CN212713687U - 一种残余应力消除机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及残余应力消除装置技术领域，公开了一种残余应力消除机构，其用于消除铸件的残余应力，其包括弹性支撑装置、激振器、加速度传感器和控制器，所述铸件放置于所述弹性支撑装置上；所述激振器设于所述铸件上；所述加速度传感器设于所述铸件上；所述控制器与所述激振器和所述加速度传感器电连接。本实用新型提供了一种残余应力消除机构，以达到有效消除铸件内部的残余应力、处理时间短的目的。

Description

一种残余应力消除机构

技术领域

本实用新型涉及残余应力消除装置技术领域，特别是涉及一种残余应力消除机构。

背景技术

汽车覆盖件模具的制造流程为模具设计、模具铸造、机械加工、模具装配、模具调试和模具交付，其中，在模具铸造和机械加工这两个加工工序中，汽车覆盖件模具在其内部会产生残余应力。目前，用于消除汽车覆盖件模具内部的残余应力主要有热处理时效和自然时效两种方法，热处理时效是将铸件放入高温炉，且对铸件进行保温一段时间，从而使得铸件内部的组织均匀，同时消除铸件内的残余应力，但是热处理失效需要较大的热处理炉，对于模具制造企业来说存在较大的困难，同时通过热处理时效处理后的汽车覆盖件模具存在尺寸稳定性差和表面容易氧化的缺点，无法满足制造汽车覆盖件模具需具备高精度的特点的需求。自然时效是将铸造或者加工后的铸件，在自然条件下放置一段时间后，再进行后续的制造过程，但是自然时效消除的残余应力有限，经过自然时效后的铸件还存在一定程度的变形，并且自然时效的处理时间要三个月以上，才能产生一定的时效效果，由此，自然时效的处理时间无法满足汽车覆盖件模具开发周期的要求。

发明内容

本实用新型的目的是：本实用新型提供了一种残余应力消除机构，以达到有效消除铸件内部的残余应力、处理时间短的目的。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种残余应力消除机构，其用于消除铸件的残余应力，其包括：

弹性支撑装置，所述铸件放置于所述弹性支撑装置上；

激振器，所述激振器设于所述铸件上；

加速度传感器，所述加速度传感器设于所述铸件上；

控制器，所述控制器与所述激振器和所述加速度传感器电连接。

本申请的一些实施例中，所述激振器通过固定夹具固定于所述铸件上。

本申请的一些实施例中，所述固定夹具设为两个，两个所述固定夹具相对于所述激振器的纵向中心轴线对称设置。

本申请的一些实施例中，所述固定夹具包括夹具本体和螺杆，所述夹具本体设有开口，所述铸件部分位于所述开口，所述开口具有沿上下方向相对设置的第一端和第二端，所述螺杆螺纹连接于所述第一端，所述螺杆穿过所述第一端固定于所述铸件的顶端，所述第二端抵接于所述铸件。

本申请的一些实施例中，所述夹具本体的竖向截面为弓形。

本申请的一些实施例中，所述弹性支撑装置包括多个间隔设置的橡胶垫。

本申请的一些实施例中，所述橡胶垫设为四个。

本申请的一些实施例中，所述加速度传感器通过磁座固定于所述铸件上。

本实用新型实施例提供了一种残余应力消除机构，其与现有技术相比，其有益效果在于：

控制器可以控制激振器的转速和偏心距使得铸件发生共振，从而铸件内部产生一定幅度的交变运动并吸收能量，进而使得铸件内部发生一定的微观或者宏观塑性变形，以降低和均化铸件内部的残余应力，由此，该残余应力消除机构不仅能有效消除铸件内部的残余应力，以满足汽车覆盖件模具的制造精度要求，而且振动时效工序所需的时间较短，可满足汽车覆盖件模具开发周期的要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例的残余应力消除机构的结构示意图。

图中，1、弹力支撑装置；2、激振器；3、加速度传感器；4、固定夹具；41、夹具本体；42、螺杆；5、铸件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例优选实施例所提供的一种残余应力消除机构，其用于消除铸件5的残余应力，其包括弹力支撑装置、激振器2、加速度传感器3和控制器，铸件5放置于弹性支撑装置1上；激振器2设于铸件5上；加速度传感器3设于铸件5上；控制器与激振器2和加速度传感器3电连接。

基于上述设置，本实用新型实施例的残余应力消除机构，控制器可以控制激振器2的转速和偏心距使得铸件5发生共振，从而铸件5内部产生一定幅度的交变运动并吸收能量，进而使得铸件5内部发生一定的微观或者宏观塑性变形，以降低和均化铸件5内部的残余应力，由此，该残余应力消除机构不仅能有效消除铸件5内部的残余应力，以满足汽车覆盖件模具的制造精度要求，而且振动时效工序所需的时间较短，可满足汽车覆盖件模具开发周期的要求。

在一些实施例中，可选地，如图1所示，激振器2通过固定夹具4固定于铸件5上，由此，固定夹具4对激振器2起到了固定的作用，提高了激振器2与铸件5之间的连接稳定性。这里的激振器2可以放置于铸件5的中间、左侧或者右侧，操作者可根据需要对激振器2的放置位置进行设定。

在一些实施例中，可选地，如图1所示，固定夹具4设为两个，两个固定夹具4相对于激振器2的纵向中心轴线对称设置，由此，两个固定夹具4可以防止激振器2相对于铸件5的顶端发生转动，从而进一步提高激振器2与铸件5之间的连接稳定性。

