Influència dels errors de mecanitzat en la qualitat de les frontisses flexibles de les frontisses flexibles de la ronda1

Expandit

La frontissa flexible és un mecanisme molt versàtil que utilitza les característiques de deformació i recuperació microelàstica del metall. Actua com un mecanisme de transmissió de gran resolució micro-posicionant, àmpliament utilitzat en diversos dispositius d’ajustament fi, plataformes de posicionament de precisió, fotolitografia i microscopis de detecció d’escaneig i molt més. A causa del seu processament i modelat integrat, posseeix característiques úniques com ara fricció mecànica, cap espai d’aparellament, ni lubricació i alta sensibilitat al moviment.

Tot i això, hi ha diversos factors que poden afectar el rendiment de treball de les frontisses flexibles. Quan es dissenyen frontisses flexibles, es fan certs supòsits, com ara suposar que només es produeix una deformació elàstica a la frontissa mentre que la resta es considera un cos rígid. També se suposa que només es produeix una deformació dels racons durant el treball, sense expansió ni altres deformacions. Addicionalment, la frontissa en si té defectes inherents, com ara el centre de rotació no fixat, la concentració de tensió, la magnitud de la tensió canvia amb la posició de l’articulació i la influència del medi en el material.

En el disseny estructural, el desplaçament de l'acoblament de la cantonada i la línia recta es pot causar processament d'errors entre les combinacions de diverses frontisses i les barres de connexió. Això pot provocar que el moviment es desviï de la pista ideal. Una àmplia literatura ha analitzat les fonts d’error de mecanismes de frontissa flexibles, discutint el rendiment del material, el disseny de la mida, la vibració, la interferència, els errors de mecanitzat i molt més. Aquests estudis proporcionen informació valuosa sobre la sensibilitat de cada error variable i l’acoblament del mecanisme de desplaçament causat pels errors de fabricació.

Aquest treball té com a objectiu analitzar els tres tipus d’errors de mecanitzat de la frontissa flexible circular recta i derivar la fórmula de càlcul de rigidesa quan hi ha aquests errors. Les dimensions de la frontissa i els paràmetres d’error s’utilitzen per calcular la rigidesa i verificar els resultats mitjançant l’anàlisi d’elements finits (FEA). Aquesta anàlisi proporciona informació valuosa per al disseny i el processament de paràmetres de la frontissa.

Els tres tipus d’errors de mecanitzat analitzats en aquest treball inclouen l’error de posicionament de l’arc de Notch en la direcció Y, l’error de posicionament de l’arc de Notch en la direcció X i l’error de perpendicularitat de la línia central de l’arc Notch. Cada tipus d’error s’analitza per separat i els errors de rigidesa es calculen en funció dels coeficients d’error i dels paràmetres de la frontissa. Les fórmules d’error de rigidesa es comparen i es verifiquen mitjançant simulacions de FEA.

Els resultats de l’anàlisi numèrica i les simulacions de FEA mostren un bon acord. Les corbes d’error de rigidesa obtingudes sota diferents valors de paràmetres de la frontissa demostren que els coeficients d’error afecten significativament la rigidesa. Els errors de posicionament en les direccions Y i X tenen una influència considerable, mentre que l’error de perpendicularitat també afecta la rigidesa. En comprendre aquests errors i els seus efectes, es poden implementar disseny i mecanitzat eficients per minimitzar el seu impacte en la frontissa flexible.

En conclusió, els errors de mecanitzat de les frontisses flexibles rottes tenen un impacte directe en el seu rendiment de rigidesa. Aquest treball proporciona una anàlisi completa dels tres tipus d’errors de mecanitzat i presenta fórmules de càlcul de rigidesa per a cada tipus d’error. Els resultats es verifiquen mitjançant simulacions de FEA, destacant la importància de controlar els errors de posicionament i els errors de perpendicularitat per optimitzar el rendiment de les frontisses flexibles. Les conclusions d’aquest estudi poden servir de referència valuosa per als processos de disseny i fabricació en diverses indústries.