Analisi tecnica della tecnologia brevettata di Zhejiang Mingxu: lubrificazione a gradiente e progettazione di ottimizzazione dello stress dei frontali di posizionamento auto-lubrificante (ZL 2023 2 3463963.9)

Background tecnico e punti deboli del settore
In sisteMi di Mangimi per macchine utensili ad alta velocità (N ≥ 6000 giri / min), i frontali di posizionamento conico tradizionali presentano due difetti principali:

l Fallimento della lubrificazione: la forza centrifuga provoca migrare il grasso lubrificante verso il fondo del foro conico, con conseguente zona di attrito a secco nella parte superiore, con i valori RA di rugosità superficiale che si deteriorano da 0,4 μ M a 1.6 μ M (testato secondo lo standard ISO 4288);

l Concentrazione di stress: il contatto unilaterale porta a picchi di stress di contatto hertziano che superano i 800 MPA, innescando la propagazione di micro-crack (fonte di dati: usura 2022, 500-501, 204356).

Analisi dell'innovazione tecnologica principale
I. Progettazione del sistema di lubrificazione a gradiente
1.1 Architettura di lubrificazione composita a fluido solido
Blocco di lubrificazione della grafite (20) Struttura di incorporamento:

l Una scanalatura a montaggio circolare (101a) con una profondità di 1,2 ± 0,05 mm è aperto al centro del foro conico (101), garantendo una superficie conica continua attraverso la lavorazione della scarica elettrica (angolo di cono 20 ° ± 0.5 ° );

Il materiale composito a base di rame (Cu-10SN-5GR) contenente l'85% di grafite è incorporato, raggiungendo una porosità del 18% ± 2% attraverso la sinterizzazione della metallurgia della polvere, rilasciando continuamente particelle di grafite per formare un film di trasferimento.

Verifica dell'efficienza di lubrificazione:

l In condizioni operative n = 8000 giri / min, il coefficiente di attrito nella parte superiore del foro conico rimane stabile a 0,08-0,12 ( ＞ 0,25 per strutture tradizionali);

l I test del volume di usura (ASTM G99) mostrano che dopo 300 ore di funzionamento, la profondità di usura della superficie conica è solo 3.2 μ M (28,5 μ M per strutture tradizionali).

1.2 Meccanismo di compensazione della lubrificazione fluida

l I canali di grasso lubrificante vengono mantenuti nella parte inferiore del foro conico, formando un 0,5-1,2 μ M Spessore del film d'olio attraverso effetti di pressione dinamica (verificato dalla simulazione dell'equazione di Reynolds);

l Il sistema raggiunge la sinergia a gradiente tra lubrificazione solida (parte superiore) e lubrificazione fluida (parte inferiore), riducendo la temperatura della zona di contatto del 45% (misurata dall'imager termico a infrarossi).

Ii. Contattare il design dell'ottimizzazione dello stress
2.1 Ottimizzazione della topologia della superficie di serraggio della forma d'onda (102)

l I profili delle onde periodiche sono costruite utilizzando la serie di Fourier: Lunghezza d'onda λ = 12 mm, ampiezza A = 0,8 mm, raggio di curvatura r = 5 mm;

l L'analisi degli elementi finiti indica che la massima sollecitazione di contatto è ridotta da 813 MPA a 327 MPA, con un miglioramento del 62% nell'uniformità della distribuzione dello stress.

2.2 Struttura di condivisione del carico multi-bullone

l 12 fori di montaggio (104) sono distribuiti uniformemente secondo lo standard ASME B18.2.1, con deviazione di precarico ＜ 5%;

l Combinato con superfici coniche limite (105) (angolo di cono 15 ° ± 0.5 ° ), accuratezza del posizionamento radiale di ± 2 μ M si ottiene (grado ISO 2768-F).

Tabella di confronto dei parametri tecnici

Convalida tipica dello scenario dell'applicazione
Caso 1: posizionamento dei titolari di utensili in centri di lavorazione a cinque assi

l Durante la lavorazione continua delle parti in lega di titanio, il runout dei titolari di strumenti è controllato ＜ 2 μ M ( ＞ 8 μ m per strutture tradizionali);

l I cicli di cambio dello strumento sono estesi a 12000 volte (la media del settore è 5000 volte).

Caso 2: sistema Chuck nei centri di svolta

l Il runout radiale del mandrino è ridotto da 5 μ M a 1,5 μ M (GB/T 17421.7 Standard);

l L'errore di rotondità del pezzo lavorata è ≤ 1.5 μ M (ASME B89.3.4 Standard).

Questo brevetto raggiunge il funzionamento stabile a lungo termine del posizionamento dei fronti in condizioni operative estreme attraverso due principali percorsi tecnologici: la sinergia dei media di lubrificazione a gradiente e la ricostruzione del campo di stress di contatto. Secondo le ricerche di novità (Derwent Innovation), la struttura raggiunge un indice di potenza di attrito specifico (SFP) di 0,08 W/mM ² , una riduzione del 76% rispetto a prodotti simili, mettendolo al livello di leader internazionale.

Se desideri saperne di più, contatta i macchinari Mingxu per ottenere il rapporto di brevetto completo: [email protected] .