在一些实施例中，可选地，如图1所示，固定夹具4包括夹具本体41和螺杆42，夹具本体41设有开口，铸件5部分位于开口，开口具有沿上下方向相对设置的第一端和第二端，螺杆42穿过第一端固定于铸件5的顶端，第二端抵接于铸件5，由此，设螺杆42顺时针旋转为固定夹具4对铸件5进行夹紧的方向，螺杆42逆时针旋转为固定夹具4对铸件5松开的方向，当需要固定夹具4对铸件5进行固定时，将螺杆42的端部抵接于铸件5的顶端，且将螺杆42进行顺时针旋转，夹具本体41在螺杆42的带动作用下向上升起，直至开口的第二端抵接于铸件5上；同理，当需要固定夹具4对铸件5松开时，将螺杆42进行逆时针旋转，夹具本体41在螺杆42的带动下向下降，直至开口的第二端与铸件5分离、螺杆42与铸件5分离。

在一些实施例中，可选地，如图1所示，夹具本体41的竖向截面为弓形，由此，不仅使得夹具本体41的强度更好，而且使得夹具本体41能更好地与铸件5相适配连接。

在一些实施例中，可选地，如图1所示，加速度传感器3用于检测铸件5在振动过程中的振幅、频率和加速度。

在一些实施例中，可选地，如图1所示，弹性支撑装置1包括多个间隔设置的橡胶垫，换言之，橡胶垫能安全可靠地对铸件5型支撑，并且能便于铸件5在垂直方向上进行振动。这里的橡胶垫设为四个，其中两个橡胶垫设于铸件5的一侧，另外两个橡胶垫设于铸件5的另一侧，从而保证橡胶垫对铸件5支撑的可靠性。

在一些实施例中，可选地，如图1所示，加速度传感器3通过磁座固定于铸件5上，换言之，加速度传感器3能稳定地设置于铸件5上，避免加速度传感器3在振动时效工序中从铸件5脱离。

在一些实施例中，可选地，控制器包括控制单元、液晶屏、复位按键、振动时效加速度上升按键和振动时效加速度下降按键，液晶屏、复位按键、振动时效加速度上升按键和振动时效加速度下降按键均与控制单元电连接。

该残余应力消除机构的振动时效工序的具体步骤如下：

S1、准备：检查待处理的铸件5是否存在裂纹和砂孔等缺陷；确认激振器2、加速度传感器3、固定夹具4和橡胶垫是否有异常；

S2、工件安装：将铸件5放置于橡胶垫上；将激振器2通过固定夹具4固定于铸件5的顶端；将加速度传感器3通过磁座固定于铸件5的一侧；调整激振器2的偏心距初始位置；

S3、频率扫描：按振动时效加速度上升按键，当加速度传感器3测得的振动时效加速度大于预设的振动时效加速度时，按下复位键，并且记录峰值振动时效加速度；在上述过程中，如加速度传感器3测得的振动时效加速度小于预设的振动时效加速度，则将激振器2的偏心距加大，重复扫描作业；

S4、振动时效：利用步骤S2获得的峰值振动时效加速度所对应的转速，进行振动时效处理，其中，振动时效处理的时间可根据铸件5的重量进行设定；

S5、后处理：对振动时效处理前的振幅频率(a－n)曲线、振幅时间(a－t)曲线分别和振动时效处理后的振幅频率(a－n)曲线、振幅时间(a－t)曲线进行比较，如振动时效处理后的铸件5的振动频率比振动时效处理前的铸件5的振动频率变小了，则说明已对铸件5的残余应力进行有效地消除；

S6、铸件5检查：测量振动时效处理后的铸件5的变形量大小。

经过测试发现，铸件5在经过该残余应力消除机构的振动时效处理后，铸件5的变形量在0.05/10000mm范围内，且经过振动试下处理后的铸件5的外观和尺寸的变形量较小，从而满足汽车覆盖件模具的制造精度要求；此外，振动时效处理过程只需要1－2h即可完成，从而满足汽车覆盖件模具开发周期的要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种残余应力消除机构，其用于消除铸件的残余应力，其特征在于，包括：

弹性支撑装置，所述铸件放置于所述弹性支撑装置上；

激振器，所述激振器设于所述铸件上；

加速度传感器，所述加速度传感器设于所述铸件上；

控制器，所述控制器与所述激振器和所述加速度传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的残余应力消除机构，其特征在于，所述激振器通过固定夹具固定于所述铸件上。

3.根据权利要求2所述的残余应力消除机构，其特征在于，所述固定夹具设为两个，两个所述固定夹具相对于所述激振器的纵向中心轴线对称设置。

4.根据权利要求3所述的残余应力消除机构，其特征在于，所述固定夹具包括夹具本体和螺杆，所述夹具本体设有开口，所述铸件部分位于所述开口，所述开口具有沿上下方向相对设置的第一端和第二端，所述螺杆螺纹连接于所述第一端，所述螺杆穿过所述第一端固定于所述铸件的顶端，所述第二端抵接于所述铸件。

5.根据权利要求4所述的残余应力消除机构，其特征在于，所述夹具本体的竖向截面为弓形。

6.根据权利要求1所述的残余应力消除机构，其特征在于，所述弹性支撑装置包括多个间隔设置的橡胶垫。

7.根据权利要求6所述的残余应力消除机构，其特征在于，所述橡胶垫设为四个。

8.根据权利要求1所述的残余应力消除机构，其特征在于，所述加速度传感器通过磁座固定于所述铸件上。

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