一种用于工件残余应力消除的振动时效装置的制作方法

本发明涉及机械领域，具体是一种用于工件残余应力消除的振动时效装置。

背景技术：

振动时效处理是工程材料常用的一种消除其内部残余内应力的方法，是通过振动，使工件内部残余的内应力和附加的振动应力的矢量和达到超过材料屈服强度的时候，使材料发生微量的塑性变形，从而使材料内部的内应力得以松弛和减轻。振动时效的实质是通过振动的形式给工件施加一个动应力，当动应力与工件本身的残余应力叠加后，达到或超过材料的微观屈服极限时，工件就会发生微观或宏观的局部、整体的弹性塑性变形，同时降低并均化工件内部的残余应力，最终达到防止工件变形与开裂，稳定工件尺寸与几何精度的目的。现有的振动时效装置功能和效果有限，结构复杂，可靠性不高，价格昂贵，维修成本高，实施困难，难以普及使用。工件的许多振型的共振难以产生，更不能在空间各个方向上激发工件的各阶振型的共振，难以使工件产生足够的动应力，振动效果有限，很难消除其残余应力，这是振动时效工艺未能得到广泛应用的重要原因。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于工件残余应力消除的振动时效装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于工件残余应力消除的振动时效装置，其特征在于，包括振动盘和若干条振动臂，

所述振动臂包括杆一、杆二、万向节连轴器、杆三、杆四、电机、第一齿轮、第二齿轮、偏心质量块、簧片和弹簧，杆一一端通过径向转动副与杆二一端连接，杆二另一端与杆三一端通过万向节连轴器连接，杆三另一端通过径向转动副与杆四一端连接，杆四另一端固定在振动盘上，电机固定在杆一上，第一齿轮固定在电机轴上，第二齿轮同轴固定在杆二上，第一齿轮与第二齿轮啮合，弹簧一端连接在杆二上，弹簧另一端连接在杆三上，偏心质量块固定在杆三上，簧片一端固定在杆四上，簧片另一端与偏心质量块绕杆四轴线旋转的轨迹有交点，杆三上设有绕轴线的环形滑槽，滑块嵌装在环形滑槽中，

前一级振动臂的杆一另一端连接在后一级振动臂的滑块上。

末级振动臂的杆一另一端连接在首级振动臂的滑块上，形成环状。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

本发明实施简单，可靠性高，结构紧凑，强度高，可以适应较大的激振范围，而且激振力臂可调，灵活性强，成本低，维修容易，提高了共振式振动时效的安全性和可靠性。

本发明在高刚性、高固有频率等各种类型工件的振动时效处理中发挥较好的作用。

本发明振动臂通过调节电机的转速来调节偏心质量块与簧片之间的碰撞频率，进而调节振动时效处理装置的整体频率，多弹簧和簧片作为弹性易发生振动的部件，并且多条振动臂首尾相连，将各条振动臂之间的运动联系到一起，各条振动臂即独立也有耦合，共同作用激发工件产生各种频率、各种振型的共振，包括组合共振、次谐共振、多重共振等非线性振动。联合激振，能使动平台产生各种空间自由度的振动，以保证工件内部各个地方产生足够的应力应变，有效消除工件的残余应力，显著提高振动时效的效果。

附图说明

图1为本发明所述的前一级振动臂与后一级振动臂的连接结构示意图。

图2为本发明所述的振动臂的结构示意图。

图3为本发明所述的振动时效处理装置整体结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种用于工件残余应力消除的振动时效装置，包括振动盘9和若干条振动臂，

所述振动臂包括杆一2、杆二4、万向节连轴器5、杆三6、杆四8、电机10、第一齿轮11、第二齿轮12、偏心质量块13、簧片14和弹簧16，杆一2一端通过径向转动副3与杆二4一端连接，杆二4另一端与杆三6一端通过万向节连轴器5连接，杆三6另一端通过径向转动副7与杆四8一端连接，杆四8另一端固定在振动盘9上，电机10固定在杆一2上，第一齿轮11固定在电机轴上，第二齿轮12同轴固定在杆二4上，第一齿轮11与第二齿轮12啮合，弹簧16一端连接在杆二4上，弹簧16另一端连接在杆三6上，偏心质量块13固定在杆三6上，簧片14一端固定在杆四8上，簧片14另一端与偏心质量块13绕杆四6轴线旋转的轨迹有交点，杆三6上设有绕轴线的环形滑槽，滑块15嵌装在环形滑槽中，

前一级振动臂的杆一2另一端连接在后一级振动臂的滑块上。

末级振动臂的杆一2另一端连接在首级振动臂的滑块上，形成环状。

技术特征：

技术总结
一种用于工件残余应力消除的振动时效装置，该装置的杆一一端与杆二一端连接，杆二另一端与杆三一端通过万向节连轴器连接，杆三另一端与杆四一端连接，杆四另一端固定在振动盘上，电机固定在杆一上，第一齿轮固定在电机轴上，第二齿轮同轴固定在杆二上，第一齿轮与第二齿轮啮合，弹簧一端连接在杆二上，弹簧另一端连接在杆三上，偏心质量块固定在杆三上，簧片一端固定在杆四上另一端与偏心质量块绕杆四轴线旋转的轨迹有交点，滑块嵌装在杆三的环形滑槽中，前一级振动臂的杆一另一端连接在后一级振动臂的滑块上。本发明实施简单，可靠性高，结构紧凑，强度高，可以适应较大的激振范围，而且激振力臂可调，提高了共振式振动时效的安全性和可靠性。

技术研发人员：陈瑞姣
受保护的技术使用者：南宁邃丛赋语科技开发有限责任公司
技术研发日：2017.12.26
技术公布日：2018.04.20