工藝要求匣沼。

　　●工藝流程

　　鑄造毛坯件—頻譜諧波時效效果評判

　　與熱時效件進行對比，達到熱時效處理效果捂龄，符合工藝要求释涛。

　　●生產(chǎn)驗收標準

　　符合國防科學技術(shù)工業(yè)委員會頒布的中華人民共和國兵器行業(yè)標準(WJ2696-2008)。

　　每次處理5個頻率倦沧，其中至少有2個頻率的加速度值在～70m/s范圍內(nèi)唇撬。

　　3.頻譜諧波技術(shù)在機床行業(yè)的應(yīng)用前景

　　隨著國家政府、企業(yè)對節(jié)能減排的重視程度越來越高展融，傳統(tǒng)的熱時效技術(shù)最終會被淘汰窖认，而中國的機床制造業(yè)需要提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高機床精度愈污，必須嚴格執(zhí)行時效處理工藝耀态。而頻譜諧波時效技術(shù)即具備振動時效技術(shù)所特有的高效節(jié)能特點，又能夠達到甚至超過傳統(tǒng)熱時效的處理效果暂雹。最終其會成為機床行業(yè)普遍采用的新型節(jié)能減排先進技術(shù)首装。

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