專利名稱：振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接過程中的參數(shù)檢測(cè)方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接過程中的參數(shù)檢測(cè)方法，屬于機(jī)械加工方法。
背景技術(shù)：
振動(dòng)消除應(yīng)力(Vibration Stress Relief)又稱為振動(dòng)時(shí)效，應(yīng)用于黑色金屬和有色金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)件在鑄造、鍛壓、焊接和切削加工后的殘余應(yīng)力消除或均化(勻化)，防止變形或開裂。振動(dòng)消除應(yīng)力需要檢測(cè)振動(dòng)的參數(shù)，即振動(dòng)加速度或振動(dòng)幅度或振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力，通過對(duì)檢測(cè)獲得的參數(shù)進(jìn)行分析和判斷控制振動(dòng)消除應(yīng)力的過程，其效果的判斷方法依照中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5926和JB/T10375進(jìn)行。
振動(dòng)焊接又稱為焊接調(diào)制，應(yīng)用于黑色金屬和有色金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)件的焊接過程輔助，其作用是減少焊接應(yīng)力的產(chǎn)生和細(xì)化焊接金相晶粒，可免除合金結(jié)構(gòu)件的焊接預(yù)熱或減低預(yù)熱溫度，提高焊接質(zhì)量和防止開裂、變形。振動(dòng)焊接需要檢測(cè)振動(dòng)的參數(shù)，即振動(dòng)加速度或振動(dòng)幅度或振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力，通過對(duì)檢測(cè)獲得的參數(shù)控制振動(dòng)焊接的過程。
公知的振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的參數(shù)檢測(cè)是一維的，即在單一方向上檢測(cè)，通過加速度傳感器、振動(dòng)幅值傳感器和動(dòng)應(yīng)力傳感器獲得一維參數(shù)，控制振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的工藝過程。這種方法存在以下不足一維參數(shù)檢測(cè)有很強(qiáng)的方向性，如果振動(dòng)方向和檢測(cè)方向不一致，就不能真實(shí)反映振動(dòng)的強(qiáng)度，在振動(dòng)消除應(yīng)力的過程中有可能對(duì)工件造成疲勞損害甚至損壞工件，同時(shí)單向參數(shù)所反映的振動(dòng)變化量準(zhǔn)確性不夠而直接影響加工質(zhì)量；在振動(dòng)焊接的過程中則有可能使加載的振動(dòng)量過大而對(duì)焊接質(zhì)量造成影響。所以有必要發(fā)明一種新的檢測(cè)方法來取代，同時(shí)設(shè)計(jì)出新的、準(zhǔn)確的控制過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種三維的振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接檢測(cè)方法，并創(chuàng)造出一種新的振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的控制過程。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下途徑實(shí)現(xiàn)的，它是利用傳感器檢測(cè)三個(gè)方向的參數(shù)或者三個(gè)方向的合成參數(shù)，參數(shù)包括振動(dòng)加速度、振動(dòng)幅值和動(dòng)應(yīng)力，其中所述的參數(shù)可以是矢量，也可以是非矢量。
本發(fā)明由于采用三維傳感器觀測(cè)三個(gè)方向的參數(shù)，所以可以全面反映所有振動(dòng)參數(shù)的變化情況，有效控制振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的過程，在保證加工質(zhì)量的同時(shí)不對(duì)工件造成損害。


圖1是采用三維傳感器的具體實(shí)施示意圖；圖2是采用三個(gè)一維傳感器的具體實(shí)施示意圖；圖3是采用一個(gè)二維傳感器和一個(gè)一維傳感器具體實(shí)施示意圖；圖4是傳感器檢測(cè)的振動(dòng)參數(shù)及其合成矢量示意圖；圖5是檢測(cè)的振動(dòng)參數(shù)6、7、8與其合成振動(dòng)參數(shù)12夾角示意圖；圖6是6和7合成參數(shù)9、7和8合成參數(shù)10、6和8合成參數(shù)11與合成振動(dòng)參數(shù)夾角示意；圖7是合成振動(dòng)參數(shù)12在振動(dòng)消除應(yīng)力過程中的變化示意；圖8是合成振動(dòng)參數(shù)12與二維平面的夾角17在振動(dòng)消除應(yīng)力過程中的變化示意。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖并以三維傳感器為例詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
如圖1所示，被檢測(cè)的工件1由彈性件5支撐于地基上，振動(dòng)激勵(lì)由控制器3驅(qū)動(dòng)振動(dòng)源4產(chǎn)生，三維振動(dòng)檢測(cè)傳感器2置于工件1上并與控制器3相連，傳感器2可以檢測(cè)6、7、8三個(gè)方向的振動(dòng)參數(shù)(振動(dòng)加速度、振動(dòng)幅值或動(dòng)應(yīng)力)或6、7、8的合成量振動(dòng)參數(shù)12，12的獲得也可由6、7、8計(jì)算獲得，同時(shí)可計(jì)算的合成振動(dòng)參數(shù)包括9、10、11及其夾角13、14、15、16、17、18，所有參數(shù)可以是矢量的或非矢量的(如圖4、5、6所示)。三維檢測(cè)的振動(dòng)參數(shù)顯然比一維檢測(cè)更準(zhǔn)確，使振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的控制過程更為準(zhǔn)確和控制過程更全面，創(chuàng)造了一種技術(shù)性能優(yōu)越的檢測(cè)和控制方法。
