İşleme hatalarının düz yuvarlak esnek menteşelerin kalitesi üzerindeki etkisi

Esnek menteşe, metalin mikro-elastik deformasyonunu ve geri kazanım özelliklerini kullanan mekanik bir bileşendir. Hassas konumlandırma ve ince ayarlamaya izin veren yüksek çözünürlüklü bir iletim mekanizmasıdır. Hassas konumlandırma platformları, fotolitografi ekipmanı ve tarama algılama mikroskopları gibi cihazlarda yaygın olarak kullanılır.

Esnek menteşelerin performansını etkileyebilecek birkaç faktör vardır. Esnek menteşeler tasarlarken, menteşede sadece elastik deformasyonun meydana geldiğini ve yapının geri kalanının katı olduğunu varsaymak gibi bazı varsayımlar yapılır. Ayrıca, herhangi bir genişleme veya diğer deformasyonlar olmadan, sadece köşe deformasyonunun çalışma sırasında meydana geldiği varsayılmaktadır. Bununla birlikte, menteşenin kendisi, dönme merkezi sabitlenmemesi, stres konsantrasyonu ve stres büyüklüğü gibi eklemin konumu ile değiştiği gibi doğal kusurlara sahiptir. Malzeme özellikleri ve çevresel faktörler de menteşenin performansını etkileyebilir.

Yapısal tasarımda, çoklu menteşelerin ve bağlantı çubuklarının kombinasyonu yaygındır. Bununla birlikte, bu kombinasyonlar arasındaki işlem hataları, köşelerin ve düz çizgilerin birleştirilmesine yol açabilir ve bu da mekanizmanın istenen yoldan sapmasına neden olabilir. Esnek menteşe mekanizmalarındaki hata kaynaklarının malzeme performansı, boyut tasarımı, titreşim, parazit, işleme hataları vb. Bu analizler, esnek menteşenin performansı üzerindeki her değişken hatasının hassasiyetini anlamayı amaçlamaktadır.

Önceki araştırmalar, esnek menteşelerde üretim hatalarının neden olduğu yer değiştirme mekanizmalarını ve bağlantıyı incelemek için Taylor serisi genişlemesi, sonlu eleman yöntemi ve sayısal simülasyonlar gibi yöntemleri kullanmıştır. Bununla birlikte, bu çalışmaların çoğu bireysel mekanizmalara odaklanmıştır ve kapsam ve elde edilen sonuçlar açısından belirli sınırlamalara sahiptir.

Bu makale, düz dairesel esnek menteşelerde üç işleme hatasının analizine odaklanmaktadır: y yönünde insizyon arkının konumlandırma hatası, x yönünde insizyon arkının konumlandırma hatası ve ark ekseninin merkez çizgisinin dikeylik hatası. Her hata türü için sertlik hesaplama formülleri türetilir ve sonuçlar sonlu eleman analizi (FEA) kullanılarak doğrulanır. Bu araştırma, menteşelerin tasarımı ve işlenmesi hakkında değerli bilgiler sağlar.

Analizi yapmak için ANSYS yazılımı kullanılarak bir konsol ışını yapısı modeli kurulur. Hata parametreleri değiştirilerek farklı tasarım noktaları elde edilir ve sertlik hatalarını elde etmek için bu tasarım noktalarında simülasyon hesaplamaları gerçekleştirilir. Sayısal analiz ve sonlu eleman analizinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve iyi bir uyum içinde olduğu bulunmuştur.

Sonuçlar, insizyon arkının y yönünde konumlandırılmasındaki hataların ve eksen çizgisinin dikliğinin esnek menteşenin sertliği üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermektedir. İnsizyon arkının x yönünde konumlandırılmasındaki hatalar daha küçük bir etkiye sahiptir. Bu bulgulara dayanarak, y yönündeki konumlandırma hatalarını ve eksen çizgisinin dikliğini kesinlikle kontrol ettirilirken, aynı zamanda X yönündeki konumlandırma hatalarının etkisini en aza indirmek için T/R değerini azaltmayı düşünmektedir.

Sonuç olarak, bu araştırma düz dairesel esnek menteşelerdeki işleme hatalarının kapsamlı bir analizini ve bunların sertlik üzerindeki etkisini sağlar. Türetilmiş sertlik hesaplama formülleri ve sonlu eleman analizi kullanılarak doğrulama, menteşe parametre tasarımı ve işleme anlaşılmasına katkıda bulunur. Diğer işleme hataları türlerini ve bunların esnek menteşelerin performansı üzerindeki etkilerini araştırmak için daha fazla araştırma yapılabilir.