Analýza patentovej technológie Zhejiang Mingxu: rigidný flexibilný systém potláčania vibrácií pre obracanie s tenkostennými komponentmi (patentovaný č.: ZL 2023 2 2998408.x)

Technické pozadie a body bolesti v priemysle

V presnom obrábaní tenkostenných skúmaviek (ako sú letecké hydraulické trubice a polovodičové reakčné komory), tradičné upevňovacie systémy s jedným koncom trpia dvoma základnými problémami:

l Nedostatočné potlačenie chatovania: voľné koncové zážitky vynútené vibrácie s amplitúdami 5-20 μ M pri excitácii reznej sily (Zdroj údajov: CIRP Annals 2021, 70 (1), 357-360), čo vedie k hodnotám drsnosti povrchu RA povrchu, ktoré sa zhoršujú nad 3,2 μ M (štandard ISO 4288);

l Dynamická nerovnováha tuhosti: Jednodulárna podpora spôsobuje, že tuhosť modálneho systému je menšia ako 1 × 10 ³ N/mm, s významnými rezonančnými rizikami pri kritických rýchlostiach (analýza teórie vibrácií DIN 1311).

Analýza inovácií základnej technológie

I. Systém potláčania vibrácií viacerých stupňov slobody

1.1 Štruktúra topológie trojbodov

Spodné dvojité podporné kolesá (12):

l Využívajte telá kolies s vysokým obsahom uhlíka chrómu (GCR15) s okoliami zakrivenia, ktoré zodpovedajú vonkajšiemu priemeru obrobku (tolerancia ± 0,02 mm), kontaktné uhly 60 ± 1 ° a optimalizované kontaktné napätia 80-120MPA prostredníctvom Hertzianovej teórie kontaktov;

l Kolesové hriadele zahŕňajú uhlové kontaktné guľôčky (7206b, predpätie 50n), s radiálnym priemerom menším ako 2 μ M (štandard ISO 492).

Horné nastaviteľné tlakové koleso (26):

l Aplikujte dynamickú predpätie Force f = 200 ± 10n prostredníctvom tlakovej pružiny (31) pre kontrolu sily uzavretej slučky;

l Tlakový povrchový laserový laserový oblečený s povlakom WC-10CO, s koeficientom trenia μ < 0,08 (testovanie ASTM G99).

1.2 Návrh na vylepšenie dynamickej tuhosti

Vodná doska v tvare T (15) a pohyblivý slot (14):

l Využite H6/G5, ktoré sa hodí na obmedzenie vodorovného posunu na menej ako 5 μ m, s tlmivými pružinami (10) (tuhosť K = 50n/mm ± 5%) vo vertikálnom smere;

l Modálna analýza ukazuje, že prirodzená frekvencia prvého poriadku systému sa zvýši na 325 Hz (98 Hz pre tradičné štruktúry), čím sa zabráni typickým rezným frekvenčným pásmom excitácie (80-250 Hz).

II. Adaptívny systém riadenia sily

2.1 Regulačný mechanizmus dvojitého zatvoreného slučky

Nastavenie axiálneho predpätia:

l Využite olovenú skrutku (27) s rozstupom p = 1 mm v kombinácii s tlakovou pružinou (31), aby ste dosiahli rozlíšenie mikro kŕmenia 0,05-0,2 mm;

l Po uzamknutí s tretím medzerou (29) dosiahne axiálna tuhosť 2,5 × 10 ⁴ N/mm (testovanie ISO 10791-2).

Radiálna dynamická kompenzácia:

l Pohyblivá základňa (16) vybavená lineárnymi vodičmi (HGW25CA, opakovateľnosť ± 1 μ m) pre ± 15 mm kompenzácia mŕtvice;

l Prepojené riadenie s servomotorom (35), s časom odozvy kratšia ako 50 ms (na základe algoritmu PID).

2.2 Dráha rozptylu energie vibrácií

Kompozitná tlmená štruktúra:

l Protišmykové podložky (9) Využívajte materiály laminátu dusičného gumového kovu (Strata Faktor Tan Δ = 0,25);

l Miera útlmu vibrácií systému sa zvyšuje na 18 dB/s (v porovnaní so 6 dB/s pre tradičné štruktúry na základe ISO 10816-3).

Tabuľka porovnávania technických parametrov

Typické overenie scenára obrábania

Prípad 1: Frézovanie leteckých zliatiny zliatiny letectva

l V podmienkach n = 3000 ot./min. A F = 0,1 mm/rev, kontrola amplitúdy sa udržiava na ＜ 3 μ m ( ＞ 15 μ m s tradičnými príslušenstvami);

l Chyba obrábania okrúhle ≤ 2 μ M (ASME B89.3.4 Štandard vyžaduje ≤ 5 μ m).

Prípad 2: Vŕtanie vnútornej steny v polovodičových kremenných komorách

l Zrýchlenie vibrácií procesu obrábania je ＜ 0,5 g ( ＞ 2,5 g s tradičnými systémami);

l Životnosť nástroja sa rozširuje na 380 jamiek/okrajov (priemer priemeru je 120 jamiek/okraj).

Tento patent vytvára novú paradigmu pre potlačenie vibrácií pri obrábaní tenkostenných komponentov prostredníctvom troch hlavných technologických dráh: multibody Dynamic Lastract Topológia, adaptívna sila s uzavretou slučkou a zložené dizajn tlmenia. Systém, overený spoločnosťou Comsol Multifysics Simulations, dosahuje stratu prenosu vibrácií ＞ 15dB v širokom frekvenčnom pásme 2000-5 000 Hz, ktorý dosiahne úroveň potlačenia vibrácií obrábania aero-motorových obrábaní.

Ak by ste sa chceli dozvedieť viac a kúpiť samoznámy ložisko produkty, kontaktujte Strojové zariadenie Ak chcete získať úplnú patentovú správu: [email protected] .