振动时效工艺的制定，是指佳工艺参数的选择，这对残余应力的消除和均化是十
分重要的，它直接影响着时效的效果。振动时效的工艺内容包括激振力、激振频率、振
动时间、支承点、激振点及拾振点的选择。
一 ，振动处理工艺的制定过程
振动时效处理是将构件用相应的弹性物体支好，其支承位置应尽量选在构件共振时的
节线处。再将激振器刚性地固定在离节线稍远的位置与控制系统连接好。调整激振力的
档级，廾始应放在小位置为宜。根据初步估算或经验找出动应力较大的一些点打磨并
贴上电阻应变片与动态应变仪相连接。在残余应力较大的点上打磨，并用x射线法或磁
应力法测其振动处理前的残余应力量值。以上即为振动时效的试振。
上述准备工作完成之后，开始进行振动处理工艺的参数选择：打开控制器开关，使
激振器处于低转速，打开记录器、动态应变仪等仪器开关。逐渐调整激振器的频率旋
钮〖或自动选频按键），同时观察记录器上画出的曲线。当构件出现共振现象时，振幅
一频率将出现一个波峰，动应力曲线也将出现一个大量。一直扫频到控制器的额定频
率时，由上述曲线可以观察到在设备允许的范围内构件可出现的共振次数及其共振频率
和在共振的情况下动应力的大值。
在共振的同时，要注意观察构件的振型，以调整支撑位置到节线上，在停机后可再
当调整激振器的位置，以使构件产生大的振幅。这些均需反复进行。'再根据动应力
测试的结果及经验数据来调整激振器激振力的档级。
支承点位置、激振器激振力档级调整好之后，开始进行振动时效工艺处理，将控制
器调到构件的共振频率上使其共振，同时进行时间一振幅曲线的测量，以观沉振动时效
的效果。经30分钟的处理，振幅一时间曲线变平。这时降频到初始频率后再进行二
次幅频特性扫描，即可在同一记录纸上得到两条幅频特性曲线。对比两条曲线的区别是
共振频率下降、共振峰左移、峰值升高。
停机后可进行效果检测，在振动处理前各残余应力测点上重新进行测量。视其减少
的量值而算出消除比例。并可进行尺寸精度保持特性（包括抗静、动态载荷的变形能力）
的检验“如果这些都达到要求指标，即可根据上述测得的振动时效参数（激振力档级、
激振器位置和方向、支承和加速度传感器的位置、激振频率和激振时间等等）面制定出
生产工艺来。
二，振动时效具体参数选择
1、振动时效设备 振动时效仪激振力选择
激振力的大小是通过工件承受动应力值大小来衡量的，是振动时效工艺的一个决定
性参数，直接影响振动时效的效果。
振动时效过程中，激振器施加给零件动态附加动应力，其交变周期与激振力的交变
周期相对应。只有动应力与残余应力之和大于材料的屈服极限，即R动+R残如果
工件的残余应力较小时，只需要选用较小的动应力，产生不大的塑性变形就能使零件达
到时效的目的；如果零件的残余应力较大的时候，就要选用较大的动应力，产生较大的
塑性变形来达到实效的目的些但是，动应力必须要小于材料的疲劳极限。
构件振动的动应力来自于激振装置的激振力。对于机械式激振装置，激振力就是偏
心轮的旋转产生的离心力，其大小为：F=mrw2sin(wt)，其中m偏心轮质量；r：偏
轮偏距；w：角速度些对于振动时效激振力的确定有以下方法：
一般来说动应力大则相应的加速度就大，对于不同的结构件在时效处理时对动应力
的要求是不一样的，主要结构件的激振力可参照表21所列的主振频率和附振频率的加
速度峰值来进行。这是一个经验法。
表2．1典型材料的主振频率和附振频率的加速度峰值表
在有条件的情况下我们可以用动态电阻应变仪来实际测量动应力，用以确定激振力
的大小，有关试验数据说明，在主振频率下，佳激振力值为：焊接件0．07～0．10/2，
铸铁件0．025～0．035／，若工件刚性大，固有频率高，激振力达不到佳动应力
值时，可适当放宽要求，一般刚件不小于005/础六铸铁件不小于0．旧5/“巛
还有就是我们事先用某些方法把构件的残余应力量计算出，然后用过载系数K所
表示的零件原始残余应力和动应力值之比，即K=激振力/残余应力（经验公式），计算出
激振力的大小，许多资料指出，使零件尺寸精度稳定的K值为0．45。这个关系式己被大
量实践证明是可行的
2、振动时效设备 振动时效仪激振频率确定
振动时效是工件在外部激振器激振力的持续作用下，零件处于“受迫振动”时的一
个特殊状态，即在激振器所产生的周期性外力的作用下使零件产生共振，从而达到时效
的目的，因此，在振动时效中，应首先确定零件的固有频率。零件的固有频率可用振动
时效设备的扫频功能来确定。在扫频的过程中，工件有时候会出现几个共振峰，而重
要的是低频率的振峰即一阶共振峰。因为这个频率低容易引起共振，调试方便，而
且峰值越高表明其处残余应力越集中。面这个共振频率就是振动时效的主振频率。
在一般情况下，时效处理应选择在一阶业共振区进行（业共振区是指一阶共振峰的
前沿，即大加速度值的1/3一2/3处，这一点的频率就是振动主频率，对扌些刚性高
〔固有频率高）的工件，可能固有频率超出了激振器的频率范围，屁时可采用“分频共
振法”对工件进行时效处理，即在一阶共振频率的对应1/3和1/5等频率上对工件进行时
效处理卩叫
那么我们怎么来确定业共振区呢．》具体的确定万法有两种，下面举《个实际例子来
介绍这两种方法。
例子：一个工件的固有频率为4500r/min，共振时产生的大振动加速度（峰值）
为60/s2，则对工件的振动时效频率就确定为工件的振动加速度值在原来的I/3一2/3
处，即20．0～0/s2区域内所对应的频率。
手动调节：首先将激振器频率调节到工件固有频率一下100r/min处，即
4400r/m，观察控制器上加速度的值，然后再用手动慢慢升速，使加速度值升高在20～
40范围内，具体掌握在多大的频率下，还要看工件的振动情况，若工件在共振状
态时振动很激烈，则可选择在1/3。“1/2范围内，若工件振动不是很剧烈，则可选择在
1/2～2/3范围内。
@自动调节若控制器中含有专家系统在内的高智能，可編程控制器。那么它会自
动地控制整套设备对工件进行频率、振动情况的测试，并给出数据及曲线图，并根据专
家系统自动地确定对工件的振动频率，这一切无需人工十预，而只需按一下自动按钮就
可以完成了，
3、振动时效设备 振动时效仪激振时间确定
由于各种零件的结构、重量以及残余应力的分布和大小不同，振动时效所选用的振
动时间也应有所不同，振动时间的长短对振动时效的影响，尤其是获得佳技术和经济
效果起到直接的影，一般选用的都是长时间业共振施振处理方法。在振动时效过程中，
随着残余应力的降低和均化，工件的固有频率及由工件振动而显示出的振幅、动应力等
均随之发生变化，振动时效时间可以由这些参数的变化情况来确定，通过多次实验，根
据工件的结构、质量，确定了一个振动时效时间的经验值，见表2、2所示。
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