如圖4所示，現(xiàn)有的技術(shù)振動(dòng)參數(shù)檢測(cè)是單方向一維的，一維的振動(dòng)參數(shù)是檢測(cè)6、7、8中的一個(gè)，這樣就不能真實(shí)的反映實(shí)際最大的振動(dòng)量，實(shí)際振動(dòng)量最大可能是檢測(cè)量的數(shù)倍甚至幾十倍，容易造成工件的損壞或減少疲勞壽命；一維振動(dòng)參數(shù)的檢測(cè)還可能只是一個(gè)方向分量，很多情況下不能反映振動(dòng)參數(shù)的實(shí)際變化，因此就不能使振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的加工達(dá)到最佳效果，甚至無法準(zhǔn)確地判斷和控制工藝過程。
再如圖4所示，本發(fā)明所采用的傳感器可同時(shí)檢測(cè)6、7、8三個(gè)方向(三維)或直接檢測(cè)合成參數(shù)12，其參數(shù)12也可由6、7、8通過計(jì)算獲得，同時(shí)可計(jì)算獲得的還有二維參數(shù)9、10、11和圖5、圖6的矢量(非矢量)夾角13、14、15、16、17、18。三維振動(dòng)參數(shù)6、7、8的檢測(cè)可準(zhǔn)確反映其合成參數(shù)12所表示的最大振動(dòng)量，配合12和二維平面的夾角(16、17、18之一)，即可全面反映所有振動(dòng)參數(shù)的變化情況，有效控制振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的過程，在保證加工質(zhì)量的同時(shí)不對(duì)工件造成損害。
在振動(dòng)消除應(yīng)力的加工過程控制中，不斷檢測(cè)6、7、8參數(shù)或其合成參數(shù)12和二維平面夾角(16、17、18之一)的變化，使其符合JB/T5926和JB/T10375標(biāo)準(zhǔn)中效果判斷的要求，比單純檢測(cè)一維參數(shù)全面和準(zhǔn)確，因此能獲得最佳的加工效果。例如，圖7合成參數(shù)12在加工過程中上升(或下降、或先上升后下降)，變化停止后經(jīng)時(shí)間t1后即作為完成加工控制過程的判定之一；圖8是合成參數(shù)12與二維平面的夾角在加工過程中變化，變化停止后經(jīng)時(shí)間t2后即作為完成加工控制過程的判定之二。兩種判定可分開或同時(shí)進(jìn)行。類似的方法還包括使用二維參數(shù)9、10、11中的全部或任意兩個(gè)及其夾角進(jìn)行判定，和使用檢測(cè)參數(shù)6、7、8及其合成參數(shù)9、10、11、12對(duì)振動(dòng)掃描曲線(含振前一次和振后二次)進(jìn)行判定。
在振動(dòng)焊接的加工過程控制中，通過檢測(cè)6、7、8參數(shù)或其合成參數(shù)12，可準(zhǔn)確控制實(shí)際振動(dòng)量的大小，保證加工質(zhì)量。例如設(shè)定振動(dòng)量范圍為5-10m/s2(振動(dòng)加速度)，采用一維檢測(cè)方法就有可能超過很多，如果是三倍就是15-30m/s2(幾乎不能進(jìn)行加工)，而三維檢測(cè)就是實(shí)際控制量。類似的方法還包括使用二維參數(shù)9、10、11中的全部或任意兩個(gè)進(jìn)行檢測(cè)。
振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的過程控制包括自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)，均可采用本發(fā)明來進(jìn)行自動(dòng)和人工控制。
如圖2所示，使用三個(gè)一維傳感器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，是用三個(gè)一維傳感器同時(shí)對(duì)三個(gè)方向的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算過程與三維傳感器一樣。
如圖3所示，使用一個(gè)二維傳感器和一個(gè)一維傳感器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，是用一個(gè)二維傳感器同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)方向的參數(shù)，用一維傳感器檢測(cè)第三個(gè)方向的參數(shù)，計(jì)算過程與三維傳感器一樣。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接過程中的參數(shù)檢測(cè)方法，其特征在于它是利用傳感器檢測(cè)三個(gè)方向的參數(shù)或者三個(gè)方向的合成參數(shù)，參數(shù)包括振動(dòng)加速度、振動(dòng)幅值和動(dòng)應(yīng)力，其中所述的參數(shù)可以是矢量，也可以是非矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)方法，其特征在于所述的傳感器可以是一維、二維或三維傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)方法，其特征在于所述的檢測(cè)方法是用于對(duì)振動(dòng)消除應(yīng)力過程進(jìn)行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測(cè)方法，其特征在于所述的檢測(cè)方法是用于對(duì)振動(dòng)焊接過程進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接過程中的參數(shù)檢測(cè)方法，屬于機(jī)械加工方法；本發(fā)明是利用傳感器檢測(cè)三個(gè)方向的參數(shù)或者三個(gè)方向的合成參數(shù)，參數(shù)包括振動(dòng)加速度、振動(dòng)幅值和動(dòng)應(yīng)力，其中所述的參數(shù)可以是矢量，也可以是非矢量；由于采用傳感器觀測(cè)三個(gè)方向的參數(shù)，所以可以全面反映所有振動(dòng)參數(shù)的變化情況，有效控制振動(dòng)消除應(yīng)力和振動(dòng)焊接的過程，在保證加工質(zhì)量的同時(shí)不對(duì)工件造成損害。
文檔編號(hào)G01M7/00GK1584532SQ200410023259
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者林易人 申請(qǐng)人:林易人