針對大型數(shù)控機床床身的特點，結(jié)合數(shù)控機床床身振動時效機理，確定振動時效的工藝方案，使用JH振動時效設備對數(shù)控機床進行處理，驗證JH振動時效設備對數(shù)控機床床身制造的作用。

數(shù)控機床床身振動時效機理

從材料的應力應變特性角度分析：

工程上采用的材料都不是理想的彈性體，其內(nèi)部存在著不同類型的微觀缺陷，鑄鐵中更是存在著大量形狀各異的切割金屬基體的石墨，其中的微觀缺陷附近都存在著不同程度的應力集中。振動時效消除殘余應力的必要條件是動應力（激振力）和殘余應力之和大于材料的屈服極限。若以σa表示動應力，σn表示殘余應力，σs表示屈服極限，則振動時效消除殘余應力的必要條件為

σa+σn≥σs  （1）

當式（1）成立時，在工件內(nèi)殘余應力的高峰值處將產(chǎn)生局部屈服，引起微小塑性變形，使得工件內(nèi)部殘余應力高峰值降低和殘余應力重新均勻分布，使工件內(nèi)原來不穩(wěn)定的殘余應力得到松弛和勻化；同時，由于包*效應，經(jīng)過一段時間循環(huán)后，工件的屈服極限上升，直到與所受應力相等，工件內(nèi)部不再產(chǎn)生新的塑性變形，工件的彈性性能得到強化，金屬基體達到強化，增強了抗變形能力，提高了工件尺寸精度穩(wěn)定性。

從位錯理論的微觀角度分析：

殘余應力的本質(zhì)是晶格畸變，而晶格畸變在很大程度上是由位錯引起的。根據(jù)能量原理，較小的間隙原子優(yōu)先處在位錯旁的空洞里，它們起著釘住位錯，阻礙位錯滑移的作用。如果要位錯脫出釘錨，產(chǎn)生滑移，需要足夠的分切應力。所有阻礙位錯滑移的因素均會提高臨界分切應力。在振動時效時，需要加大動應力，以便在振動過程中金屬材料內(nèi)部的位錯滑移產(chǎn)生微觀塑性變形，使殘余應力得以釋放。若以τa表示外加動應力，τn表示殘余應力，τs表示流變應力，則振動時效消除殘余應力的微觀必要條件可表示

τa+τn≥τs  （2）

機床床身的應力集中區(qū)，絕大部分是在工件的微觀缺陷區(qū)，如位錯、空位、夾雜等。當式（2）成立時，將引起金屬內(nèi)缺陷區(qū)大量位錯移動。位錯滑移一開始就相當于晶體開始屈服，工件的自變形就是位錯滑移的結(jié)果。如果有某種方式使易動位錯先滑移，余下位錯不易滑移，其zui終結(jié)果就可減少構(gòu)件的自變形使尺寸穩(wěn)定。位錯運動一方面產(chǎn)生位錯增殖及亞結(jié)構(gòu)的變化；另一方面使晶體產(chǎn)生微觀塑性變形。位錯增殖及亞結(jié)構(gòu)的變化將使金屬發(fā)生強烈的加工硬化，即繼續(xù)塑性變形的抗力增大，強度大大提高，從而提高工件抗變形能力和尺寸穩(wěn)定性。而金屬晶體的微觀塑性變形將使高殘余應力得以釋放，消除或降低應力集中，達到均化應力的目的。

從以上分析可知：當數(shù)控機床工件受到動應力的作用時，在其內(nèi)部激起局部應變，應力集中越大的區(qū)域產(chǎn)生的應變也越大，結(jié)果耗掉了應力峰值，使應力均化并降低。

經(jīng)JH振動時效設備處理，有效地消除和均化機床床身的殘余應力，縮短機床床身的制造時間，解決數(shù)控機床床身制造過程中的變形問題，提高大型數(shù)控機床床身的尺寸穩(wěn)定性、精度、剛度、強度和機械加工性能等。JH振動時效設備價格及選型方案，南京聚航科技有限公司。