Patentteknologi Analyse af Zhejiang Mingxu: Stiv fleksibel koblet vibrationsundertrykkelsessystem til lang skaftdrejning (Patentnr.: ZL 2024 2 1169223.6)

Teknisk baggrund og industri smertepunkter

I præcisionen drejning af lange skaftkomponenter (såsom drivaksler og blygeskruer) lider traditionelle enkelt-end-faste drejningsværktøjer af to kerneproblemer:

● Utilstrækkelig skravsundertrykkelse: Den overhængende ende af drejningsværktøjet oplever vibrationer med amplituder, der spænder fra 10 til 50 um under skærekraft excitation ( Kilde: int. J. Mach. Værktøjer Manuf. 2021, 167, 103767 ), der fører til en forringelse i overfladebølge (WT -værdi) op ​​til 6,3 μm (i henhold til ISO 4287 standarder);

● Ubalanceret dynamisk stivhed: Ved bearbejdning af lange aksler med et længde-til-diameterforhold (L/D) større end 5, falder systemets modale stivhed under 800N/μm, hvilket udløser regenerativt skrav (som analyseret gennem DIN 1311 vibrationsteori).

Analyse af kerneteknologiske innovationer

I. Multi-trins dynamisk stivhedsforbedringsarkitektur

1.1 Supportsystem med dobbelt-lukket loop

Hovedstøttemodul:

● Understøttestangen (7) er fremstillet af 40Cr slukket og hærdet stål, med en ekstern tråd på M16 × 2, der parrer sig med en fast møtrik (8), hvilket opnår en forudindlæst kraft på 1200 ± 50N;

● Gennem endelig elementanalyse bestemmes den optimale understøttelsesafstand til at være L/3 (hvor L er længden af ​​drejningsværktøjet), hvilket hæver den første ordens naturlige frekvens til 245Hz (sammenlignet med 82Hz i traditionelle strukturer).

Hjælpestabiliseringsmodul:

● Hjælphjulet (13) er konstrueret af GCR15 -bærende stål med en kontaktvinkel på 60 ° ± 1 °. Kontaktspændingen er optimeret til 150-200MPa ved hjælp af Hertzian-kontaktteori;

● Vibrationstest (i overensstemmelse med ISO 10816-3) afslører, at amplituden under driftsbetingelser på n = 1500 o / min reduceres amplituden til 3μm (i modsætning til> 15 um i traditionelle strukturer).

1.2 Præcisionsjusteringsmekanisme

● Den justerings gevindskaft (6) anvender en dobbelt-bly trapezformet tråd (TR20 × 4P8), som i forbindelse med en anti-slip-vaskemaskine (11) (med en friktionskoefficient μ = 0,12) muliggør en mikrofeed-hastighed på 0,025 mm pr. Revolution;

● Placeringsbeslaget (14) og klammen fremspring (17) anvender en H7/G6 -pasning, der opnå en gentagen positioneringsnøjagtighed på ± 0,005 mm.

Ii. Adaptiv vibrationsundertrykkelse topologisk design

2.1 Optimering af kraftoverførselsstien

.

● Den bevægelige slot (4) vedtager et aflangt huldesign (30 × 12 mm), der giver mulighed for ± 15 mm vandret kompensation og er kompatibel med skaftdiametre, der spænder fra φ20mm til φ80 mm.

2.2 Dæmpningsforbedringsstruktur

● Det indre af understøtningsstangen (7) er fyldt med et siliciumbaseret dæmpningslim (med en tabsfaktor tanδ = 0,35), hvilket hæver vibrationsdæmpningshastigheden til 22dB/s (som testet i overensstemmelse med ISO 10816 standarder);

● Den tværgående forbindelsesplade (15) er konstrueret fra 6061-T6 aluminiumslegering, hvilket danner en afstemt massespjæld gennem klemmespalten (16) for at undertrykke højfrekvente vibrationer i området 500-800Hz.

Nøgle -teknisk parameter sammenligningstabel

Typisk bearbejdningsscenarie verifikationer

Sag 1: Præcision bly skrue drejer

● Ved bearbejdning af en φ50 × 2000 mm blyskrue var den kumulative tonehøjdefejl ≤5μm pr. 1000 mm (opfylder GB/T 17587.3 -standarden);

● Værktøjets levetid blev udvidet til 180 stykker pr. Skærekant (sammenlignet med 80 stykker pr. Skærekant med traditionelt værktøj).

Sag 2: Hydraulisk cylinderstempelstangbearbejdning

● Værdien for overfladen ruhed RA blev konsekvent opretholdt på 0,4 μm (opfyldelse af industriens krav på ≤0,8μm);

● Bearbejdningseffektivitet blev forbedret med 40% (på grund af reduceret vibration, hvilket gjorde det muligt at øge tilførselshastigheden fra 0,1 mm/rev til 0,15 mm/rev).

Dette patent opnår gennembrud i vibrationsundertrykkelse for lang akselbearbejdning gennem to teknologiske veje: multibody dynamisk tilbageholdenhed og dæmpning af gradientdesign. Verificeret gennem COMSOL Multiphysics-simuleringer reducerer systemet vibrationsenergi med 82% inden for 100-1000Hz frekvensbåndet, hvilket når et vibrationsundertrykkelsesniveau, der kan sammenlignes med aero-motor-rotorbearbejdning.

Hvis du gerne vil lære mere, bedes du kontakte Mingxu Machinery for at få den komplette patentrapport: undersø[email protected] .