簡介

在零件的機(jī)械加工過程中,，為了確保毛坯或粗加工的零件具有良好的切削性能,，需要對毛坯或粗加工的軸類零件進(jìn)行消除內(nèi)部殘余應(yīng)力的處理。這種消除內(nèi)部殘余應(yīng)力的處理技術(shù)主要有兩種,，一種是調(diào)質(zhì)處理,，另一種是振動(dòng)時(shí)效處理。其中,，振動(dòng)時(shí)效處理是通過振動(dòng)的形式給軸類零件施加一個(gè)動(dòng)應(yīng)力,，當(dāng)施加的動(dòng)應(yīng)力與軸類零件本身的殘余應(yīng)力疊加后，達(dá)到或超過材料的微觀屈服極限時(shí),，軸類零件就會(huì)發(fā)生微觀或宏觀的局部,、整體的彈性塑性變形，同時(shí)降低并均化軸類零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力,，最終達(dá)到防止軸類零件在車削等精加工工序及投入使用后的變形與開裂,，穩(wěn)定軸類零件的尺寸與幾何精度。 目前,，對包括軸類零件在內(nèi)的零件進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理的普遍方式是,，將毛坯或粗加工好的零件從機(jī)床上卸下，搬移至振動(dòng)時(shí)效處理場地,、放置在具有一定彈性的支撐體上,，再將激振器安裝在被處理零件上、通過激振器對被處理零件輸出消除內(nèi)部殘余應(yīng)力的激振力,，待振動(dòng)時(shí)效處理好后,，再將零件搬移至對應(yīng)機(jī)床上進(jìn)行相應(yīng)的精加工,。這種振動(dòng)時(shí)效處理方式存在的最直接的缺陷在于，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,，企業(yè)生產(chǎn)效率低，進(jìn)而增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本,，不利于批量化生產(chǎn),。

氣動(dòng)振動(dòng)時(shí)效裝置

1—?dú)夤芙宇^ ；2—振動(dòng)活塞 ,；3—活塞復(fù)位彈性體 ,；4—振動(dòng)氣缸 ；5—直線軸承 ,；6—滾珠軸承 ,；7—激振頂桿 ；8—排氣口 ,；9—頂桿復(fù)位彈性體 ,；10—消音器 ；11—活塞限位頂桿 ,；12—莫氏錐柄 ,；13—頂桿套 ；14—限位臺(tái)階 ,；15—壓縮空氣源 ,；16—活塞頂桿 ；17—進(jìn)氣口 ,；18—頂尖 ,；19—頂尖復(fù)位彈性體。

振動(dòng)時(shí)效處理裝置主要由振動(dòng)氣缸 4,、頂桿套 13,、激振頂桿 7 和壓縮空氣源 15 構(gòu)成。

振動(dòng)氣缸 4 為中空結(jié)構(gòu),，具有朝向機(jī)床主軸或尾座的缸底,，并在該缸底處連接有莫氏錐柄 12（可以將莫氏錐柄 12 密封連接在振動(dòng)氣缸 4 的缸底處，以代替缸底,，即缸底和莫氏錐柄 12 合二為一）,、通過莫氏錐柄 12 連接在機(jī)床的主軸或尾座上。振動(dòng)氣缸 4 的內(nèi)孔朝向軸類零件的端部（即前端）處設(shè)有臺(tái)階結(jié)構(gòu),，在振動(dòng)氣缸 4 的內(nèi)孔內(nèi)密封裝配有振動(dòng)活塞2（即振動(dòng)活塞 2 的圓周上填裝有密封圈,，通過密封圈與振動(dòng)氣缸 4 的內(nèi)孔孔壁接觸密封），在振動(dòng)氣缸 4 的內(nèi)孔臺(tái)階結(jié)構(gòu)處設(shè)有對振動(dòng)活塞 2 限位的限位臺(tái)階 14,，振動(dòng)活塞 2 與限位臺(tái)階 14 之間裝配有活塞復(fù)位彈性體 3（優(yōu)選螺旋彈簧）,。在振動(dòng)氣缸 4 的后部（即靠近莫氏錐柄 12 處）徑向設(shè)有錯(cuò)位布置的進(jìn)氣口 17 和排氣口 8,，排氣口 8 的位置較進(jìn)氣口 17 靠前，在排氣口 8 上連接有消音器 10,，以降低工作時(shí)的噪音 ,；進(jìn)氣口 17 的位置靠近振動(dòng)氣缸 4 的缸底（可以與缸底齊平），進(jìn)氣口 17 上密封連接有氣管接頭 1,，在氣管接頭 1 上密封連接有氣管,，氣管接頭 1 通過氣管與壓縮空氣源 15 接通（壓縮空氣源 15 上應(yīng)有相應(yīng)的控制閥門），當(dāng)振動(dòng)活塞 2 處于復(fù)位狀態(tài)時(shí),，要求振動(dòng)活塞 2 將排氣口 8 封堵,。前述振動(dòng)活塞 2 的前側(cè)面（即朝向軸類零件及下述激振頂桿 7 的面）上設(shè)有凸起的活塞頂桿 16，該活塞頂桿 16 軸向穿過限位臺(tái)階 14,，當(dāng)振動(dòng)活塞 2 復(fù)位時(shí),，活塞頂桿 16 的前端與振動(dòng)氣缸 4 的內(nèi)孔臺(tái)階結(jié)構(gòu)處（即限位臺(tái)階 14 的前側(cè)面）齊平，屆時(shí)用于頂撞激振頂桿 7,，有鑒于此,，為了延長使用壽命，在活塞頂桿 16的前端處設(shè)有近似于球形的硬橡膠墊 ,；振動(dòng)活塞 2的后側(cè)面（即相背于軸類零件及下述激振頂桿 7 的面）上設(shè)有凸起的活塞限位頂桿 11,，該活塞限位頂桿 11 的長度遠(yuǎn)小于活塞頂桿 16 的長度，要求活塞限位頂桿 11 的略長度大于或等于振動(dòng)氣缸 4 的缸底至進(jìn)氣口 17 最遠(yuǎn)邊的距離,，即活塞限位頂桿 11 的長度至少要等于振動(dòng)氣缸 4 的缸底至進(jìn)氣口 17 距離和進(jìn)氣口 17 直徑之和,，只有如此，才能可靠地確保壓縮空氣源 15 輸送的壓縮空氣進(jìn)入振動(dòng)氣缸 4 內(nèi)進(jìn)行有效做功 ,；振動(dòng)活塞 2 基于前述結(jié)構(gòu),，其呈十字形狀。

