刀辊结构件振动时效工艺应用

刀辊是削片机重要的工作部件，主要由面板、中间支撑板、弧板、飞刀座焊接而成。焊接结构复杂，应力分布不均匀，工件制造过程中精度要求较高。焊后需要进行消除应力，传统的消除应力方法就是采用热时效，由于缺少大型退火炉，以及受部分构件材质及加工工艺本身的限制无法采用热时效，就需要寻找其他有效方法替代。经过调查研究后，决定采用振动时效工艺消除刀辊焊后残余应力。

振动时效工艺参数的确定

振动时效工艺参数包括激振频率、微振点、激振力和激振时间等，而振动加速度、共振频率、共振时间是决定工艺效果的主要参数。应依据工件的固有振动特性来确定这些参数。在实际加工中，工件的重量、体积、结构形状具有多样性，应借鉴典型工件的工艺方案，对工件的主振频率、辅振频率及激振点等做出调整，在振动时效前准确制定出各工艺参数。

支撑及激振器位置的确定

针对工件变形状况，应重点消除工况状态下工件载荷较大部位的残余应力，并选择相应的振型进行时效处理。不同的频率对应不同的振型，不同的振型对应不同动应力场。常见的工件类型有梁型件、板型件、圆板型件、方箱型件、小型件等，主振型有弯曲振型和扭曲振型，若以后工件载荷主要产生弯曲变形，则应采用弯曲振型；若以后工作载荷主要产生扭曲变形，则应采用扭转振型；要根据不同的振型来确定支撑及激振器位置，对于类似工件需要摸索，刀辊结构属于圆筒形，主振型为弯曲振型和扭曲振型，支撑距两端各2/9处，两点用橡胶垫支撑。激振器一般装夹在中间波峰附近，加速度计安装在一端的波峰附近。

在振前扫频找到共振点的前提下，分析共振频率，根据工件强度、刚性、批量选择不同支撑方式，对于刀辊可用手感法分析振型，用手或用某一个工具放在工件各个重点部位，感觉振动大小，振动大的部位是波峰，振动小的部位是波谷，波峰、波节要反复找多次，使支撑更加合理。

激振力的选择

选定合适的激振力，其大小应根据工件的重量、材质、形状、刚度等因素来确定。可通过改变激振器的偏心距来改变激振力大小。为防止振前扫描时出现过载现象，凭经验先选定偏心距，然后逐级调节。

振动时间的选择

振动时间一般控制在30-45分钟。应根据工件结构和重量、残余应力的大小和分布来确定。实际操作中，可按振动过程中塑性变形基本停止的时间、零件的重量、激振器的激振力变化、零件振动过程中的振动响应来确定实际的振动时间。

振动时效工艺效果

振动时效效果主要是指零件振动后残余应力消除、均化、抗变形能力的提高以及尺寸精度的稳定化程度。在实际生产中，振动时效工艺曲线反映着时效效果，因此，可通过振动时效工艺曲线来检测振动时效效果。每处理一个工件，都必须要有相应的振动时效工艺曲线。振后扫频，依据振动时效行业标准进行判定和验收。

总结

振动时效工艺时一种环保、节能、高效的消除应力方法，它不受工件尺寸、结构、重量以及场地的限制，可用于刀辊焊后残余应力消除。