Wpływ błędów obróbki na jakość prostego okrągłego elastycznego Hinges_HINGE KAGITE_TALLS

Elastyczny zawias jest elementem mechanicznym, który wykorzystuje mikroelastyczne odkształcenie i charakterystykę odzyskiwania metalu. Jest to mechanizm transmisji o wysokiej rozdzielczości, który pozwala na precyzyjne pozycjonowanie i dostrajanie. Jest powszechnie stosowany w urządzeniach takich jak precyzyjne platformy pozycjonujące, sprzęt fotolitograficzny i mikroskopy wykrywania skanowania.

Istnieje kilka czynników, które mogą wpływać na wydajność elastycznych zawiasów. Podczas projektowania elastycznych zawiasów przyjęto pewne założenia, takie jak zakładanie, że u zawiasu występuje tylko deformacja elastyczna i że reszta struktury jest sztywna. Zakłada się również, że podczas pracy występuje tylko deformacja narożna, bez żadnych rozszerzeń lub innych deformacji. Jednak sam zawias ma nieodłączne wady, takie jak środek obrotu, który nie jest ustalony, stężenie naprężeń i zmiany wielkości naprężenia wraz z położeniem stawu. Właściwości materialne i czynniki środowiskowe mogą również wpływać na wydajność zawiasu.

W projekcie strukturalnym połączenie wielu zawiasów i prętów łączących jest powszechne. Jednak błędy przetwarzania między tymi kombinacjami mogą prowadzić do sprzęgania przemieszczenia narożników i linii prostych, powodując, że ruch mechanizmu odchyla się od pożądanej ścieżki. Pojawiły się kompleksowe analizy źródeł błędów w elastycznych mechanizmach zawiasowych, w tym dyskusje na temat wydajności materiału, projektu wielkości, wibracji, zakłóceń, błędów obróbki itp. Analizy te mają na celu zrozumienie wrażliwości każdego błędu zmiennego w zakresie wydajności elastycznego zawiasu.

Poprzednie badania wykorzystały metody takie jak ekspansja serii Taylor, metoda elementów skończonych i symulacje numeryczne do badania mechanizmów przemieszczenia i sprzężenia spowodowanego błędami produkcyjnymi w elastycznych zawiasach. Jednak większość z tych badań koncentrowała się na poszczególnych mechanizmach i miała pewne ograniczenia pod względem uzyskanego zakresu i wyników.

Niniejszy artykuł koncentruje się na analizie trzech błędów obróbki w prostych okrągłych zawiasach elastycznych: błąd pozycjonowania łuku nacięcia w kierunku Y, błąd pozycjonowania łuku nacięcia w kierunku X oraz błąd prostopadłości linii środkowej osi łukowej. Wyprowadzone są wzory obliczeń sztywności dla każdego rodzaju błędu, a wyniki są sprawdzane za pomocą analizy elementów skończonych (FEA). Badanie to zapewnia cenne wgląd w projektowanie parametrów i przetwarzanie zawiasów.

Aby przeprowadzić analizę, model struktury wiązki wspornika ustalono przy użyciu oprogramowania ANSYS. Różne punkty projektowe są uzyskiwane przez modyfikację parametrów błędów, a obliczenia symulacji są przeprowadzane w tych punktach projektowych w celu uzyskania błędów sztywności. Wyniki uzyskane z analizy numerycznej i analizy elementów skończonych są porównywane i stwierdzono, że są w dobrym zgodzie.

Wyniki pokazują, że błędy w pozycjonowaniu łuku nacięcia w kierunku Y i prostopadłość linii osi mają znaczący wpływ na sztywność elastycznego zawiasu. Błędy w pozycjonowaniu łuku nacięcia w kierunku X mają mniejszy wpływ. Na podstawie tych ustaleń zaleca się ściśle kontrolowanie błędów pozycjonowania w kierunku Y i prostopadłości linii osi, jednocześnie rozważając zmniejszenie wartości T/R w celu zminimalizowania wpływu błędów pozycjonowania w kierunku x.

Podsumowując, badania te zapewniają kompleksową analizę błędów obróbki w prostych okrągłych elastycznych zawiasach i ich wpływu na sztywność. Formuły obliczania sztywności pochłaniowej i walidacja przy użyciu analizy elementów skończonych przyczyniają się do zrozumienia projektowania i przetwarzania parametrów zawiasowych. Dalsze badania można przeprowadzić w celu zbadania innych rodzajów błędów obróbki i ich wpływu na wydajność elastycznych zawiasów.