一种金属微细结构去应力时效方法技术

本发明专利技术公开一种微细金属结构去应力时效方法，包括：在金属微细结构(2)的质心处安装微型力矩马达(4)；在金属微细结构(2)运动幅度最大的位置处安装位移传感器(5)；将组装好的组件进行固定，将信号发生装置(3)与微型力矩马达(4)连接；设定加载信号的波形、频率和幅值等参数，开始时效；达到预定时效时间后，关闭开关，去应力时效完成。本发明专利技术的方法采用电模拟加载方式，通过电信号模拟的方法，加载交流信号在微细金属结构上的微型力矩马达，产生振动的效果。加载的交流信号可以是任意波形和量级，电信号可以实现参数灵活可调节，最终实现任意波形、任意频率、任意幅度的振动效果，可以有效的进行加工应力和装配应力的释放。

A stress relief aging method for metal microstructure

【技术实现步骤摘要】
一种金属微细结构去应力时效方法
本专利技术属于金属结构加工处理技术，具体涉及一种用于微细金属结构的去应力的时效方法。
技术介绍
用于航空、航天和航海领域的许多精密传感器中，存在着很多尺寸达到微米量级的金属结构，是直接影响整个传感器精度的关键部件。由于尺寸和加工应力的因素，传统的车、铣、刨、磨等加工方法已经无法满足精密结构件的加工，一般都采用新型的低应力和微尺寸的加工方式。然而，无论是哪种加工方法，都难免在结构件中带入加工应力。此外，大部分的传感器在成型之前还需要很多步骤的装配工序，不可避免的再次带入装配应力。加工应力和装配应力最终都存在于结构部分，影响到传感器的精度。工业生产中普遍应用热处理、机械振动等方法进行应力释放，从而提高结构稳定性。但是热处理存在处理周期长，稳定效果不明显的缺点，而机械振动存在处理成本高，振动系统复杂度高的缺点。上述去应力时效方式都不能很好地满足含有金属微细结构零件精密传感器的应力释放需求。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述情况，本专利技术的目的是提供一种简易的用于金属微细结构的去应力的时效方法。本专利技术的上述目的是利用以下技术方案实现的：一种金属微细结构去应力时效方法，包括以下步骤：(1)在金属微细结构的质心处安装微型力矩马达；(2)在金属微细结构运动幅度最大的位置安装位移传感器；(3)将安装好的组件进行固定，然后进行电气连接，将信号发生装置与微型力矩马达连接，将位移传感器与监测装置连接；(4)设定加载信号的波形、频率和幅值等参数，开启微型力矩马达，开始时效；(5)在达到预定时效时间时，关闭微型力矩马达，去应力时效结束。在本专利技术的方法中，还包括在步骤(3)中，将位移传感器与监测装置连接，从而在时效过程中，可通过监测装置进行实时的状态观测和记录。另外，时效可以是小量级振动时效的多次重复叠加。本专利技术的方法采用电模拟加载方式，通过电信号模拟的方法，加载交流信号在微细金属结构上的微型力矩马达，产生振动的效果。加载的交流信号可以是任意波形和量级，电信号可以实现参数灵活可调节，最终实现任意波形、任意频率、任意幅度的振动效果，可以有效的进行加工应力和装配应力的释放。附图说明图1是图解说明具体实现本专利技术的方法的系统的结构图。图中：1-固定端、2-金属微细结构、3-信号发生装置、4-微型力矩马达、5-位移传感器、6-监测装置。具体实施方式为了更清楚地理解本专利技术的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。用于航空、航天和航海领域的许多精密传感器中，存在很多金属微细结构，这些金属微细结构是直接影响整个传感器精度的关键部件。金属微细结构的整体尺寸在毫米量级，零件部分尺寸达到了微米量级，无论采用哪种加工方法，都难免在金属微细结构中带入加工应力。此外，大部分的传感器在成型之前还需要很多步骤的装配工序，不可避免的再次带入装配应力。加工应力和装配应力最终都存在于金属微细结构部分，会影响传感器的精度。