Phân tích công nghệ bằng sáng chế của Chiết Giang Mingxu: Một hệ thống triệt tiêu rung động cứng nhắc cứng nhắc cho gia công thành phần có thành mỏng (Bằng sáng chế số: ZL 2023 2 2998408.x)

Nền tảng kỹ thuật và điểm đau công nghiệp

Trong gia công chính xác của các ống có thành mỏng (như ống thủy lực hàng không vũ trụ và buồng phản ứng bán dẫn), các hệ thống kẹp một lần truyền thống bị hai vấn đề cốt lõi:

l Sự đàn áp không đủ μ m bị kích thích lực cắt (Nguồn dữ liệu: Biên niên sử CIRP 2021, 70 (1), 357-360), dẫn đến các giá trị độ nhám bề mặt RA xấu đi đến mức 3,2 μ m (tiêu chuẩn ISO 4288);

l Mất cân bằng độ cứng động: Hỗ trợ một điểm khiến hệ thống độ cứng phương thức nhỏ hơn 1 × 10 ³ N/mm, với các rủi ro cộng hưởng đáng kể ở tốc độ quan trọng (phân tích lý thuyết rung DIN 1311).

Phân tích đổi mới công nghệ cốt lõi

I. Hệ thống ức chế rung động đa độ tự do

1.1 Cấu trúc cấu trúc liên kết ràng buộc ba điểm

Bánh xe hỗ trợ kép dưới cùng (12):

l Sử dụng thân bánh xe crom crom cacbon cao (GCR15) với Radii R có đường kính ngoài phôi (dung sai ± 0,02mm), góc liên hệ của 60 ° ± 1 ° và ứng suất tiếp xúc tối ưu hóa của 80-120MPa thông qua lý thuyết tiếp xúc Hertzian;

l Trục bánh xe kết hợp vòng bi tiếp xúc góc (7206b, tải trước 50n), với chạy xuyên tâm nhỏ hơn 2 μ M (tiêu chuẩn ISO 492).

Bánh xe áp suất có thể điều chỉnh hàng đầu (26):

l Áp dụng lực tải trước động F = 200 ± 10n thông qua lò xo áp lực (31) cho điều khiển lực vòng kín;

l Áp lực Bề mặt Laser bề mặt với lớp phủ WC-10CO, với hệ số ma sát μ≤ 0,08 (thử nghiệm ASTM G99).

1.2 Thiết kế tăng cường độ cứng động

Tấm hướng dẫn hình chữ T (15) và khe cắm di chuyển (14):

l Sử dụng H6/G5 phù hợp để hạn chế dịch chuyển ngang xuống dưới 5 μ m, với lò xo đệm (10) (độ cứng k = 50n/mm ± 5%) theo hướng thẳng đứng;

l Phân tích phương thức cho thấy tần số tự nhiên bậc nhất của hệ thống được tăng lên 325Hz (98Hz đối với các cấu trúc truyền thống), tránh các dải tần số kích thích cắt điển hình (80-250Hz).

Ii. Hệ thống điều khiển lực thích ứng

2.1 Cơ chế điều chỉnh vòng hai bên đóng cửa

Điều chỉnh tải trước trục:

l Sử dụng một ốc vít chì (27) với pitch p = 1mm, kết hợp với lò xo áp suất (31) để đạt được độ phân giải siêu nhỏ 0,05-0,2mm;

l Sau khi khóa với khóa thứ ba (29), độ cứng trục đạt 2,5 × 10 ⁴ N/mm (thử nghiệm ISO 10791-2).

Bồi thường động hướng tâm:

l Cơ sở di chuyển (16) được trang bị các hướng dẫn tuyến tính (HGW25CA, độ lặp lại ± 1 μ m) cho ± Bồi thường đột quỵ 15mm;

l Điều khiển được liên kết với động cơ servo (35), với thời gian phản hồi dưới 50ms (dựa trên thuật toán PID).

2.2 Đường dẫn tiêu tán năng lượng rung động

Cấu trúc giảm xóc tổng hợp:

l Vòng đệm chống trượt (9) sử dụng vật liệu gỗ kim loại cao su nitrile δ = 0,25);

l Tốc độ suy giảm độ rung của hệ thống được tăng lên 18dB/s (so với 6dB/s đối với các cấu trúc truyền thống, dựa trên ISO 10816-3).

Bảng so sánh tham số kỹ thuật

Xác thực kịch bản gia công điển hình

Trường hợp 1: Phay các ống mỏng hợp kim titan hàng không vũ trụ

l Trong điều kiện N = 3000 vòng/phút và F = 0,1mm/Rev, điều khiển biên độ được duy trì tại ＜ 3 μ m ( ＞ 15 μ m với đồ đạc truyền thống);

l Lỗi về độ tròn gia công là ≤ 2 μ M (ASME B89.3.4 Yêu cầu tiêu chuẩn ≤ 5 μ m).

Trường hợp 2: Khoan tường bên trong của buồng thạch anh bán dẫn

l Tăng tốc độ rung của quá trình gia công là ＜ 0,5g ( ＞ 2.5g với các hệ thống truyền thống);

l Tuổi thọ của công cụ được mở rộng đến 380 lỗ/cạnh (trung bình công nghiệp là 120 lỗ/cạnh).

Bằng sáng chế này thiết lập một mô hình mới để ức chế rung động trong gia công thành phần có thành mỏng thông qua ba con đường công nghệ chính: cấu trúc liên kết hạn chế động đa hóa, điều khiển vòng kín của lực thích ứng và thiết kế giảm xóc tổng hợp. Được xác minh bằng mô phỏng đa vật lý COMSOL, hệ thống đạt được sự mất truyền rung động ＞ 15dB trong một dải tần số rộng 2000-5000Hz, đạt đến mức độ ức chế rung động của gia công lưỡi động cơ aero.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm và mua Vòng bi tự bôi trơn Sản phẩm, xin vui lòng liên hệ Máy móc Mingxu Để có được báo cáo bằng sáng chế đầy đủ: Yêu cầ[email protected] .