تجزیه و تحلیل فناوری ثبت اختراع از Zhejiang mingxu: یک سیستم سرکوب ارتعاش همراه با انعطاف پذیر برای ماشینکاری مؤلفه نازک (شماره ثبت اختراع: ZL 2023 2 2998408.X)

پیش زمینه فنی و نقاط درد صنعت

در ماشینکاری دقیق لوله های دیواره نازک (مانند لوله های هیدرولیک هوافضا و اتاق های واکنش نیمه هادی) ، سیستم های بستن تک انتهایی سنتی از دو مسئله اصلی رنج می برند:

سعادت سرکوب پچ پچ ناکافی: پایان آزاد ارتعاشات اجباری با دامنه 5-20 را تجربه می کند μ M تحت برش نیروی برش (منبع داده: Annaسعادتs CIRP 2021 ، 70 (1) ، 357-360) ، و در نتیجه مقادیر زبری سطح RA به بالاتر از 3.2 بدتر می شود μ M (استاندارد ISO 4288) ؛

سعادت عدم تعادل سختی پویا: پشتیبانی تک نقطه ای باعث می شود سفتی معین سیستم کمتر از 1 باشد × 10 ³ N/مگسمگس ، با خطرات رزونانس قابل توجهی در سرعت بحرانی (تجزیه و تحلیل تئوری لرزش DIN 1311).

تجزیه و تحلیل نوآوری فناوری اصلی

I. سیستم سرکوب ارتعاش چند درجه آزادی

1.1 ساختار توپولوژی محدودیت سه نقطه

چرخ های پشتیبانی دوتایی پایین (12):

سعادت از بدنه های چرخ کروم کروم بالا (GCR15) با شعاع انحنای مطابق با قطر بیرونی قطعه کار استفاده کنید (تحمل ± 0.02 میلی متر) ، زوایای 60 تماس بگیرید درجه 1 ° ، و فشارهای تماس بهینه 80-120MPA از طریق تئوری تماس هرتزیان.

سعادت شفت های چرخ شامل یاتاقان های توپ تماس زاویه ای (7206B ، پیش بار 50N) ، با رونق شعاعی کمتر از 2 μ M (استاندارد ISO 492).

چرخ فشار قابل تنظیم بالا (26):

سعادت اعمال پیش بارگذاری پویا f = 200 ± 10n از طریق چشمه فشار (31) برای کنترل نیروی حلقه بسته.

سعادت لیزر سطح فشار فشار با پوشش WC-10CO ، با ضریب اصطکاک μرده 0.08 (آزمایش ASTM G99).

1.2 طرح تقویت سفتی پویا

صفحه راهنمای T شکل (15) و شکاف متحرک (14):

سعادت برای محدود کردن جابجایی افقی به کمتر از 5 متناسب H6/G5 استفاده کنید μ متر ، با چشمه های بافر (10) (سفتی k = 50N/میلی متر ± 5 ٪) در جهت عمودی ؛

سعادت تجزیه و تحلیل معین نشان می دهد که فرکانس طبیعی مرتبه اول سیستم به 325 هرتز (98 هرتز برای ساختارهای سنتی) افزایش می یابد و از باند های فرکانس تحریک معمولی (80-250 هرتز) جلوگیری می کند.

ii. سیستم کنترل نیروی تطبیقی

2.1 مکانیسم تنظیم حلقه دوگانه بسته

تنظیم پیش بارگذاری محوری:

سعادت از پیچ سرب (27) با یک زمین p = 1 میلی متر استفاده کنید ، همراه با چشمه فشار (31) برای دستیابی به وضوح میکرو تغذیه ای 0.05-0.2 میلی متر.

سعادت پس از قفل شدن با قفل سوم (29) ، سفتی محوری به 2.5 می رسد × 10 ⁴ N/MM (آزمایش ISO 10791-2).

جبران پویا شعاعی:

سعادت پایه متحرک (16) مجهز به راهنماهای خطی (HGW25CA ، تکرارپذیری ± 1 μ م) برای ± جبران سکته 15 میلی متر ؛

سعادت کنترل پیوند شده با یک موتور سروو (35) ، با زمان پاسخ کمتر از 50ms (بر اساس الگوریتم PID).

2.2 مسیر اتلاف انرژی لرزش

ساختار میرایی کامپوزیت:

سعادت واشرهای ضد لغزش (9) از مواد لمینت فلزی نیتریل استفاده می کنند (برنزه فاکتور از دست دادن δ = 0.25) ؛

سعادت میزان میرایی لرزش سیستم به 18db/s (در مقایسه با 6db/s برای ساختارهای سنتی ، بر اساس ISO 10816-3) افزایش می یابد.

جدول مقایسه پارامتر فنی

اعتبار سنجی سناریوی ماشینکاری معمولی

مورد 1: آسیاب لوله های دیواره ای نازک آلیاژ تیتانیوم هوافضا

سعادت تحت شرایط n = 3000rpm و f ​​= 0.1mm/rev ، کنترل دامنه در ＜ 3 μ م ( ＞ 15 μ M با وسایل سنتی) ؛

سعادت خطای گرد بودن ماشینکاری است رده 2 μ M (ASME B89.3.4 استاندارد نیاز دارد ≤ 5 μ م)

مورد 2: حفاری دیواره داخلی اتاقهای کوارتز نیمه هادی

سعادت شتاب لرزش فرآیند ماشینکاری است ＜ 0.5 گرم ( ＞ 2.5 گرم با سیستم های سنتی) ؛

l عمر ابزار به 380 سوراخ در لبه گسترش می یابد (میانگین صنعت 120 سوراخ در لبه است).

این حق ثبت اختراع پارادایم جدیدی را برای سرکوب لرزش در ماشینکاری مؤلفه نازک از طریق سه مسیر اصلی فن آوری ایجاد می کند: توپولوژی محدودیت پویا چند جانبه ، کنترل حلقه بسته نیروی تطبیقی ​​و طراحی میرایی کامپوزیت. تأیید شده توسط شبیه سازی های Multiphysics COMSOL ، این سیستم به از دست دادن انتقال لرزش دست می یابد ＞ 15dB در یک باند فرکانس گسترده از 2000-5000 هرتز ، به سطح سرکوب لرزش ماشینکاری تیغه موتور هوایی.

اگر دوست دارید اطلاعات بیشتری کسب کنید و خرید کنید بلبرینگ خودکشی محصولات ، لطفا تماس بگیرید ماشین آلات برای به دست آوردن گزارش ثبت اختراع کامل: [email protected] .