Patentteknologianalyse av Zhejiang Mingxu: En stiv-fleksibelt koblet vibrasjonsundertrykkingssystem for tynnvegget komponentbearbeiding (patentnr.: ZL 2023 2 2998408.x)

Teknisk bakgrunn og bransjesmerter

I presisjonsbearbeidingen av tynnveggede rør (for eksempel luftfartshydrauliske rør og halvlederreaksjonskamre), lider tradisjonelle klemmesystemer av en-end av to kjernespørsmål:

l Utilstrekkelig skravling undertrykkelse: De frie endeopplevelsene tvang vibrasjoner med amplituder på 5-20 μ m under skjæringskraft eksitasjon (datakilde: CIRP Annals 2021, 70 (1), 357-360), noe μ M (ISO 4288 Standard);

l Dynamisk stivhetsubalanse: støtte med ett punkt fører til at systemet modal stivhet er mindre enn 1 × 10 ³ N/mm, med betydelig resonansrisiko ved kritiske hastigheter (DIN 1311 vibrasjonsteorianalyse).

Kjerneteknologiinnovasjonsanalyse

I. Multi-grade-of-Freedom Vibration Suppression System

1.1 Tre-punkts begrensningstopologistruktur

Bunns dual supporthjul (12):

l Bruk kromstål med høyt karbon (GCR15) hjullegemer med krumningsradi R-matchende arbeidsstykkets ytre diameter (toleranse ± 0,02 mm), kontaktvinkler på 60 ° ± 1 ° , og optimaliserte kontaktspenninger på 80-120MPA gjennom Hertzian kontaktteori;

l Hjulsjakter inneholder vinkelkontakelager (7206b, forhåndsinnlasting av 50N), med radial runout mindre enn 2 μ M (ISO 492 Standard).

Toppjusterbart trykkhjul (26):

l Bruk dynamisk forhåndsinnlastingskraft F = 200 ± 10N via en trykkfjær (31) for kontroll av lukket sløyfe;

l Trykkhjuloverflatelaserkledd med WC-10CO-belegg, med en friksjonskoeffisient μ≤ 0,08 (ASTM G99 -testing).

1.2 Dynamisk stivhetsforbedringsdesign

T-formet guideplate (15) og bevegelig spor (14):

l Bruk H6/G5 -passer for å begrense horisontal forskyvning til under 5 μ m, med bufferfjærer (10) (stivhet k = 50n/mm ± 5%) i vertikal retning;

l Modal analyse viser at systemets første ordens naturlige frekvens økes til 325Hz (98Hz for tradisjonelle strukturer), og unngår typiske skjæreeksitasjonsfrekvensbånd (80-250Hz).

Ii. Adaptivt kraftkontrollsystem

2.1 Reguleringsmekanisme for dobbelt lukkede sløyfe

Aksial forhåndsinnlasting:

l Bruk en ledeskrue (27) med en tonehøyde P = 1mm, kombinert med en trykkfjær (31) for å oppnå 0,05-0,2 mm mikro-feed-oppløsning;

l Etter å ha låst med en tredje låsemutter (29), når aksial stivhet 2,5 × 10 ⁴ N/mm (ISO 10791-2 testing).

Radial dynamisk kompensasjon:

l Bevegelig base (16) utstyrt med lineære guider (HGW25CA, repeterbarhet ± 1 μ m) for ± 15mm slagkompensasjon;

l Koblet kontroll med en servomotor (35), med en responstid på mindre enn 50 ms (basert på PID -algoritmen).

2.2 Vibrasjonsenergi -dissipasjonssti

Sammensatt dempestruktur:

l Anti-sklisikre skiver (9) Bruk nitrilgummi-metall laminatmaterialer (tapsfaktorbrun Δ = 0,25);

l Systemvibrasjonsdempingshastighet økes til 18dB/s (sammenlignet med 6dB/s for tradisjonelle strukturer, basert på ISO 10816-3).

Teknisk parameter sammenligningstabell

Typisk maskineringsscenariovalidering

Sak 1: Fresing av luftfartstitanlegering Tynnveggede rør

l Under forhold på n = 3000 rpm og f = 0,1 mm/rev, opprettholdes amplitude -kontrollen ved ＜ 3 μ m ( ＞ 15 μ m med tradisjonelle inventar);

l Maskineringsrundhetsfeil er ≤ 2 μ M (ASME B89.3.4 Standard krever ≤ 5 μ m).

Sak 2: Innvendig veggboring av halvlederkvartskamre

l Maskineringsprosess Vibrasjonsakselerasjon er ＜ 0,5g ( ＞ 2,5g med tradisjonelle systemer);

l Verktøyets levetid utvides til 380 hull/kant (bransjegjennomsnittet er 120 hull/kant).

Dette patentet etablerer et nytt paradigme for vibrasjonsundertrykkelse i tynnvegget komponentbearbeiding gjennom tre hovedteknologiske veier: multibody dynamisk tilbakeholdenhetstopologi, adaptiv kraft lukket sløyfekontroll og sammensatt dempende design. Bekreftet av COMSOL Multiphysics -simuleringer, oppnår systemet vibrasjonsoverføringstap ＞ 15dB innen et bredt frekvensbånd på 2000-5000Hz, og når vibrasjonsundertrykkelsesnivået for maskinering av luftmotor.

Hvis du vil lære mer og kjøpe Selvblubberende peiling Produkter, vennligst kontakt Mingxu -maskiner For å få den komplette patentrapporten: [email protected] .