Wpływ błędów obróbki na jakość prostego okrągłego elastycznego Hinges_HINGE KAGITE_TALLS1

Rozszerzony

Elastyczny zawias to wysoce wszechstronny mechanizm, który wykorzystuje mikroelastyczne charakterystykę deformacji i odzyskiwania metalu. Działa jako mikro pozycjonujący mechanizm transmisji o wysokiej rozdzielczości, szeroko stosowany w różnych urządzeniach dostrajających, precyzyjnych platformach pozycjonowania, fotolitografii i mikroskopach wykrywania skanowania i nie tylko. Ze względu na zintegrowane przetwarzanie i formowanie ma unikalne cechy, takie jak brak mechanicznego tarcia, brak przestrzeni godowej, brak smarowania i wysoka wrażliwość na ruch.

Istnieje jednak kilka czynników, które mogą wpływać na działanie elastycznych zawiasów. Podczas projektowania elastycznych zawiasów przyjęto pewne założenia, takie jak zakładanie, że tylko deformacja sprężystości występuje w zawiasie, podczas gdy reszta jest uważana za sztywne ciało. Zakłada się również, że podczas pracy występuje tylko deformacja narożna, bez ekspansji lub innych deformacji. Ponadto sam zawias ma nieodłączne wady, takie jak środek obrotu, nie jest ustalony, stężenie naprężeń, zmiany wielkości naprężeń wraz z położeniem stawu i wpływ środowiska na materiał.

W projekcie strukturalnym przemieszczenie sprzęgania narożnika i linii prostej mogą być spowodowane błędami przetwarzania między kombinacjami kilku zawiasów i prętami łączącymi. Może to spowodować odejście ruchu od idealnego ścieżki. Rozległa literatura przeanalizowała źródła błędów elastycznych mechanizmów zawiasowych, omawiając wydajność materiału, projekt wielkości, wibracje, zakłócenia, błędy obróbki i wiele innych. Badania te zapewniają cenne wgląd w czułość każdego błędu zmiennego i sprzężenie mechanizmu przemieszczenia spowodowanego błędami produkcyjnymi.

Niniejszy artykuł ma na celu przeanalizowanie trzech rodzajów błędów obróbki prostego okrągłego elastycznego zawiasu i uzyskanie wzoru obliczania sztywności, gdy występują błędy. Wymiary zawiasu i parametry błędu są używane do obliczenia sztywności i weryfikacji wyników poprzez analizę elementów skończonych (FEA). Ta analiza zawiera cenne informacje dotyczące projektowania parametrów i przetwarzania zawiasu.

Trzy typy błędów obróbki analizowanych w tym artykule obejmują błąd pozycjonowania łuku Notch w kierunku Y, błąd pozycjonowania łuku Notch w kierunku X oraz błąd prostopadłości linii środkowej łuku Notch. Każdy typ błędu jest analizowany osobno, a błędy sztywności są obliczane na podstawie współczynników błędu i parametrów zawiasowych. Formuły błędu sztywności są następnie porównywane i weryfikowane za pomocą symulacji FEA.

Wyniki analizy numerycznej i symulacji FEA wykazują dobrą zgodność. Krzywe błędu sztywności uzyskane przy różnych wartościach parametrów zawiasu pokazują, że współczynniki błędu znacząco wpływają na sztywność. Błędy pozycjonowania w kierunku Y i X mają znaczący wpływ, podczas gdy błąd prostopadłości wpływa również na sztywność. Zrozumienie tych błędów i ich skutków można wdrożyć wydajne procesy projektowania i obróbki, aby zminimalizować ich wpływ na elastyczny zawias.

Podsumowując, błędy obróbki prostych elastycznych zawiasów mają bezpośredni wpływ na ich wydajność sztywności. Niniejszy artykuł zawiera kompleksową analizę trzech rodzajów błędów obróbki i przedstawia wzory obliczeń sztywności dla każdego rodzaju błędu. Wyniki są weryfikowane za pomocą symulacji FEA, podkreślając znaczenie kontrolowania błędów pozycjonowania i błędów prostopadłości w celu zoptymalizowania wydajności elastycznych zawiasów. Wyniki tego badania mogą służyć jako cenne odniesienie do procesów projektowych i produkcyjnych w różnych branżach.