Вплив помилок обробки на якість прямих круглих гнучких Hinges_hinge Snowleds_talls1

Розширений

Гнучкий шарнір-це високо універсальний механізм, який використовує мікроеластичні деформації та характеристики відновлення металу. Він діє як механізм передачі високої роздільної здатності мікропозиціонування, широко використовується в різних пристроях тонких налаштувань, платформ точній позиціонуванні, фотолітографії та мікроскопах виявлення сканування тощо. Завдяки інтегрованій обробці та формуванні він має унікальні характеристики, такі як відсутність механічного тертя, без спаровування, без змащення та чутливості до високого руху.

Однак є кілька факторів, які можуть впливати на робочі показники гнучких петель. При проектуванні гнучких петель робиться певні припущення, наприклад, припускаючи, що при шарнірі відбувається лише еластична деформація, а решта розглядається як жорстке тіло. Також передбачається, що під час роботи відбувається лише кутова деформація, без розширення чи інших деформацій. Крім того, сам шарнір має притаманні дефекти, такі як центр обертання, що не фіксується, концентрація напруги, величина напруги змінюються з положенням суглоба та вплив навколишнього середовища на матеріал.

У структурній конструкції зміщення кута та пряма лінія може бути викликана помилками обробки між комбінаціями кількох петель та з'єднувальними стрижнями. Це може призвести до того, що рух відхиляється від ідеальної доріжки. Широка література проаналізувала джерела помилок гнучких механізмів шарніра, обговорюючи продуктивність матеріалу, дизайн розміру, вібрацію, перешкоди, помилки обробки тощо. Ці дослідження дають цінну інформацію про чутливість кожної змінної помилки та з'єднання механізму переміщення, спричиненого помилками виробництва.

Ця стаття має на меті проаналізувати три типи помилок обробки прямого кругового гнучкого шарніра та отримати формулу розрахунку жорсткості, коли ці помилки присутні. Розміри шарніра та параметри помилок використовуються для обчислення жорсткості та перевірки результатів за допомогою аналізу кінцевих елементів (FEA). Цей аналіз надає цінну інформацію для проектування параметрів та обробки шарніра.

Три типи помилок обробки, проаналізовані в цій роботі, включають помилку позиціонування дуги виїмки у напрямку Y, похибку позиціонування виїмки дуги у напрямку X та похибку перпендикулярності центральної лінії виїмки дуги. Кожен тип помилки аналізується окремо, а помилки жорсткості обчислюються на основі коефіцієнтів помилок та параметрів шарніра. Потім формули помилки жорсткості порівнюються та перевіряються за допомогою моделювання FEA.

Результати чисельного аналізу та моделювання FEA показують хорошу згоду. Криві помилки жорсткості, отримані при різних значеннях параметрів шарніра, демонструють, що коефіцієнти помилок суттєво впливають на жорсткість. Помилки позиціонування в напрямках Y та X мають значний вплив, тоді як помилка перпендикулярності також впливає на жорсткість. Розуміючи ці помилки та їх наслідки, можна реалізувати ефективні процеси проектування та обробки, щоб мінімізувати їх вплив на гнучкий шарнір.

На закінчення, помилки обробки прямих круглих гнучких петель мають прямий вплив на їх жорсткість. У цьому документі надається комплексний аналіз трьох типів помилок обробки та представляє формули обчислення жорсткості для кожного типу помилок. Результати перевіряються за допомогою моделювання FEA, підкреслюючи важливість контролю помилок позиціонування та помилки перпендикулярності з метою оптимізації продуктивності гнучких петлей. Результати цього дослідження можуть слугувати цінною довідкою для проектування та виробничих процесів у різних галузях.