頂桿套 13 亦為中空結(jié)構(gòu),，頂桿套 13 的內(nèi)孔后端（即朝向振動(dòng)氣缸 4 的端部）為臺(tái)階結(jié)構(gòu),。頂桿套 13 的內(nèi)孔臺(tái)階處裝配有直線軸承 5，該直線軸承 5 的圓周通過滾珠軸承 6與頂桿套 13 的臺(tái)階處前側(cè)的內(nèi)孔裝配,。激振頂桿 7 為前小后大的 T 形結(jié)構(gòu)（也可以采用十字形結(jié)構(gòu)代替）,，其后端的大頭端蓋直徑略小于振動(dòng)氣缸 4 的內(nèi)孔臺(tái)階處外側(cè)直徑 ；激振頂桿 7 穿裝在直線軸承 5 內(nèi),，且激振頂桿 7 的后端蓋（即大頭端）與直線軸承 5 之間裝配有頂桿復(fù)位彈性體 9（優(yōu)選螺旋彈簧）,，激振頂桿 7 的前端要求延伸出頂桿套 13 的內(nèi)孔，即激振頂桿 7 從頂桿套 13 的前端延伸出 ,；由于激振頂桿 7 用于向軸類零件的裸露端面輸出激振力（即撞擊軸類零件的裸露端面）,，因而，為了延長使用壽命,，在激振頂桿 7 的前端處設(shè)有近似于球形的硬橡膠墊,。前述頂桿套 13 的后端以螺紋方式軸向密封連接在振動(dòng)氣缸 4 的前端,，二者的內(nèi)孔之間形成激振頂桿 7 的往復(fù)運(yùn)動(dòng)空間。

工作過程是

壓縮空氣源 15向振動(dòng)氣缸 4輸送的壓縮空氣作用在振動(dòng)活塞 2 上,，振動(dòng)活塞 2 前行頂撞激振頂桿 7,，激振頂桿 7 前行頂撞軸類零件的裸露端面（即輸出激振力）；當(dāng)振動(dòng)活塞 2 前行后將所封堵的排氣口 8 露出時(shí),，做功的壓縮空氣從排氣口 8 排出,，此時(shí)振動(dòng)氣缸 4 內(nèi)部卸壓，在活塞復(fù)位彈性體 3 的作用下,，振動(dòng)活塞 2 復(fù)位并再次封堵排氣口 8 實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)壓，激振頂桿 7 在失去頂撞力后,、在頂桿復(fù)位彈性體 9 的作用下復(fù)位,，如此往復(fù)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)活塞 2 和激振頂桿 7 的往復(fù)運(yùn)動(dòng),、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的激振頂桿 7 對軸類零件輸出激振力,。前述激振力的輸出頻率約為 25 ～ 50HZ，最大振動(dòng)力不能超過 5000N,。