Analýza patentové technologie Zhejiang Mingxus: rigidní flexibilní systém potlačení vibrací pro obrábění komponent (patent č.: ZL 2023 2 2998408.x)

Technické body bolesti a body bolesti v oboru

Při přesném obrábění tenkostěnných trubic (jako jsou hydraulické trubice letectví a polovodičové reakční komory), tradiční jednorázové upínací systémy trpí dvěma základními problémy:

l Nedostatečné potlačení chatování: Zkušenosti s volným koncem vynucené vibrace s amplitudy 5-20 μ m pod excitací řezné síly (zdroj dat: CIRP Annals 2021, 70 (1), 357-360), což vede k hodnotám RA na povrchu, které se zhoršují na vyšší 3,2 μ m (standard ISO 4288);

l Nerovnováha dynamické tuhosti: Jednobodová podpora způsobuje, že modální tuhost systému je menší než 1 × 10 ³ N/mm, s významnými rezonančními riziky při kritických rychlostech (analýza teorie vibrací DIN 1311).

Základní analýza inovací technologie

I. Systém potlačování vibrací s více stupnicí svobody

1.1 Tříbodová struktura topologie omezení

Spodní kola duální podpory (12):

l Využijte tělesa s kolami s vysokým obsahem uhlíku (GCR15) s relamentem zakřivení vnějšího průměru obrobku (tolerance ± 0,02 mm), kontaktujte úhly 60 ° ± 1 ° , a optimalizovaná kontaktní napětí 80-120MPA prostřednictvím Hertzianské kontaktní teorie;

l Hřídele kol zahrnují úhlová kontaktní kuličková ložiska (7206b, předpětí 50N), s radiálním hájem méně než 2 μ M (ISO 492 Standard).

Horní nastavitelné tlakové kolo (26):

l Aplikujte dynamickou předpětí sílu f = 200 ± 10n přes tlakovou pružinu (31) pro kontrolu síly uzavřené smyčky;

l Povrch tlakového kola laserově oblečeného s povlakem WC-10CO, s koeficientem tření μ≤ 0,08 (testování ASTM G99).

1.2 Dynamická návrh vylepšení tuhosti

Vodicí deska ve tvaru T (15) a pohyblivá slot (14):

l Zaměstnávat H6/G5 FITS k omezení horizontálního posunu na méně než 5 μ M, s nárazníkovými pružinami (10) (tuhost k = 50N/mm ± 5%) ve svislém směru;

l Modální analýza ukazuje, že přirozená frekvence prvního řádu je zvýšena na 325 Hz (98 Hz pro tradiční struktury), což zabrání typickým řezání excitačních frekvenčních pásů (80-250 Hz).

Ii. Adaptivní systém řízení síly

2.1 Mechanismus regulace spuštění s dvojitou uzavřenou smyčkou

Axiální nastavení předpětí:

l Využijte olověný šroub (27) s rozteč P = 1 mm, kombinovaný s tlakovou pružinou (31) k dosažení 0,05-0,2 mm mikro-krmení;

l Po uzamčení třetím maticem (29) dosáhne axiální tuhost 2,5 × 10 ⁴ N/mm (testování ISO 10791-2).

Radiální dynamická kompenzace:

l Pohyblivá základna (16) vybavená lineárními průvodci (HGW25CA, opakovatelnost ± 1 μ m) pro ± Kompenzace mrtvice 15 mm;

l Propojená kontrola s servomotorem (35), s dobou odezvy menší než 50ms (na základě algoritmu PID).

2.2 Cesta rozptylu vibrací energie

Struktura kompozitního tlumení:

l Anti-skluzkové podložky (9) využívají laminátové materiály s gumovým kovovým nitrilem (faktor ztráty Δ = 0,25);

l Rychlost útlumu vibrací systému se zvyšuje na 18 dB/s (ve srovnání s 6db/s pro tradiční struktury na základě ISO 10816-3).

Tabulka porovnání technických parametrů

Typická ověření obrábění scénáře

Případ 1: Frézování z tenkostěnných trubek z lehké slitiny Aerospace

l Za podmínek n = 3000 ot/min a f = 0,1 mm/rev je kontrola amplitudy udržována na ＜ 3 μ m ( ＞ 15 μ m s tradičními příslušenstvími);

l Chyba obrácení obrábění je ≤ 2 μ M (ASME B89.3.4 Standard vyžaduje ≤ 5 μ m).

Případ 2: Vnitřní vrtání zdi polovodičových křemenných komor

l Zrychlení vibrací obráběcího procesu je ＜ 0,5g ( ＞ 2,5g s tradičními systémy);

l Životnost nástroje je prodloužena na 380 otvorů/hrany (průměr průmyslu je 120 otvorů/hrany).

Tento patent vytváří nové paradigma pro potlačení vibrací v tenkostěnných komponentách prostřednictvím tří hlavních technologických cest: topologie dynamického omezení multa, adaptivní kontrola uzavřené smyčky a konstrukce složeného tlumení. Systém ověřeno simulacemi multiphysics comsol, dosahuje ztráty přenosu vibrací ＞ 15 dB v širokém frekvenčním pásmu 2000-5000Hz, dosažení úrovně potlačení vibrací aeromotoru obrábění čepele.

Pokud byste se chtěli dozvědět více a koupit Samoobjemné ložisko Produkty, prosím kontaktujte Mingxus Machinery Chcete -li získat úplnou patentovou zprávu: [email protected] .