Invloed van bewerkingsfouten op de kwaliteit van rechte ronde flexibele scharnieren_hinge kennis_talls1

Uitgebreid

Het flexibele scharnier is een zeer veelzijdig mechanisme dat de micro-elastische vervorming en herstelkenmerken van metaal gebruikt. Het fungeert als een micro-positionering met hoge resolutie transmissiemechanisme, veel gebruikt in verschillende verfijningsapparaten, precisiepositioneringsplatforms, fotolithografie en scanning detectiemicroscopen en meer. Vanwege de geïntegreerde verwerking en het vormen heeft het unieke kenmerken zoals geen mechanische wrijving, geen paringsruimte, geen smering en hoge bewegingsgevoeligheid.

Er zijn echter verschillende factoren die de werkprestaties van flexibele scharnieren kunnen beïnvloeden. Bij het ontwerpen van flexibele scharnieren worden bepaalde veronderstellingen gedaan, zoals aannemen dat alleen elastische vervorming optreedt bij het scharnier, terwijl de rest wordt beschouwd als een rigide lichaam. Er wordt ook aangenomen dat alleen hoekvervorming optreedt tijdens het werk, zonder uitbreiding of andere vervormingen. Bovendien heeft het scharnier zelf inherente defecten, zoals het rotatiecentrum dat niet is gefixeerd, spanningsconcentratie, spanningsgrootte verandert met de positie van het gewricht en de invloed van de omgeving op het materiaal.

In structureel ontwerp kan de koppelingsverplaatsing van de hoek en de rechte lijn worden veroorzaakt door verwerkingsfouten tussen de combinaties van verschillende scharnieren en verbindingsstaven. Dit kan ertoe leiden dat de beweging van het ideale spoor afwijkt. Uitgebreide literatuur heeft de foutbronnen van flexibele scharniermechanismen geanalyseerd, het bespreken van materiaalprestaties, groottedeld, trillingen, interferentie, bewerkingsfouten en meer. Deze studies bieden waardevolle inzichten in de gevoeligheid van elke variabele fout en de koppeling van het verplaatsingsmechanisme veroorzaakt door productiefouten.

Dit artikel is bedoeld om de drie soorten bewerkingsfouten van het rechte cirkelvormige flexibele scharnier te analyseren en de stijfheidsberekeningsformule af te leiden wanneer deze fouten aanwezig zijn. De dimensies van het scharnier en de foutparameters worden gebruikt om de stijfheid te berekenen en de resultaten te verifiëren door middel van eindige -elementenanalyse (FEA). Deze analyse biedt waardevolle informatie voor het parameterontwerp en de verwerking van het scharnier.

De drie soorten bewerkingsfouten die in dit artikel zijn geanalyseerd, zijn de positioneringsfout van de Notch -boog in de Y -richting, de positioneringsfout van de Notch -boog in de X -richting en de loodrechtheidsfout van de middellijn van de Notch -boog. Elk fouttype wordt afzonderlijk geanalyseerd en de stijfheidsfouten worden berekend op basis van de foutcoëfficiënten en scharnierparameters. De stijfheidsfoutformules worden vervolgens vergeleken en geverifieerd door FEA -simulaties.

De resultaten van de numerieke analyse en FEA -simulaties tonen een goede overeenkomst. De stijfheidsfoutcurves verkregen onder verschillende scharnierparameterwaarden tonen aan dat de foutcoëfficiënten de stijfheid aanzienlijk beïnvloeden. De positioneringsfouten in de Y- en X -richtingen hebben een aanzienlijke invloed, terwijl de loodrechtheidsfout ook de stijfheid beïnvloedt. Door deze fouten en hun effecten te begrijpen, kunnen efficiënte ontwerp- en bewerkingsprocessen worden geïmplementeerd om hun impact op het flexibele scharnier te minimaliseren.

Concluderend hebben de bewerkingsfouten van rechte ronde flexibele scharnieren een directe invloed op hun stijfheidsprestaties. Dit artikel biedt een uitgebreide analyse van de drie soorten bewerkingsfouten en presenteert stijfheidsberekeningformules voor elk fouttype. De resultaten worden geverifieerd door FEA -simulaties, wat het belang benadrukt van het beheersen van positioneringsfouten en loodrechtheidsfouten om de prestaties van flexibele scharnieren te optimaliseren. De bevindingen van deze studie kunnen dienen als een waardevolle referentie voor ontwerp- en productieprocessen in verschillende industrieën.