一种振动形变消减残余应力装置的制作方法

1.本技术涉及机加工技术领域，尤其涉及一种振动形变消减残余应力装置。


背景技术：

2.目前，工程中通常采用自然时效、热时效等传统方法降低残余应力。
3.其中，自然时效(nsr)简单易行，但是时效周期过长、效率低，不能满足快速生产的需要；热时效(tsr)作为目前应用最广泛的传统处理方法，具有良好的时效效果，但需消耗大量能源，还会造成氧化、脱碳等缺陷。在日益完善的振动理论和测试技术的影响下，通过振动处理消除残余应力的方法，也称为振动时效(vibratory stress relief，简称vsr)技术，正逐步代替自然时效和热时效。而在振动时效中，大部分都是对大型金属结构进行激振，对中小型零部件与钢板类等柔性体振动较少，市面上的振动装置也不能对其进行良好的装夹，这很大地阻碍了振动时效技术的发展。
4.当前振动时效技术与装置消减中小型零部件与钢板类等柔性体残余应力效果并不明显，主要有以下缺点：
5.(1)针对的工件尺寸局限，对中小型零部件与钢板类等柔性体的装夹并不友好；
6.(2)对中小型零部件与钢板类等柔性体不能达到很好的残余应力消减效果。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本技术提出了一种振动形变消减残余应力装置，已解决现有技术的问题。
8.一种振动形变消减残余应力装置，包括：
9.振动时效支架，其上设有固定工件的支架；
10.张力机构，固定于所述振动时效支架上，用于对所述工件施加张力；
11.激振机构，设于所述振动时效支架一侧，用于对所述工件进行时效振动，消减残余应力。
12.作为本技术的一种可选实施方案，可选地于，所述振动时效支架包括：
13.支撑机构，对称设置一对；
14.固定板，固定设于对称布置的所述支撑机构上；
15.所述张力机构固定设于所述对称布置的固定板之间。
16.作为本技术的一种可选实施方案，可选地于，所述支撑机构包括：
17.至少两个支撑桩，所述固定板8固定设于所述支撑桩的顶部。
18.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述振动时效支架还包括：
19.固定板，固定设于所述支撑桩的底面；所述固定板上设有连接孔。
20.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述张力机构包括：
21.至少两个平行布置的支撑板，垂直固定在对称布置的所述固定板之间；所述工件固定在两个所述支撑板之间；
22.受力件，对称固定设于两个所述支撑板上；
23.张力装置，固定连接于两个对称设置的所述受力件之间。
24.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述张力机构还包括：
25.工位，所述工位包括至少一个工件固定孔，所述工件固定孔设于所述支撑板上；
26.所述工件通过所述工件固定孔固定在两个所述支撑板之间；
27.张力装置启动，对所述受力件施加张力，张力经过对称设置的所述受力件传递至对应的所述支撑板上，同步对固定在两个所述支撑板之间的所述工件施加张力并产生形变。
28.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述张力装置为手动液压杆，垂直固定于两个对称设置的所述受力件之间，并对称设有一对。
29.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述工位，于所述平行布置的支撑板之间，至少设有一个。
30.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括定位调节组件，所述定位调节组件包括：
31.若干第一调节孔，均匀设于所述固定板上；
32.若干第二调节孔，与所述第一调节孔对应且设于所述支撑板上；
33.螺栓连接件，依次穿过所述第二调节孔和所述第一调节孔，将所述支撑板9固定在所述对称布置的固定板之间。
34.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述激振机构，包括：
35.振动实验台，设于所述支撑板下方；
36.激振头，固定设于所述振动实验台上；所述激振头的头部伸出所述振动实验台的上表面，并顶住固定在两个所述支撑板之间的所述工件，所述激振头启动时，对所述工件进行时效振动，消减残余应力。
