Teknisk analys av Zhejiang Mingxus patenterade teknik: Gradient Smörjning och stressoptimering Design av självsmörjande positionering av ansiktsplattor (ZL 2023 2 3463963.9)

Teknisk bakgrund och branschsmärtpunkter
I höghastighetsmaskinverktyg Chuck Systems (n ≥ 6000 rpm), traditionell konisk positionering av ansiktskyltar uppvisar två kärnfel:

l Smörjfel: Centrifugalkraft får smörjfett migrera mot botten av den koniska borrningen, vilket resulterar i en torr friktionszon vid den övre delen, med ytråhet RA -värden som försämras från 0,4 μ m till 1,6 μ M (testad enligt ISO 4288 Standard);

l Stresskoncentration: Ensidig kontakt leder till Hertzian kontaktspänningstoppar som överstiger 800MPa, vilket utlöser mikro-crack-förökning (datakälla: Wear 2022, 500-501, 204356).

Kärnteknologisk innovationsanalys
I. Gradientsmörjningssystemdesign
1.1 Solid-fluid Composite Smörjarkitektur
Grafit Smörjblock (20) Inbäddningsstruktur:

l En cirkulär monteringsspår (101a) med ett djup på 1,2 ± 0,05 mm öppnas i mitten av den koniska borrningen (101), vilket säkerställer kontinuerlig konisk yta genom elektrisk urladdningsbearbetning (konvinkel 20 ° ± 0.5 ° );

Kopparbaserat kompositmaterial (CU-10SN-5GR) som innehåller 85% grafit är inbäddat, vilket uppnår en porositet på 18% ± 2% genom pulvermetallurgi sintring, kontinuerligt frisläppande grafitpartiklar för att bilda en överföringsfilm.

Smörjeffektivitetsverifiering:

l Under n = 8000 rpm driftsförhållanden förblir friktionskoefficienten vid den övre delen av den koniska borrningen stabil vid 0,08-0,12 ( ＞ 0,25 för traditionella strukturer);

l Slitvolymtester (ASTM G99) visar att efter 300 timmars drift är det koniska ytslitningsdjupet endast 3,2 μ M (28,5 μ m för traditionella strukturer).

1.2 Mekanism för flytande smörjningskompensation

l Smörjfettkanaler bibehålls längst ner i den koniska borrningen, och bildar en 0,5-1,2 μ m oljefilmtjocklek genom dynamiska tryckeffekter (verifierad av Reynolds ekvationssimulering);

l Systemet uppnår gradientsynergi mellan fast smörjning (övre delen) och vätskesmörjning (nedre del), vilket minskar kontaktzontemperaturen med 45% (mätt med infraröd termisk bild).

Ii. Kontakta stressoptimeringsdesign
2.1 Waveform Clamping Surface (102) Topology Optimization

l Periodiska vågprofiler är konstruerade med Fourier -serien: våglängd λ = 12mm, amplitud a = 0,8 mm, krökningsradie r = 5 mm;

l Analys av ändlig element indikerar att den maximala kontaktspänningen reduceras från 813MPA till 327MPA, med en 62% förbättring av spänningsfördelningsenhet.

2.2 Multi-bultlastdelningstruktur

l 12 monteringshål (104) är jämnt fördelade enligt ASME B18.2.1 Standard, med förbelastningsavvikelse ＜ 5%;

l Kombinerat med gränskoniska ytor (105) (konvinkel 15 ° ± 0.5 ° ), radiell positioneringsnoggrannhet för ± 2 μ M uppnås (ISO 2768-F-klass).

Teknisk parameterjämförelse tabell

Typiska applikationsscenario validering
Fall 1: Positionering av verktygshållare i femaxelbearbetningscentra

l Under kontinuerlig bearbetning av titanlegeringsdelar kontrolleras verktygshållarens runout till ＜ 2 μ m ( ＞ 8 μ m för traditionella strukturer);

l Verktygsändringscykler utvidgas till 12000 gånger (branschgenomsnittet är 5000 gånger).

Fall 2: Chuck System i turneringscentra

l Spindelradial runout reduceras från 5 μ m till 1,5 μ M (GB/T 17421.7 Standard);

l Bearbetat arbetsstycke rundhetsfel är ≤ 1.5 μ M (ASME B89.3.4 Standard).

Detta patent uppnår långsiktig stabil drift av positionering av ansiktskyltar under extrema driftsförhållanden genom två huvudsakliga tekniska vägar: Gradient Smörjmedsmediasynergi och återuppbyggnad av stressfält. Enligt nyhetssökningar (Derwent Innovation) uppnår strukturen ett specifikt friktionskraftindex (SFP) på 0,08W/mm ² , en minskning med 76% jämfört med liknande produkter som placerar den på den internationella ledande nivån.

Om du vill lära dig mer, vänligen kontakta Mingxu -maskiner för att få den fullständiga patentrapporten: förfrå[email protected] .