機床床身的應(yīng)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(dāng)式成立時，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(dāng)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，其最終結(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(yīng)力得以釋放，消除或降低應(yīng)力集中，達(dá)到均化應(yīng)力的目的。
從以上分析可知:當(dāng)工件受到動應(yīng)力的作用時，在其內(nèi)部激起局部應(yīng)變，應(yīng)力集中越大的區(qū)域，產(chǎn)生的應(yīng)變也越大，結(jié)果耗掉了應(yīng)力峰值，使應(yīng)力均化并降低。
大型數(shù)控機床床身振動時效工藝
振動時效的大型數(shù)控機床床身其特點如下:
（1)其機床床身的結(jié)構(gòu)較長，長度為8 800 mm;
（2)機床床身內(nèi)部的加強筋較多;
（3)機床床身在鑄造過程中，導(dǎo)軌面朝下，澆注口和冒口在兩端;
（4)由于機床床身鑄造后變形量較大，則鑄造時給粗加工留有較大的加工余量。
該大型數(shù)控機床的床身為鑄件，材質(zhì)是HT300，其外形尺寸為8 800 mm ×1 300 mm ×660 mm。由于機床床身在鑄造及粗加工后，存在有殘余應(yīng)力，且殘余應(yīng)力不穩(wěn)定性，造成應(yīng)力松弛和應(yīng)力的再分布，使工件產(chǎn)生變形，影響機床精度，因此需要在粗加工后進(jìn)行振動時效處理消除殘余應(yīng)力。
振動時效設(shè)備采用海倫博大振動時效設(shè)備有限公司的VSR2N06振動時效裝置，電機調(diào)速范圍為1000～10 000 r / s，最大激振力為10 kN，加速度測量范圍為0～50 g。
由振動時效機理分析可知:振動時效是基于諧波共振原理。在振動時效過程中工件處在外部激振器激振力的持續(xù)作用下，零件處于“受迫振動”時的一個特殊狀態(tài)，即在激振器所產(chǎn)生的周期性外力的作用下使零件產(chǎn)生共振，從而使工件的殘余應(yīng)力得到部分消除和均布，從而達(dá)到時效的目的。由振動理論可知，振動時效工藝方案的確定包括以下6個方面的內(nèi)容: （1)支撐點的選擇; （2)激振點的選擇; （3)傳感器安放位置; （4)主振頻率的確定; （5)激振力的大小; （6)振動時間的確定。