37.本技术的技术效果：
38.本技术通过振动时效支架固定工件；张力机构对所述工件施加张力；激振机构对所述工件进行时效振动，消减残余应力。通过安装在振动实验台上的激振头传递动应力，当在构件的残余应力、动应力以及施加的张力共同作用下，使得材料内部应力超过材料的屈服强度时，构件的高应力区会发生塑性屈服，从而达到残余应力的减少与均化，此方法比传统的振动时效工艺多了施加的张力作用，使得残余应力消减效果更加明显。
附图说明
39.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。
40.图1示出本技术的装配示意图；
41.图2示出本技术振动时效支架和张力机构的装配示意图；
42.图3示出本技术激振机构的装配示意图；
43.图中：1、振动时效支架，2、激振机构，3、张力机构，4、工件，5、固定板，6、支撑机构，7、第一调节孔，8、固定板，9、支撑板，10、张力装置，11、受力件，12、激振头，13、振动实验台。
具体实施方式
44.以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
45.其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
47.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
48.另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
49.下面将对本装置进行详细的实施描述。
50.实施例1
51.如图1所示，为本技术一实施例的一种振动形变消减残余应力装置。
52.一种振动形变消减残余应力装置，包括：
53.振动时效支架1，其上设有固定工件4的支架；
54.张力机构3，固定于所述振动时效支架1上，用于对所述工件4施加张力；
55.激振机构2，设于所述振动时效支架1一侧，用于对所述工件4进行时效振动，消减残余应力。
56.本技术通过振动时效支架固定工件；张力机构对所述工件施加张力；激振机构对所述工件进行时效振动，消减残余应力。通过安装在振动实验台上的激振头传递动应力，采用对中小型零部件与钢板类等柔性体的装夹装置(即振动支架、滑台)，通过张力装置如液压顶杆可以对试样施加一定的张力，起到对试样施加形变的作用。当在构件的残余应力、动应力以及施加的张力共同作用下，使得材料内部应力超过材料的屈服强度时，构件的高应力区会发生塑性屈服，从而达到残余应力的减少与均化。
57.下面将对振动时效支架1、张力机构3和激振机构2的具体结构进行描述。
58.如图2所示，作为本技术的一种可选实施方案，可选地于，所述振动时效支架1包括：
59.支撑机构6，对称设置一对；支撑机构6左右对称设有一对，每个支撑机构6由三个支撑桩组成，间距排成一排；
60.支撑桩为矩形开口的盒体结构，左右支撑桩的开口对应；支撑桩的顶部设有连接孔。
61.固定板8，固定设于对称布置的所述支撑机构6上；固定板8为角钢，其一面板固定在支撑桩的顶面。作为本技术的一种可选实施方案，可选地于，所述支撑机构6包括：至少两个支撑桩，所述固定板8固定设于所述支撑桩的顶部。
62.如图1和2所示，所述张力机构3固定设于所述对称布置的固定板8之间。
63.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述振动时效支架1还包括：
64.固定板5，固定设于所述支撑桩的底面；所述固定板5上设有连接孔。固定板5为方块结构，如焊接方式固定于所述支撑桩的底面，所述固定板5上设有连接孔，可以通过固定板5，将本装置固定在试样的环境中，比如车间等位置，用于固定本装置，避免振动时，整个装置移动。
65.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述张力机构3包括：
66.至少两个平行布置的支撑板9，垂直固定在对称布置的所述固定板8之间；所述工件4固定在两个所述支撑板9之间；
67.受力件11，对称固定设于两个所述支撑板9上；
68.张力装置10，固定连接于两个对称设置的所述受力件11之间。
69.支撑板9为条板结构，垂直固定在左右所述固定板8之间，其数量至少为两个，本处支撑板9之间采用平行布置。通过两个支撑板9，即可固定工件4的两端，对工件进行张力拉紧。
