Patentteknologianalyse av Zhejiang Mingxu: Rigid-Flexible koblet vibrasjonsundertrykkelsessystem for langaksnestring (patentnr.: ZL 2024 2 1169223.6)

Teknisk bakgrunn og bransjesmerter

I presisjonens sving av lange akselkomponenter (for eksempel drivaksler og blyskruer), lider tradisjonelle en-ende faste vendeverktøy av to kjerneproblemer:

● Mangelfull skravlingsundertrykkelse: Den overhengende enden av vendeverktøyet opplever vibrasjoner med amplituder fra 10 til 50μm under skjæringskraftseksitasjon ( Kilde: Int. J. Mach. Verktøy Manuf. 2021, 167, 103767 ), noe som fører til en forverring i overflatebølging (vektverdi) opp til 6,3μm (i henhold til ISO 4287 standarder);

● Ubalansert dynamisk stivhet: Når du maskinerer lange sjakter med et forhold mellom lengde og diameter (L/D) større enn 5, faller systemets modale stivhet under 800N/μm, og utløser regenerativ skravling (som analysert gjennom DIN 1311 vibrasjonsteori).

Analyse av kjerneteknologiske nyvinninger

I. Multi-trinns dynamisk stivhetsforbedringsarkitektur

1.1 Støttesystem med dobbelt lukkede sløyfe

Hovedstøttemodul:

● Støttestangen (7) er fremstilt fra 40cr slukket og herdet stål, med en ekstern tråd av M16 × 2 som kamerater med en fast mutter (8), og oppnår en forhåndsinnlasting på 1200 ± 50n;

● Gjennom endelig elementanalyse bestemmes den optimale støtteavstanden til å være L/3 (hvor L er lengden på vendeverktøyet), og løfter den første ordens naturlige frekvensen til 245Hz (sammenlignet med 82Hz i tradisjonelle strukturer).

Hjelpestabiliseringsmodul:

● Hjelpehjulet (13) er konstruert av GCR15 lagerstål, med en kontaktvinkel på 60 ° ± 1 °. Kontaktspenningen er optimalisert til 150-200MPA ved bruk av Hertzian kontaktteori;

● Vibrasjonstesting (i samsvar med ISO 10816-3) avslører at amplituden under driftsforhold på n = 1500 o / min reduseres til 3μm (i motsetning til> 15μm i tradisjonelle strukturer).

1.2 Presisjonsjusteringsmekanisme

● Justeringen gjengede aksel (6) benytter en dobbelt bly trapesformet tråd (TR20 × 4p8), som i forbindelse med en anti-slip vaskemaskin (11) (med en friksjonskoeffisient μ = 0,12), muliggjør en mikrofôrhastighet på 0,025 mm per revolusjon;

● Plasseringsbraketten (14) og klemmende fremspring (17) bruker en H7/G6 -passform, og oppnår en repeterende posisjonsnøyaktighet på ± 0,005 mm.

Ii. Adaptiv vibrasjonsundertrykkelse Topologisk design

2.1 Trapping Transmission Path Optimization

● Den faste ringen (5) er designet med en sirkulær ribbete struktur, med en veggtykkelsesgradient som overgår fra 8mm til 12mm, noe som resulterer i en 180% forbedring i bøyningsstivhet (bekreftet gjennom ANSYS Workbench -simuleringer);

● Det bevegelige sporet (4) vedtar et avlangt hulldesign (30 × 12mm), noe som tillater ± 15 mm horisontal kompensasjon, og er kompatibel med akseldiametre fra φ20mm til φ80mm.

2.2 Dempende forbedringsstruktur

● Interiøret i støttestangen (7) er fylt med et silisiumbasert dempingslim (med en tapsfaktor tanδ = 0,35), noe som løfter vibrasjonsdempningshastigheten til 22dB/s (som testet i samsvar med ISO 10816 standarder);

● Den tverrgående tilkoblingsplaten (15) er konstruert fra 6061-T6 aluminiumslegering, og danner en innstilt massespjeld gjennom klemmesporet (16) for å undertrykke høyfrekvente vibrasjoner i 500-800Hz-området.

Nøkkel teknisk parameter sammenligningstabell

Typiske bearbeidingsscenarioverifikasjoner

Tilfelle 1: Presisjonsledskrue

● Når man maskinering av en φ50 × 2000mm ledeskrue, var den kumulative stigningsfeilen ≤5μm per 1000 mm (møte GB/T 17587.3 standard);

● Verktøyets levetid ble utvidet til 180 stykker per skjærende kant (sammenlignet med 80 stykker per skjærende kant med tradisjonell verktøy).

Sak 2: Hydraulisk sylinderstempelstangbearbeiding

● Overflaten ruhet RA -verdien ble konsekvent opprettholdt ved 0,4μm (oppfyller bransjekravet på ≤0,8μm);

● Maskineringseffektiviteten ble forbedret med 40% (på grunn av redusert vibrasjon, slik at fôrhastigheten ble økt fra 0,1 mm/omdreining til 0,15 mm/rev).

Dette patentet oppnår gjennombrudd i vibrasjonsundertrykkelse for maskinering av lang aksel gjennom to teknologiske veier: multibody dynamisk tilbakeholdenhet og dempende gradientdesign. Bekreftet gjennom COMSOL-multifysikksimuleringer, reduserer systemet vibrasjonsenergi med 82% innenfor 100-1000Hz frekvensbånd, og når et vibrasjonsundertrykkelsesnivå som kan sammenlignes med det for luftmotorens maskinering.

Hvis du vil lære mer, kan du kontakte Mingxu -maskiner for å få den komplette patentrapporten: [email protected] .