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超精密機床需要久置以釋放機械應力嗎?

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幾年前,網絡上曾經流傳著一篇文章《科研經費濫用:某高校花6000萬買設備放5年沒拆包》,文章底部一眾網友義憤填膺,紛紛留言指責該學校浪費國家科研經費!然而,就在大家吵嚷不休之際,突然有條神評論躍入了大家的眼簾:“目測是超精密機床,放七八年釋放機械應力的。清華有台4納米精度的超精密機床已經放了五年了,再過兩三年就能用了。”大家紛紛恍然大悟,滿意地含笑而去,朝向了另一個時事熱點。而事情的真相如何,卻已經沒有人再關心。

機床商務網作為行業的標杆媒體,為大家提供科學、真實的信息責無旁貸。小編不才,今日願同大家一起探討探討,超精密機床需要久置以釋放機械應力嗎?

首先,什麽是機械應力?其實專業的說法應該是指機械的殘餘應力。殘餘應力是指金屬構件(例如:鑄件、鍛件和焊接件等等)在加工過程中由於受到不均勻的應力場、應變場、溫度場的組織不均勻性,在變形後的變形體內保留下來的應力。

由於在冷熱等不同地加工過程中,這些金屬構件內部無法避免地會產生殘餘應力,使得構件的性能和壽命大打折扣,比如:使零件變形影響精度,引起零件斷裂、失穩。因此,在精密儀器的製造中,控製和消除構件的殘餘應力是十分必要的步驟。

既然在機械加工製造中,消除殘餘應力的工序是必要且無法省略的,那麽開頭評論中的做法似乎也無可厚非,畢竟是幾千萬的超精密頂級機床。

小編也詢問了一眾行業內的好友,發現其他地方也有類似的做法以釋放殘餘應力,比如小編的好友小劉曾經在上海機床鑄造一廠實習期間見過已經放置了一年多的毛坯床身,長十幾米的大件;曾在大連機床廠幹過的張師傅也告訴小編以前的大連機床廠有將鑄件堆放在海邊,堆放個一年半載,徹底釋放應力的做法。

但是問題來了,以上案例中,都是毛坯工件久置釋放殘餘應力,而超精密機床如果放置個七八年,裏麵的軸承、電機、光柵等等重要部件不維護保養,小編無論如何也實在不能相信這台機床還能打開使用。

而且,機械殘餘應力的消除,並不是一定得通過久置釋放啊。

這裏先引入一個概念,自然時效。久置工件處理殘餘應力的方法,標準的稱謂叫自然時效,這是一種古老而有效地穩定化處理方法。

由於在自然時效過程中,露天放置的鑄件在經過許多個晝夜交替的過程中,溫差變化大,再加上酷暑嚴寒、劇烈的季節溫度變化,會給鑄件造成多次反複的溫度應力。而且風吹、雨淋也會使鑄件不同部位中溫度發生急速的不均勻的變化。這種條件下放置的鑄鐵,在溫度應力形成的過載下,就促使殘餘應力發生鬆弛,從而使其尺寸精度穩定化。這裏所指的鑄件一般皆屬於壁厚差別較大、結構比較複雜的鑄件。對於這類鑄件,溫度變化會引起相當大的溫度應力。而對於形狀簡單、壁厚均勻的鑄件,露天時效或在室內進行自然時效,差別就不那麽明顯。

盡管自然時效是一種釋放殘餘應力的方法,但是它並不適用於超精密機床的應力釋放。在幾乎所有使用自然時效釋放殘餘應力的案例中,都是粗加工的構件。

所以,正確的解釋是:超精密機床釋放殘餘應力的過程,是在機床組裝出廠前就已經完成了,所以AG亚游集团也就理解了為什麽大連光洋投入了巨資要建立亞洲最大的全年恒溫恒濕廠房。不言而喻,就是為了在組裝高檔精密機床過程中不產生新的殘餘應力。

而且,據小編的調查,發現目前絕大多數機密機床都已經放棄采用鑄造床身,而是采用更加穩定,受溫度影響更小的大理石、花崗岩等床身。不采用鑄造床身,不需要熱成形,那麽這麽長時間的自然時效也就無從談起。

所以結論是,超精密機床出廠後是可以直接使用的,不需要放置七八年來消除自然應力。

最後附帶說一句,據小編了解,在國際市場上,二手機床特別是5年以上的二手機床,由於應力趨於穩定,保養好的話,非常搶手,而且往往精度很好,經過電氣係統和驅動係統的改造能煥然一新。

 

來源:中國機床商務網

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本文由 彎框機廠家,彎線機,打圈機,折彎機,對焊機 作者:wkj9008 發表,轉載請注明來源!

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