70.受力件11，为长方条结构，固定在每个支撑板9上表面，与支撑板9同向，用于安装张力装置10的两端。本实施例，张力装置10，固定连接于两个对称设置的所述受力件11之间。张力装置启动，对两端的受力件11进行顶紧，施加张力。张力装置10的两端和对应受力件11之间的连接关系，不限制，根据张力装置的类型选择即可。本实施例，采用液压顶杆，其两端可以采用定位孔或者焊接等方式固定连接在对应受力件11的侧面上，本处不限制。
71.张力装置启动，对两端的受力件11进行顶紧，施加张力，通过受力件11对工件4进行拉载，施加张力，进行变形。
72.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述张力机构3还包括：
73.工位，所述工位包括至少一个工件固定孔，所述工件固定孔设于所述支撑板9上；
74.所述工件4通过所述工件固定孔固定在两个所述支撑板9之间；
75.张力装置10启动，对所述受力件11施加张力，张力经过对称设置的所述受力件11传递至对应的所述支撑板9上，同步对固定在两个所述支撑板9之间的所述工件4施加张力并产生形变。
76.所述工件4需要将其两端固定在所述支撑板9上，因此在相邻两个所述支撑板9之间，设置固定所述工件4的工位。本实施例，如图2所示，设置一个工位。所述工位包括至少一个工件固定孔，所述工件固定孔设于所述支撑板9上设置两个，对工件4的前后两端进行固定。这里需要对工件提前开孔，便于将工件4固定在工位上。
77.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述工位，于所述平行布置的支撑板9之间，至少设有一个。工位数量可以选择。
78.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述张力装置10为手动液压杆，垂直固定于两个对称设置的所述受力件11之间，并对称设有一对。
79.本实施例，选择手动液压杆作为张力施加设备，手动液压杆启动，其顶杆伸出，可
以对前后两个受力件11施加张力。当然，也可以采用电动杆或者其他代替。手动液压杆施加的力的大小，可以通过手动液压杆上的调节机构进行调节，也可以采用在受力处安装上张力检测传感器等。本处不限制。
80.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括定位调节组件，所述定位调节组件包括：
81.若干第一调节孔7，均匀设于所述固定板8上；
82.若干第二调节孔，与所述第一调节孔7对应且设于所述支撑板9上；
83.螺栓连接件，依次穿过所述第二调节孔和所述第一调节孔7，将所述支撑板9固定在所述对称布置的固定板8之间。
84.张力机构3的支撑板9，可以调节工位尺寸，根据工件4尺寸而调节。因此，在固定板8上均匀间距设置若干第一调节孔7，对应在支撑板9上设置第二调节孔，通过螺栓连接件将所述支撑板9固定在所述对称布置的固定板8之间。本实施例，所述支撑板9的左右两端分别设有两个第二调节孔。
85.如图1和3所示，作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述激振机构2，包括：
86.振动实验台13，设于所述支撑板9下方；
87.激振头12，固定设于所述振动实验台13上；所述激振头12的头部伸出所述振动实验台13的上表面，并顶住固定在两个所述支撑板9之间的所述工件4，所述激振头12启动时，对所述工件4进行时效振动，消减残余应力。
88.本实施例，将振动实验台13放置在所述支撑板9下方，其上螺接的激振头12的头部伸出所述振动实验台13的上表面，并顶住工件4下表面，进行激振。其方位可以工件的外形进行变化放置，本处仅仅是其中一个实施例。振动时间，自行设定，本处不限制。
89.具体实施时：首先根据试样工件4的尺寸大小手动调节定位调节组件，将支撑板调节到合适的工位尺寸大小，固定工件4；其后，启动手动液压杆，手动调节液压顶杆，对试样工件施加一定的张力，产生形变；激振头通过螺纹连接安装到振动实验台13上，设置好以后启动振动实验台，此时，试样工件4受到来自激振头12的激励，实现试样在受到拉力形变的方式下进行振动时效实验。
90.对中小型零部件与钢板类等柔性体的装夹装置(即振动支架、滑台)；通过液压顶杆可以对试样施加一定的张力，起到对试样施加形变的作用。
91.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。