Влияние ошибок обработки на качество прямых круговых гибких штрихов1

Расширен

Гибкий шарнир-это очень универсальный механизм, который использует микроэластичные характеристики деформации и восстановления металла. Он действует как механизм передачи с высоким разрешением с микропозицией, широко используемый в различных устройствах с тонкой настройкой, платформами точного позиционирования, фотолитографии и микроскопах обнаружения сканирования и многое другое. Благодаря своей интегрированной обработке и формованию, он обладает уникальными характеристиками, такими как отсутствие механического трения, отсутствие спариваемого пространства, без смазки и высокой чувствительности движения.

Тем не менее, есть несколько факторов, которые могут повлиять на рабочие характеристики гибких петли. При проектировании гибких петли делаются определенные предположения, например, предполагая, что только упругая деформация происходит в шарнире, в то время как остальное рассматривается как твердое тело. Также предполагается, что только угловая деформация происходит во время работы, без расширения или других деформаций. Кроме того, сама шарнир имеет неотъемлемые дефекты, такие как центр вращения, не фиксируется, концентрация напряжения, изменение величины напряжений с положением сустава и влияние окружающей среды на материал.

В конструктивном дизайне смещение связей углового и прямой линии может быть вызвано ошибками обработки между комбинациями нескольких петлей и соединительными шатунами. Это может привести к тому, что движение отклоняется от идеального пути. Обширная литература проанализировала источники ошибок гибких шарнирных механизмов, обсуждая производительность материала, дизайн размера, вибрацию, помехи, ошибки обработки и многое другое. Эти исследования дают ценную информацию о чувствительности каждой переменной ошибки и связи механизма смещения, вызванного производственными ошибками.

Эта статья направлена ​​на то, чтобы проанализировать три типа ошибок обработки прямого кругового гибкого шарнира и вывести формулу расчета жесткости, когда присутствуют эти ошибки. Размеры шарнира и параметры ошибки используются для расчета жесткости и проверки результатов с помощью анализа конечных элементов (FEA). Этот анализ предоставляет ценную информацию для разработки параметров и обработки шарнира.

Три типа ошибок обработки, проанализированные в этой статье, включают в себя ошибку позиционирования дуги Notch в направлении Y, ошибку позиционирования дуги Notch в направлении x и ошибку перпендикуляризации центральной линии Notch Arc. Каждый тип ошибки анализируется отдельно, и ошибки жесткости рассчитываются на основе коэффициентов ошибки и параметров шарнира. Формулы ошибки жесткости затем сравниваются и проверяются с помощью моделирования FEA.

Результаты численного анализа и моделирования FEA показывают хорошее согласие. Кривые ошибки жесткости, полученные в различных значениях параметров шарнира, показывают, что коэффициенты ошибки значительно влияют на жесткость. Ошибки позиционирования в направлениях Y и X оказывают значительное влияние, в то время как ошибка перпендикулярности также влияет на жесткость. Понимая эти ошибки и их эффекты, могут быть реализованы эффективные процессы проектирования и обработки, чтобы минимизировать их влияние на гибкий шарнир.

В заключение, ошибки обработки прямых круглых гибких петли оказывают прямое влияние на их производительность жесткости. Эта статья обеспечивает всесторонний анализ трех типов ошибок обработки и представляет формулы расчета жесткости для каждого типа ошибки. Результаты подтверждаются с помощью моделирования FEA, подчеркивая важность контроля ошибок позиционирования и перпендикулярных ошибок, чтобы оптимизировать производительность гибких петли. Результаты этого исследования могут служить ценной ссылкой для проектирования и производства процессов в различных отраслях.