本专利技术提供一种对金属微细结构进行去应力时效的方法，图1是图解说明具体实现本专利技术的方法的系统的结构图，参见图1，用于金属微细结构的去应力时效的系统主要包括固定端1、金属微细结构2、信号发生装置3、微型力矩马达4和位移传感器5，另外还可包括监测装置6。金属微细结构2固定于固定端1，微型力矩马达4可以通过简单的粘接方法固定于金属微细结构2的质心位置，位移传感器5同样可以粘接于金属微细结构2的位移较大的方位，在时效过程中，信号发生装置3用来产生设定好参数的电信号，加载于微型力矩马达4，位移传感器5的信号输出给监测装置6进行实时监测。具体地，本专利技术的对金属微细结构进行去应力时效的方法包括以下步骤：步骤一，在金属微细结构2的质心处安装微型力矩马达4，微型力矩马达4包含线圈和永磁磁路，线圈通电后马达可以沿线圈轴线上下移动；步骤二，在金属微细结构2的运动幅度最大的位置处安装位移传感器5，位移传感器5可以是电容式的，也可以是其它形式的，检测精度应能够达到微米量级；步骤三，将安装好的组件(包括金属微细结构2、以及安装在金属微细结构2上的微型力矩马达4和位移传感器5)通过固定端1进行夹持固定，或者将固定端1粘接在一个固定平台上。然后进行电气连接，将信号发生装置3与微型力矩马达4连接，在需要进行实时监测的情况下，还可将位移传感器5与监测装置6连接；步骤四，设定加载信号的波形、频率和幅值。波形通常选用正弦波，也可以是方波或者其它波形；信号频率可以是单个频率或者多个频率叠加，选择频率应该避开结构的固有频率；选择信号幅值，使得结构变形的最大应力小于材料的微屈服极限；设置完毕后开启开关，启动微型力矩马达4，开始时效。步骤五，达到预定时效时间时，关闭开关，去应力时效完成。时效时间通常可以设定为2小时，当然不限于此，也可视情况具体选择。在时效过程中，可通过与位移传感器5相连的监测装置6，进行实时的状态观测和记录。此外，时效可以是小量级的振动时效的多次叠加。对于不同的金属微细结构，可以根据实际使用效果选择振动波形，根据结构模态分析确定需要回避的振动频率，通过动态响应分析确定振动信号的幅值。采用本专利技术的方法进行金属微细结构的去应力时效，时效方式简单有效，不需要借助复杂的大型设备。采用的电模拟加载方式简单，时效波形灵活可调，并且可量化。本专利技术不仅可以对加工后的单个金属结构部件进行去应力时效，而且可以对已经组件成型的产品中的金属结构进行去应力时效，可以有效的进行加工应力和装配应力的释放。本专利技术的时效过程可通过传感器输出波形实现全程监测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微细金属结构去应力时效方法，包括以下步骤：/n(1)在金属微细结构(2)的质心处安装微型力矩马达(4)；/n(2)在金属微细结构(2)运动幅度最大的位置处安装位移传感器(5)；/n(3)将组装好的组件进行固定，然后进行电气连接，将信号发生装置(3)与微型力矩马达(4)连接；/n(4)设定加载信号的波形、频率和幅值等参数，开启开关，开始时效；/n(5)达到预定时效时间后，关闭开关，去应力时效完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种微细金属结构去应力时效方法，包括以下步骤：
(1)在金属微细结构(2)的质心处安装微型力矩马达(4)；
(2)在金属微细结构(2)运动幅度最大的位置处安装位移传感器(5)；
(3)将组装好的组件进行固定，然后进行电气连接，将信号发生装置(3)与微型力矩马达(4)连接；
(4)设定加载信号的波形、频率和幅值等参数，开启开关，开始时效；
(5)达到预定时效时间后，关闭开关，去应力时效完成。


2.按照权利要求1所述的微细金属结构去应力时效方法，还包括在步骤(3)中，将位移传感器(5)与监测装置(6)连接，从而在时效过程中，通过监测装置(6)进行实时的状态观测和记录。


3.按照权利要求1所述的微细金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏渊，梁璞，张习文，朱普辉，郑宏科，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61